磁场调制式横向磁通多相永磁电机.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102420515 A (43)申请公布日 2012.04.18 C N 1 0 2 4 2 0 5 1 5 A *CN102420515A* (21)申请号 201110390301.6 (22)申请日 2011.11.30 H02K 21/16(2006.01) H02K 1/27(2006.01) H02K 1/14(2006.01) (71)申请人哈尔滨工业大学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大 直街92号 (72)发明人寇宝泉 谢大纲 罗俊 杨国龙 (74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 代理人张宏威 (54) 发明名称

2、 磁场调制式横向磁通多相永磁电机 (57) 摘要 磁场调制式横向磁通多相永磁电机，涉及横 向磁通多相永磁电机。它为解决现有多相永磁同 步电机存在的可靠性低，损耗大，转矩密度低及结 构复杂的问题而提出。它由定子和转子组成；m 个相电枢单元沿轴向依次排列在机壳内；每个相 电枢单元沿圆周方向依次错开360 /m电角度； 电枢线圈嵌放在第一至第三定子铁芯齿段之间的 环形空间内；第一和第三转子铁芯齿段的外圆周 表面分别沿轴向开设有数量为k/2个转子永磁体 槽；第一转子铁芯齿段上的转子永磁体槽与第三 转子铁芯齿段上的转子永磁体槽沿轴向方向错开 半个转子齿距；转子永磁体的充磁方向相同。它 有可靠性与安全性高

3、、容错能力强、结构简单、成 本低、转矩密度高、动态特性好，易实现模块化等 优点。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 6 页 说明书 11 页 附图 7 页 CN 102420527 A 1/6页 2 1.磁场调制式横向磁通多相永磁电机，其特征在于它由定子和转子组成；所述定子与 转子之间留有气隙； 定子由机壳(1)和m个相电枢单元组成，m为所述永磁电机的相数，m3； 所述每个相电枢单元由单元电枢铁芯和电枢线圈(2)组成；所述单元电枢铁芯由n个 定子铁芯齿组成；n为正整数；所述定子铁芯齿由第一定子铁芯齿段(3)、第二定子铁芯齿 段(4)

4、和第三定子铁芯齿段(5)构成，所述三个定子铁芯齿段均采用圆环形铁芯段且外径 均相同；位于第一定子铁芯齿段(3)和第三定子铁芯齿段(5)之间的第二定子铁芯齿段 (4)的内径大于第一定子铁芯齿段(3)的内径和第三定子铁芯齿段(5)的内径；所述第一 定子铁芯齿段(3)与第三定子铁芯齿段(5)的内径相同；所述三个定子铁芯齿段的中心轴 线位于同一轴线上；所述电枢线圈(2)采用圆环形电枢线圈，所述电枢线圈(2)嵌放在第一 定子铁芯齿段(3)、第二定子铁芯齿段(4)和第三定子铁芯齿段(5)之间形成的环形空间 内； 所述机壳(1)采用圆筒形机壳；所述机壳(1)的内表面沿轴向开设有多个机壳齿槽，所 述机壳齿槽的

5、数量与定子铁芯齿的数量相同；所述各定子铁芯齿沿机壳(1)的圆周方向嵌 放在机壳齿槽内；所述定子铁芯齿的径向高度大于或等于机壳齿槽的径向深度； 所述m个相电枢单元沿轴向依次排列在机壳(1)内，所述每个相电枢单元沿圆周方向 依次错开360/m电角度； 所述转子由转子铁芯和k个转子永磁体(9)组成；所述k为偶数； 所述转子铁芯由第一转子铁芯段(6)、第二转子铁芯段(7)和第三转子铁芯段(8)构 成； 所述三个转子铁芯段均采用圆环形铁芯段且内径均相同；位于第一转子铁芯段(6)和 第三转子铁芯段(8)之间的第二转子铁芯段(7)的外径小于第一转子铁芯段(6)的外径和 第三转子铁芯段(8)的外径；所述第一转

6、子铁芯段(6)与第三转子铁芯段(8)的外径相同； 所述三个转子铁芯段的中心轴线位于同一轴线上； 所述第一转子铁芯段(6)的厚度与第一定子铁芯齿段(3)的厚度相同；所述第二转子 铁芯段(7)的厚度与第二定子铁芯齿段(4)的厚度相同；所述第三转子铁芯段(8)的厚度 与第三定子铁芯齿段(5)的厚度相同；所述每个转子铁芯中的第一转子铁芯段(6)至第三 转子铁芯段(8)分别沿轴向对应一个定子铁芯齿中的第一定子铁芯齿段(3)至第三定子铁 芯齿段(5)； 所述第一转子铁芯段(6)和第三转子铁芯段(8)的外圆周表面分别沿轴向开设有数量 为k/2个转子永磁体槽；所述设置在第一转子铁芯段(6)上的k/2个转子永磁

7、体槽沿第一 转子铁芯段(6)的圆周方向均匀分布；所述设置在第三转子铁芯段(8)上的k/2个转子永 磁体槽沿第三转子铁芯段(8)的圆周方向均匀分布；所述设置在第一转子铁芯段(6)上的 转子永磁体槽与设置在第三转子铁芯段(8)上的转子永磁体槽沿轴向方向错开半个转子 齿距；所述每个转子永磁体槽内均嵌放有一个转子永磁体(9)；所述转子永磁体(9)采用长 条形永磁体；所述转子永磁体(9)径向充磁或平行充磁；所述转子永磁体(9)的充磁方向 相同，即气隙侧同为N极或同为S极。 2.磁场调制式横向磁通多相永磁电机，其特征在于它由定子和转子组成；所述定子与 转子之间留有气隙； 权 利 要 求 书CN 10242

