《盘式三相聚磁式横向磁场永磁电机.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《盘式三相聚磁式横向磁场永磁电机.pdf（7页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102820756 A (43)申请公布日 2012.12.12 C N 1 0 2 8 2 0 7 5 6 A *CN102820756A* (21)申请号 201210308725.8 (22)申请日 2012.08.27 H02K 21/14(2006.01) H02K 1/27(2006.01) H02K 1/28(2006.01) (71)申请人西北工业大学 地址 710072 陕西省西安市友谊西路127号 (72)发明人史仪凯 苏士斌 袁小庆 黄磊 杨宁 崔田田 韩康 马艳 (74)专利代理机构西北工业大学专利中心 61204 代理人王鲜凯 (54) 发明。
2、名称 盘式三相聚磁式横向磁场永磁电机 (57) 摘要 本发明公开了一种盘式三相聚磁式横向磁场 永磁电机，用于解决现有横向磁场永磁电机永磁 体利用率低的技术问题。技术方案是采用组合式 双侧定子结构，两侧定子错开360/2N机械角度， N为电机极数；单侧定子分为三相，且三相呈圆周 状分布，每相定子由E型硅钢和绕组构成；永磁 体呈圆周状嵌放于圆盘形永磁体嵌板中，分三周 分布，永磁体嵌板上相邻的永磁体极性相反，永磁 体、永磁体嵌板和电机轴构成所述永磁电机的转 动部分。由于永磁体和E形硅钢构成不同极数、不 同功率等级的盘式三相聚磁式横向磁场电机，提 高了永磁体的利用率、气隙的磁通密度以及输出 转矩，减小。
3、了电机的轴向体积。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (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 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 1/1页 2 1.一种盘式三相聚磁式横向磁场永磁电机，包括永磁体（2）、绕组（4）和转轴（7），其特 征在于还包括E型硅钢（1）、永磁体嵌板（3）、E型硅钢辅助板（5）和绕组辅助板（6）；电机 外壳（21）呈圆盘状，端面板（9）和E型硅钢辅助板（5）固定于对应的轴承（8）上，E型硅钢 辅助板（5）和绕组辅助板（6）通过长螺丝杆固定于端面板（9）上，E型硅钢（1）固定于E型 硅钢辅助板（5）和绕组辅助板（6。
4、）之间，每相绕组（4）嵌放于对应E型硅钢（1）槽中；永磁 体（2）和永磁体嵌板（3）构成的转子盘位于两侧定子结构中间，通过卡条（20）固定于转轴 （7）上；永磁体嵌板（3）上作成三周长方形永磁体孔（12），每周的永磁体孔（12）尺寸相同， 对应尺寸的永磁体（2）嵌放于永磁体嵌板（3）的永磁体孔（12）中，径向和切向相邻永磁体 （2）的极性相反，永磁体嵌板（3）中部固定于转轴（7）上，通过永磁体嵌板卡槽（17）内的卡 条（20）固定；外壳（21）和单侧端面板（9）通过固件相连接；绕组（4）嵌放于E型硅钢（1） 槽内；两侧定子结构对称分布于永磁体嵌板（3）两侧，相错360/2N机械角度，N为电机极。
5、数， 两侧定子通过轴承（8）与转轴（7）联接，轴承（8）由两个卡簧固定于转轴（7）上；由永磁体 （2）和永磁体嵌板（3）构成的转子盘通过卡条（20）与转轴（7）固定在一起。 2.根据权利要求1所述的盘式三相聚磁式横向磁场永磁电机，其特征在于：所述永磁 电机的径向尺寸大于轴向尺寸。 权 利 要 求 书CN 102820756 A 1/3页 3 盘式三相聚磁式横向磁场永磁电机 技术领域 0001 本发明涉及一种永磁电机，特别是涉及一种盘式三相聚磁式横向磁场永磁电机。 背景技术 0002 随着电动汽车的迅速发展，轮毂电机也得到了大力的开发，研究较多的是永磁同 步电机，该类型电机属于二维磁路的传统电机。
6、，直接输出转矩较低，转速高，需要配合相应 减速机构才能应用于电动汽车中；有时为了达到一定的低速运行目的，采用弱磁调速方案， 但此是以永磁电机牺牲输出转矩为代价的，哈尔滨工业大学研制的永磁轮毂电机就属于 此。德国H.Weh教授提出横向磁场电机的设计思路，横向磁场电机特点在于转速低、输出转 矩密度大。现在研究较多的是轴向横向磁场电机，华中科技大学设计了一台轴向三相八对 极的平板式横向磁场永磁电机，并将该电机应用于电动汽车，该电机轴向体积大，不利于电 动汽车安装，并且输出转矩相对小。Seyedmohsen Hosseini等研究人员设计了盘式发电机， 但电机结构不合理，永磁体没有充分利用，输出功率较。
7、低。 发明内容 0003 为了克服现有横向磁场永磁电机永磁体利用率低的不足，本发明提供一种盘式三 相聚磁式横向磁场永磁电机。该永磁电机采用组合式双侧定子结构，两侧定子错开360/2N 机械角度，N为电机极数；单侧定子分为三相，且三相呈圆周状分布，每相定子由E型硅钢和 绕组构成；永磁体呈圆周状嵌放于圆盘形永磁体嵌板中，分三周分布，永磁体嵌板上相邻的 永磁体极性相反，永磁体、永磁体嵌板和电机轴构成所述永磁电机的转动部分。由于永磁体 和E形硅钢构成不同极数、不同功率等级的盘式三相聚磁式横向磁场电机，可以提高永磁 体的利用率、气隙的磁通密度以及输出转矩，减小电机的轴向体积。 0004 本发明解决其技术。
8、问题所采用的技术方案是：一种