8、0515 A CN 102420527 A 2/6页 3 定子由机壳(1)和m个相电枢单元组成，m为所述永磁电机的相数，m3；所述机壳 (1)采用圆筒形机壳； 所述每个相电枢单元由单元电枢铁芯和电枢线圈(2)组成； 所述单元电枢铁芯由第一铁芯段(10)、第二铁芯段(11)和第三铁芯段(12)构成，所述 三个铁芯段均采用圆环形铁芯段且外径均相同；位于第一铁芯段(10)和第三铁芯段(12) 之间的第二铁芯段(11)的内径大于第一铁芯段(10)的内径和第三铁芯段(12)的内径；所 述第一铁芯段(10)与第三铁芯段(12)的内径相同；所述三个铁芯段的中心轴线位于同一 轴线上；所述三个铁芯段沿轴向紧密排

9、列在机壳(1)内；所述第一铁芯段(10)和第三铁芯 段(12)的内圆周面沿轴向分别开设有多个定子铁芯槽；所述第一铁芯段(10)上开设的定 子铁芯槽的数量与第三铁芯段(12)上开设的定子铁芯槽的数量相同；所述开设在第一铁 芯段(10)上的定子铁芯槽定子铁芯槽沿第一铁芯段(10)的圆周方向均匀分布；所述开设 在第三铁芯段(12)上的定子铁芯槽定子铁芯槽沿第三铁芯段(12)的圆周方向均匀分布； 所述第一铁芯段(10)上开设的定子铁芯槽与第三铁芯段(12)上开设的定子铁芯槽沿轴向 对称分布； 所述电枢线圈(2)采用圆环形电枢线圈，所述电枢线圈(2)嵌放在第一铁芯段(10)、第 二铁芯段(11)和第三铁

10、芯段(12)之间形成的环形空间内； 所述m个相电枢单元沿轴向依次排列在机壳(1)内；所述各相电枢单元沿圆周方向依 次错开360/m电角度； 所述转子由转子铁芯和k个转子永磁体(9)组成；所述k为偶数； 所述转子铁芯由第一转子铁芯段(6)、第二转子铁芯段(7)和第三转子铁芯段(8)构 成； 所述三个转子铁芯段均采用圆环形铁芯段且内径均相同；位于第一转子铁芯段(6)和 第三转子铁芯段(8)之间的第二转子铁芯段(7)的外径小于第一转子铁芯段(6)的外径和 第三转子铁芯段(8)的外径；所述第一转子铁芯段(6)与第三转子铁芯段(8)的外径相同； 所述三个转子铁芯段的中心轴线位于同一轴线上； 所述第一转子

11、铁芯段(6)的厚度与第一铁芯段(10)的厚度相同；所述第二转子铁芯段 (7)的厚度与第二铁芯段(11)的厚度相同；所述第三转子铁芯段(8)的厚度与第三铁芯段 (12)的厚度相同； 所述第一转子铁芯段(6)和第三转子铁芯段(8)的外圆周表面分别沿轴向开设有数量 为k/2个转子永磁体槽；所述设置在第一转子铁芯段(6)上的k/2个转子永磁体槽沿第一 转子铁芯段(6)的圆周方向均匀分布；所述设置在第三转子铁芯段(8)上的k/2个转子永 磁体槽沿第三转子铁芯段(8)的圆周方向均匀分布；所述设置在第一转子铁芯段(6)上的 转子永磁体槽与设置在第三转子铁芯段(8)上的转子永磁体槽沿轴向方向错开半个转子 齿距

12、； 所述第一转子铁芯段(6)上的每个转子永磁体槽分别对应第一铁芯段(10)上的一个 定子铁芯槽； 所述第三转子铁芯段(8)上的每个转子永磁体槽分别对应第三铁芯段(12)上的一个 定子铁芯槽；所述转子永磁体槽与定子铁芯槽对应设置； 所述每个转子永磁体槽内均嵌放有一个转子永磁体(9)；所述转子永磁体(9)采用长 权 利 要 求 书CN 102420515 A CN 102420527 A 3/6页 4 条形永磁体；所述转子永磁体(9)径向充磁或平行充磁；所述转子永磁体(9)的充磁方向 相同，即气隙侧同为N极或同为S极。 3.磁场调制式横向磁通多相永磁电机，其特征在于它由定子和转子组成；所述定子与

13、转子之间留有气隙； 定子由机壳(1)和m个相电枢单元组成，m为所述永磁电机的相数，m3；所述机壳 (1)采用圆筒形机壳； 所述每个相电枢单元由单元电枢铁芯和电枢线圈(2)组成； 所述单元电枢铁芯由第一铁芯段(10)、第二铁芯段(11)和第三铁芯段(12)构成，所述 三个铁芯段均采用圆环形铁芯段且外径均相同；位于第一铁芯段(10)和第三铁芯段(12) 之间的第二铁芯段(11)的内径大于第一铁芯段(10)的内径和第三铁芯段(12)的内径；所 述第一铁芯段(10)与第三铁芯段(12)的内径相同；所述三个铁芯段的中心轴线位于同一 轴线上；所述三个铁芯段沿轴向紧密排列在机壳(1)内；所述第一铁芯段(10

14、)和第三铁芯 段(12)的内圆周面沿轴向分别开设有多个定子铁芯槽；所述第一铁芯段(10)上开设的定 子铁芯槽的数量与第三铁芯段(12)上开设的定子铁芯槽的数量相同；所述开设在第一铁 芯段(10)上的定子铁芯槽定子铁芯槽沿第一铁芯段(10)的圆周方向均匀分布；所述开设 在第三铁芯段(12)上的定子铁芯槽定子铁芯槽沿第三铁芯段(12)的圆周方向均匀分布； 所述第一铁芯段(10)上开设的定子铁芯槽与第三铁芯段(12)上开设的定子铁芯槽沿圆周 方向错开半个定子齿距； 所述电枢线圈(2)采用圆环形电枢线圈，所述电枢线圈(2)嵌放在第一铁芯段(10)、第 二铁芯段(11)和第三铁芯段(12)之间形成的环形

15、空间内； 所述m个相电枢单元沿轴向依次排列在机壳(1)内；所述各相电枢单元沿圆周方向依 次错开360/m电角度； 所述转子由转子铁芯和k个转子永磁体(9)组成；所述k为偶数； 所述转子铁芯由第一转子铁芯段(6)、第二转子铁芯段(7)和第三转子铁芯段(8)构 成； 所述三个转子铁芯段均采用圆环形铁芯段且内径均相同；位于第一转子铁芯段(6)和 第三转子铁芯段(8)之间的第二转子铁芯段(7)的外径小于第一转子铁芯段(6)的外径和 第三转子铁芯段(8)的外径；所述第一转子铁芯段(6)与第三转子铁芯段6的外径相同；所 述三个转子铁芯段的中心轴线位于同一轴线上； 所述第一转子铁芯段(6)的厚度与第一铁芯段

16、(10)的厚度相同；所述第二转子铁芯段 (7)的厚度与第二铁芯段(11)的厚度相同；所述第三转子铁芯段(8)的厚度与第三铁芯段 (12)的厚度相同； 所述第一转子铁芯段(6)和第三转子铁芯段(8)的外圆周表面分别沿轴向开设有数量 为k/2个转子永磁体槽；所述设置在第一转子铁芯段(6)上的k/2个转子永磁体槽沿第一 转子铁芯段(6)的圆周方向均匀分布；所述设置在第三转子铁芯段(8)上的k/2个转子永 磁体槽沿第三转子铁芯段(8)的圆周方向均匀分布；所述第一转子铁芯段(6)上的转子永 磁体槽的数量与第一铁芯段(10)上的定子铁芯槽的数量相同； 所述第三转子铁芯段(8)上的转子永磁体槽的数量与第三铁

17、芯段(12)上的定子铁芯 槽的数量相同； 权 利 要 求 书CN 102420515 A CN 102420527 A 4/6页 5 所述每个转子永磁体槽内均嵌放有一个转子永磁体(9)；所述转子永磁体(9)采用长 条形永磁体；所述转子永磁体(9)径向充磁或平行充磁；所述转子永磁体(9)的充磁方向 相同，即气隙侧同为N极或同为S极。 4.磁场调制式横向磁通多相永磁电机，其特征在于它由定子和转子组成；所述定子与 转子之间留有气隙； 定子由机壳(1)和m个相电枢单元组成，m为所述永磁电机的相数，m3；所述机壳 (1)采用圆筒形机壳； 所述每个相电枢单元由单元电枢铁芯、电枢线圈(2)和k个定子永磁体(

18、13)组成，K为 偶数； 所述单元电枢铁芯由第一铁芯段(10)、第二铁芯段(11)和第三铁芯段(12)构成，所述 三个铁芯段均采用圆环形铁芯段且外径均相同；位于第一铁芯段(10)和第三铁芯段(12) 之间的第二铁芯段(11)的内径大于第一铁芯段(10)的内径和第三铁芯段(12)的内径；所 述第一铁芯段(10)与第三铁芯段(12)的内径相同；所述三个铁芯段的中心轴线位于同一 轴线上；所述三个铁芯段沿轴向紧密排列在机壳(1)内；所述第一铁芯段(10)和第三铁芯 段(12)的内圆周面沿轴向分别开设有k/2个定子铁芯槽；所述开设在第一铁芯段(10)上 的k/2个定子铁芯槽定子铁芯槽沿第一铁芯段(10)

19、的圆周方向均匀分布；所述开设在第三 铁芯段(12)上的k/2个定子铁芯槽定子铁芯槽沿第三铁芯段(12)的圆周方向均匀分布； 所述第一铁芯段(10)上开设的定子铁芯槽与第三铁芯段(12)上开设的定子铁芯槽沿轴向 对称分布； 所述k个定子永磁体(13)分别设置在第一铁芯段(10)和第三铁芯段(12)上设置的 定子铁芯槽内； 所述定子永磁体(13)采用长条形永磁体；所述定子永磁体(13)径向充磁或平行充磁； 所述定子永磁体(13)的充磁方向相同，即气隙侧同为N极或同为S极； 所述电枢线圈(2)采用圆环形电枢线圈，所述电枢线圈(2)嵌放在第一铁芯段(10)、第 二铁芯段(11)和第三铁芯段(12)之间

20、形成的环形空间内； 所述m个相电枢单元沿轴向依次排列在机壳(1)内；所述各相电枢单元沿圆周方向依 次错开360/m电角度； 所述转子由转子铁芯和k个转子永磁体(9)组成；所述k为偶数； 所述转子铁芯由第一转子铁芯段(6)、第二转子铁芯段(7)和第三转子铁芯段(8)构 成； 所述三个转子铁芯段均采用圆环形铁芯段且内径均相同；位于第一转子铁芯段(6)和 第三转子铁芯段(8)之间的第二转子铁芯段(7)的外径小于第一转子铁芯段(6)的外径和 第三转子铁芯段(8)的外径；所述第一转子铁芯段(6)与第三转子铁芯段(8)的外径相同； 所述三个转子铁芯段的中心轴线位于同一轴线上； 所述第一转子铁芯段(6)的厚

21、度与第一铁芯段(10)的厚度相同；所述第二转子铁芯段 (7)的厚度与第二铁芯段(11)的厚度相同；所述第三转子铁芯段(8)的厚度与第三铁芯段 (12)的厚度相同； 所述第一转子铁芯段(6)和第三转子铁芯段(8)的外圆周表面分别沿轴向开设有数量 为k/2个转子永磁体槽；所述设置在第一转子铁芯段(6)上的k/2个转子永磁体槽沿第一 权 利 要 求 书CN 102420515 A CN 102420527 A 5/6页 6 转子铁芯段(6)的圆周方向均匀分布；所述设置在第三转子铁芯段(8)上的k/2个转子永 磁体槽沿第三转子铁芯段(8)的圆周方向均匀分布；所述设置在第一转子铁芯段(6)上的 转子永磁

22、体槽与设置在第三转子铁芯段(8)上的转子永磁体槽沿轴向方向错开半个转子 齿距； 所述第一转子铁芯段(6)上的每个转子永磁体槽分别对应第一铁芯段(10)上的一个 定子铁芯槽； 所述第三转子铁芯段(8)上的每个转子永磁体槽分别对应第三铁芯段(12)上的一个 定子铁芯槽；所述转子永磁体槽与定子铁芯槽对应设置； 所述每个转子永磁体槽内均嵌放有一个转子永磁体(9)；所述转子永磁体(9)采用长 条形永磁体；所述转子永磁体(9)径向充磁或平行充磁；所述转子永磁体(9)的充磁方向 相同，即气隙侧同为N极或同为S极；所述转子永磁体(9)与定子永磁体(13)的充磁方向 相同。 5.磁场调制式横向磁通多相永磁电机，

23、其特征在于它由定子和转子组成；所述定子与 转子之间留有气隙； 定子由机壳(1)和m个相电枢单元组成，m为所述永磁电机的相数，m3；所述机壳 (1)采用圆筒形机壳； 所述每个相电枢单元由单元电枢铁芯、电枢线圈(2)和k个定子永磁体(13)组成，K为 偶数； 所述单元电枢铁芯由第一铁芯段(10)、第二铁芯段(11)和第三铁芯段(12)构成，所述 三个铁芯段均采用圆环形铁芯段且外径均相同；位于第一铁芯段(10)和第三铁芯段(12) 之间的第二铁芯段(11)的内径大于第一铁芯段(10)的内径和第三铁芯段(12)的内径；所 述第一铁芯段(10)与第三铁芯段(12)的内径相同；所述三个铁芯段的中心轴线位于

24、同一 轴线上；所述三个铁芯段沿轴向紧密排列在机壳(1)内；所述第一铁芯段(10)和第三铁芯 段(12)的内圆周面沿轴向分别开设有k/2个定子铁芯槽；所述开设在第一铁芯段(10)上 的k/2个定子铁芯槽定子铁芯槽沿第一铁芯段(10)的圆周方向均匀分布；所述开设在第三 铁芯段(12)上的k/2个定子铁芯槽定子铁芯槽沿第三铁芯段(12)的圆周方向均匀分布； 所述第一铁芯段(10)上开设的定子铁芯槽与第三铁芯段(12)上开设的定子铁芯槽沿圆周 方向错开半个定子齿距； 所述k个定子永磁体(13)分别设置在第一铁芯段(10)和第三铁芯段(12)上设置的 定子铁芯槽内； 所述定子永磁体(13)采用长条形永磁

25、体；所述定子永磁体(13)径向充磁或平行充磁； 所述定子永磁体(13)的充磁方向相同，即气隙侧同为N极或同为S极； 所述电枢线圈(2)采用圆环形电枢线圈，所述电枢线圈(2)嵌放在第一铁芯段(10)、第 二铁芯段(11)和第三铁芯段(12)之间形成的环形空间内； 所述m个相电枢单元沿轴向依次排列在机壳(1)内；所述各相电枢单元沿圆周方向依 次错开360/m电角度； 所述转子采用圆筒形转子；所述转子外圆周面上沿轴向设置有k/2个转子永磁体槽； 所述k/2个转子永磁体槽沿转子外圆周面均匀分布； 所述每个转子永磁体槽内均嵌放有一个转子永磁体(9)；所述转子永磁体(9)采用长 权 利 要 求 书CN 1

26、02420515 A CN 102420527 A 6/6页 7 条形永磁体；所述转子永磁体(9)径向充磁或平行充磁；所述转子永磁体(9)的充磁方向 相同；所述转子永磁体(9)与定子永磁体(13)的充磁方向相同。 6.根据权利要求1、2、3、4、5所述的磁场调制式横向磁通多相永磁电机，其特征在于定 子单元电枢铁芯与转子铁芯均由高导磁材料构成。 7.根据权利要求1、2、3、4、5所述的磁场调制式横向磁通多相永磁电机，其特征在于机 壳(1)采用非磁性金属材料。 8.根据权利要求1、2、3、4、5所述的磁场调制式横向磁通多相永磁电机，其特征在于在 机壳(1)内沿轴向排列的每相的相电枢单元数量大于等于

27、1，属于同一相的相电枢单元沿 圆周方向同相位。 权 利 要 求 书CN 102420515 A CN 102420527 A 1/11页 8 磁场调制式横向磁通多相永磁电机 技术领域 0001 本发明涉及一种横向磁通多相永磁电机。 背景技术 0002 传统的多相永磁同步电机的结构如图1所示。该种结构的永磁同步电机的电枢 绕组为分布绕组，组成绕组所需要线圈的数量多，绕组的各相绕组端部相互交叉，绕组端部 长，铜耗大；绕组绝缘复杂，制造成本高。由于相与相之间都存在磁耦合，这一方面会因互感 的存在影响电流的控制精度；另一方面也会因每一相绕组通电产生的磁通所经过的磁路较 长而使定子铁耗较大，从而限制了电

28、机效率的进一步提高。同时，由于该电机只利用了转子 永磁体磁场与定子电流相互作用产生的电磁转矩，电机的转矩密度较低，制约了电机应用 领域的进一步拓宽。 发明内容 0003 本发明为了解决现有多相永磁同步电机存在的可靠性低，损耗大，转矩密度低及 结构复杂的问题，而提出的磁场调制式横向磁通多相永磁电机。 0004 磁场调制式横向磁通多相永磁电机，它由定子和转子组成；所述定子与转子之间 留有气隙； 0005 定子由机壳和m个相电枢单元组成，m为所述永磁电机的相数，m3； 0006 所述每个相电枢单元由单元电枢铁芯和电枢线圈组成；所述单元电枢铁芯由n个 定子铁芯齿组成；n为正整数；所述定子铁芯齿由第一定

29、子铁芯齿段、第二定子铁芯齿段和 第三定子铁芯齿段构成，所述三个定子铁芯齿段均采用圆环形铁芯段且外径均相同；位于 第一定子铁芯齿段和第三定子铁芯齿段之间的第二定子铁芯齿段的内径大于第一定子铁 芯齿段的内径和第三定子铁芯齿段的内径；所述第一定子铁芯齿段与第三定子铁芯齿段的 内径相同；所述三个定子铁芯齿段的中心轴线位于同一轴线上；所述电枢线圈采用圆环形 电枢线圈，所述电枢线圈嵌放在第一定子铁芯齿段、第二定子铁芯齿段和第三定子铁芯齿 段之间形成的环形空间内； 0007 所述机壳采用圆筒形机壳；所述机壳的内表面沿轴向开设有多个机壳齿槽，所述 机壳齿槽的数量与定子铁芯齿的数量相同；所述各定子铁芯齿沿机壳的

30、圆周方向嵌放在机 壳齿槽内；所述定子铁芯齿的径向高度大于或等于机壳齿槽的径向深度； 0008 所述m个相电枢单元沿轴向依次排列在机壳内，所述每个相电枢单元沿圆周方向 依次错开360/m电角度； 0009 所述转子由转子铁芯和k个转子永磁体组成；所述k为偶数； 0010 所述转子铁芯由第一转子铁芯段、第二转子铁芯段和第三转子铁芯段构成； 0011 所述三个转子铁芯段均采用圆环形铁芯段且内径均相同；位于第一转子铁芯段和 第三转子铁芯段之间的第二转子铁芯段的外径小于第一转子铁芯段的外径和第三转子铁 芯段的外径；所述第一转子铁芯段与第三转子铁芯段的外径相同；所述三个转子铁芯段的 说 明 书CN 102

31、420515 A CN 102420527 A 2/11页 9 中心轴线位于同一轴线上； 0012 所述第一转子铁芯段的厚度与第一定子铁芯齿段的厚度相同；所述第二转子铁芯 段的厚度与第二定子铁芯段的厚度相同；所述第三转子铁芯段的厚度与第三定子铁芯齿段 的厚度相同；所述每个转子铁芯中的第一转子铁芯段至第三转子铁芯段分别沿轴向对应一 个定子铁芯齿中的第一定子铁芯段至第三定子铁芯段； 0013 所述第一转子铁芯段和第三转子铁芯段的外圆周表面分别沿轴向开设有数量为 k/2个转子永磁体槽；所述设置在第一转子铁芯段上的k/2个转子永磁体槽沿第一转子铁 芯段的圆周方向均匀分布；所述设置在第三转子铁芯段上的k

32、/2个转子永磁体槽沿第三转 子铁芯段的圆周方向均匀分布；所述设置在第一转子铁芯段上的转子永磁体槽与设置在第 三转子铁芯段上的转子永磁体槽沿轴向方向错开半个转子齿距；所述每个转子永磁体槽内 均嵌放有一个转子永磁体；所述转子永磁体采用长条形永磁体；所述转子永磁体径向充磁 或平行充磁；所述转子永磁体的充磁方向相同，即气隙侧同为N极或同为S极。 0014 磁场调制式横向磁通多相永磁电机，它由定子和转子组成；所述定子与转子之间 留有气隙； 0015 定子由机壳和m个相电枢单元组成，m为所述永磁电机的相数，m3；所述机壳采 用圆筒形机壳； 0016 所述每个相电枢单元由单元电枢铁芯和电枢线圈组成； 001

33、7 所述单元电枢铁芯由第一铁芯段、第二铁芯段和第三铁芯段构成，所述三个铁芯 段均采用圆环形铁芯段且外径均相同；位于第一铁芯段和第三铁芯段之间的第二铁芯段的 内径大于第一铁芯段的内径和第三铁芯段的内径；所述第一铁芯段与第三铁芯段的内径相 同；所述三个铁芯段的中心轴线位于同一轴线上；所述三个铁芯段沿轴向紧密排列在机壳 内；所述第一铁芯段和第三铁芯段的内圆周面沿轴向分别开设有多个定子铁芯槽；所述第 一铁芯段上开设的定子铁芯槽的数量与第三铁芯段上开设的定子铁芯槽的数量相同；所述 开设在第一铁芯段上的定子铁芯槽定子铁芯槽沿第一铁芯段的圆周方向均匀分布；所述开 设在第三铁芯段上的定子铁芯槽定子铁芯槽沿第三

34、铁芯段的圆周方向均匀分布；所述第一 铁芯段上开设的定子铁芯槽与第三铁芯段上开设的定子铁芯槽沿轴向对称分布； 0018 所述电枢线圈采用圆环形电枢线圈，所述电枢线圈嵌放在第一铁芯段、第二铁芯 段和第三铁芯段之间形成的环形空间内； 0019 所述m个相电枢单元沿轴向依次排列在机壳内；所述各相电枢单元沿圆周方向依 次错开360/m电角度； 0020 所述转子由转子铁芯和k个转子永磁体组成；所述k为偶数； 0021 所述转子铁芯由第一转子铁芯段、第二转子铁芯段和第三转子铁芯段构成； 0022 所述三个转子铁芯段均采用圆环形铁芯段且内径均相同；位于第一转子铁芯段和 第三转子铁芯段之间的第二转子铁芯段的外

35、径小于第一转子铁芯段的外径和第三转子铁 芯段的外径；所述第一转子铁芯段与第三转子铁芯段的外径相同；所述三个转子铁芯段的 中心轴线位于同一轴线上； 0023 所述第一转子铁芯段的厚度与第一铁芯段的厚度相同；所述第二转子铁芯段的厚 度与第二铁芯段的厚度相同；所述第三转子铁芯段的厚度与第三铁芯段的厚度相同； 0024 所述第一转子铁芯段和第三转子铁芯段的外圆周表面分别沿轴向开设有数量为 说 明 书CN 102420515 A CN 102420527 A 3/11页 10 k/2个转子永磁体槽；所述设置在第一转子铁芯段上的k/2个转子永磁体槽沿第一转子铁 芯段的圆周方向均匀分布；所述设置在第三转子铁

36、芯段上的k/2个转子永磁体槽沿第三转 子铁芯段的圆周方向均匀分布；所述设置在第一转子铁芯段上的转子永磁体槽与设置在第 三转子铁芯段上的转子永磁体槽沿轴向方向错开半个转子齿距； 0025 所述第一转子铁芯段上的每个转子永磁体槽分别对应第一铁芯段上的一个定子 铁芯槽； 0026 所述第三转子铁芯段上的每个转子永磁体槽分别对应第三铁芯段上的一个定子 铁芯槽；所述转子永磁体槽与定子铁芯槽对应设置； 0027 所述每个转子永磁体槽内均嵌放有一个转子永磁体；所述转子永磁体采用长条形 永磁体；所述转子永磁体径向充磁或平行充磁；所述转子永磁体的充磁方向相同，即气隙 侧同为N极或同为S极。 0028 磁场调制式

37、横向磁通多相永磁电机，它由定子和转子组成；所述定子与转子之间 留有气隙； 0029 定子由机壳和m个相电枢单元组成，m为所述永磁电机的相数，m3；所述机壳采 用圆筒形机壳； 0030 所述每个相电枢单元由单元电枢铁芯和电枢线圈组成； 0031 所述单元电枢铁芯由第一铁芯段、第二铁芯段和第三铁芯段构成，所述三个铁芯 段均采用圆环形铁芯段且外径均相同；位于第一铁芯段和第三铁芯段之间的第二铁芯段的 内径大于第一铁芯段的内径和第三铁芯段的内径；所述第一铁芯段与第三铁芯段的内径相 同；所述三个铁芯段的中心轴线位于同一轴线上；所述三个铁芯段沿轴向紧密排列在机壳 内；所述第一铁芯段和第三铁芯段的内圆周面沿轴

38、向分别开设有多个定子铁芯槽；所述第 一铁芯段上开设的定子铁芯槽的数量与第三铁芯段上开设的定子铁芯槽的数量相同；所述 开设在第一铁芯段上的定子铁芯槽定子铁芯槽沿第一铁芯段的圆周方向均匀分布；所述开 设在第三铁芯段上的定子铁芯槽定子铁芯槽沿第三铁芯段的圆周方向均匀分布；所述第一 铁芯段上开设的定子铁芯槽与第三铁芯段上开设的定子铁芯槽沿圆周方向错开半个定子 齿距； 0032 所述电枢线圈采用圆环形电枢线圈，所述电枢线圈嵌放在第一铁芯段、第二铁芯 段和第三铁芯段之间形成的环形空间内； 0033 所述m个相电枢单元沿轴向依次排列在机壳内；所述各相电枢单元沿圆周方向依 次错开360/m电角度； 0034

39、所述转子由转子铁芯和k个转子永磁体组成；所述k为偶数； 0035 所述转子铁芯由第一转子铁芯段、第二转子铁芯段和第三转子铁芯段构成； 0036 所述三个转子铁芯段均采用圆环形铁芯段且内径均相同；位于第一转子铁芯段和 第三转子铁芯段之间的第二转子铁芯段的外径小于第一转子铁芯段的外径和第三转子铁 芯段的外径；所述第一转子铁芯段与第三转子铁芯段的外径相同；所述三个转子铁芯段的 中心轴线位于同一轴线上； 0037 所述第一转子铁芯段的厚度与第一铁芯段的厚度相同；所述第二转子铁芯段的厚 度与第二铁芯段的厚度相同；所述第三转子铁芯段的厚度与第三铁芯段的厚度相同； 0038 所述第一转子铁芯段和第三转子铁芯

40、段的外圆周表面分别沿轴向开设有数量为 说 明 书CN 102420515 A CN 102420527 A 4/11页 11 k/2个转子永磁体槽；所述设置在第一转子铁芯段上的k/2个转子永磁体槽沿第一转子铁 芯段的圆周方向均匀分布；所述设置在第三转子铁芯段上的k/2个转子永磁体槽沿第三转 子铁芯段的圆周方向均匀分布；所述第一转子铁芯段上的转子永磁体槽的数量与第一铁芯 段上的定子铁芯槽的数量相同； 0039 所述第三转子铁芯段上的转子永磁体槽的数量与第三铁芯段上的定子铁芯槽的 数量相同； 0040 所述每个转子永磁体槽内均嵌放有一个转子永磁体；所述转子永磁体采用长条形 永磁体；所述转子永磁体径

41、向充磁或平行充磁；所述转子永磁体的充磁方向相同，即气隙 侧同为N极或同为S极。 0041 磁场调制式横向磁通多相永磁电机，它由定子和转子组成；所述定子与转子之间 留有气隙； 0042 定子由机壳和m个相电枢单元组成，m为所述永磁电机的相数，m3；所述机壳采 用圆筒形机壳； 0043 所述每个相电枢单元由单元电枢铁芯、电枢线圈和k个定子永磁体组成，k为偶 数； 0044 所述单元电枢铁芯由第一铁芯段、第二铁芯段和第三铁芯段构成，所述三个铁芯 段均采用圆环形铁芯段且外径均相同；位于第一铁芯段和第三铁芯段之间的第二铁芯段的 内径大于第一铁芯段的内径和第三铁芯段的内径；所述第一铁芯段与第三铁芯段的内径

42、相 同；所述三个铁芯段的中心轴线位于同一轴线上；所述三个铁芯段沿轴向紧密排列在机壳 内；所述第一铁芯段和第三铁芯段的内圆周面沿轴向分别开设有k/2个定子铁芯槽；所述 开设在第一铁芯段上的k/2个定子铁芯槽定子铁芯槽沿第一铁芯段的圆周方向均匀分布； 所述开设在第三铁芯段上的k/2个定子铁芯槽定子铁芯槽沿第三铁芯段的圆周方向均匀 分布；所述第一铁芯段上开设的定子铁芯槽与第三铁芯段上开设的定子铁芯槽沿轴向对称 分布； 0045 所述k个定子永磁体分别设置在第一铁芯段和第三铁芯段上设置的定子铁芯槽 内； 0046 所述定子永磁体采用长条形永磁体；所述定子永磁体径向充磁或平行充磁；所述 定子永磁体的充磁

43、方向相同，即气隙侧同为N极或同为S极； 0047 所述电枢线圈采用圆环形电枢线圈，所述电枢线圈嵌放在第一铁芯段、第二铁芯 段和第三铁芯段之间形成的环形空间内； 0048 所述m个相电枢单元沿轴向依次排列在机壳内；所述各相电枢单元沿圆周方向依 次错开360/m电角度； 0049 所述转子由转子铁芯和k个转子永磁体组成；所述k为偶数； 0050 所述转子铁芯由第一转子铁芯段、第二转子铁芯段和第三转子铁芯段构成； 0051 所述三个转子铁芯段均采用圆环形铁芯段且内径均相同；位于第一转子铁芯段和 第三转子铁芯段之间的第二转子铁芯段的外径小于第一转子铁芯段的外径和第三转子铁 芯段的外径；所述第一转子铁芯

44、段与第三转子铁芯段的外径相同；所述三个转子铁芯段的 中心轴线位于同一轴线上； 0052 所述第一转子铁芯段的厚度与第一铁芯段的厚度相同；所述第二转子铁芯段的厚 说 明 书CN 102420515 A CN 102420527 A 5/11页 12 度与第二铁芯段的厚度相同；所述第三转子铁芯段的厚度与第三铁芯段的厚度相同； 0053 所述第一转子铁芯段和第三转子铁芯段的外圆周表面分别沿轴向开设有数量为 k/2个转子永磁体槽；所述设置在第一转子铁芯段上的k/2个转子永磁体槽沿第一转子铁 芯段的圆周方向均匀分布；所述设置在第三转子铁芯段上的k/2个转子永磁体槽沿第三转 子铁芯段的圆周方向均匀分布；所

45、述设置在第一转子铁芯段上的转子永磁体槽与设置在第 三转子铁芯段上的转子永磁体槽沿轴向方向错开半个转子齿距； 0054 所述第一转子铁芯段上的每个转子永磁体槽分别对应第一铁芯段上的一个定子 铁芯槽； 0055 所述第三转子铁芯段上的每个转子永磁体槽分别对应第三铁芯段上的一个定子 铁芯槽；所述转子永磁体槽与定子铁芯槽对应设置； 0056 所述每个转子永磁体槽内均嵌放有一个转子永磁体；所述转子永磁体采用长条形 永磁体；所述转子永磁体径向充磁或平行充磁；所述转子永磁体的充磁方向相同，即气隙 侧同为N极或同为S极；所述转子永磁体与定子永磁体的充磁方向相同。 0057 磁场调制式横向磁通多相永磁电机，它由

46、定子和转子组成；所述定子与转子之间 留有气隙； 0058 定子由机壳和m个相电枢单元组成，m为所述永磁电机的相数，m3；所述机壳采 用圆筒形机壳； 0059 所述每个相电枢单元由单元电枢铁芯、电枢线圈和k个定子永磁体组成，k为偶 数； 0060 所述单元电枢铁芯由第一铁芯段、第二铁芯段和第三铁芯段构成，所述三个铁芯 段均采用圆环形铁芯段且外径均相同；位于第一铁芯段和第三铁芯段之间的第二铁芯段的 内径大于第一铁芯段的内径和第三铁芯段的内径；所述第一铁芯段与第三铁芯段的内径相 同；所述三个铁芯段的中心轴线位于同一轴线上；所述三个铁芯段沿轴向紧密排列在机壳 内；所述第一铁芯段和第三铁芯段的内圆周面沿

47、轴向分别开设有k/2个定子铁芯槽；所述 开设在第一铁芯段上的k/2个定子铁芯槽定子铁芯槽沿第一铁芯段的圆周方向均匀分布； 所述开设在第三铁芯段上的k/2个定子铁芯槽定子铁芯槽沿第三铁芯段的圆周方向均匀 分布；所述第一铁芯段上开设的定子铁芯槽与第三铁芯段上开设的定子铁芯槽沿圆周方向 错开半个定子齿距； 0061 所述k个定子永磁体分别设置在第一铁芯段和第三铁芯段上设置的定子铁芯槽 内； 0062 所述定子永磁体采用长条形永磁体；所述定子永磁体径向充磁或平行充磁；所述 定子永磁体的充磁方向相同，即气隙侧同为N极或同为S极； 0063 所述电枢线圈采用圆环形电枢线圈，所述电枢线圈嵌放在第一铁芯段、第

48、二铁芯 段和第三铁芯段之间形成的环形空间内； 0064 所述m个相电枢单元沿轴向依次排列在机壳内；所述各相电枢单元沿圆周方向依 次错开360/m电角度； 0065 所述转子采用圆筒形转子；所述转子外圆周面上沿轴向设置有k/2个转子永磁体 槽；所述k/2个转子永磁体槽沿转子外圆周面均匀分布； 0066 所述每个转子永磁体槽内均嵌放有一个转子永磁体；所述转子永磁体采用长条形 说 明 书CN 102420515 A CN 102420527 A 6/11页 13 永磁体；所述转子永磁体径向充磁或平行充磁；所述转子永磁体的充磁方向相同；所述转 子永磁体与定子永磁体的充磁方向相同。 0067 本发明的磁

49、场调制式横向磁通多相永磁电机具有可靠性与安全性高、容错能力 强、结构简单、成本低、转矩密度高、动态特性好以及易实现模块化等优点。 附图说明 0068 图1为传统的多相永磁同步电机的结构示意图；图2为具体实施方式一所述磁场 调制式横向磁通多相永磁电机一相电枢单元的纵剖视图；图3为图2的A-A部示意图；图4 为具体实施方式一所述磁场调制式横向磁通多相永磁电机一相电枢单元的右视图；图5为 具体实施方式二所述磁场调制式横向磁通多相永磁电机一相电枢单元的纵剖视图；图6为 图5的B-B部示意图；图7为具体实施方式二所述磁场调制式横向磁通多相永磁电机一相 电枢单元的右视图；图8为具体实施方式三所述磁场调制式横向磁通多相永磁电机一相电 枢单元的纵剖视图；图9为图8的C-C部示意图；图10为具体实施方式三所述磁场调制式 横向磁通多相永磁电机一相电枢单元的右视图；图11为具体实施方式四所述磁场调制式 横向磁通多相永磁电机一相电枢单元的纵剖视图；图12为图11的D-D部示意图；图13为 具体实施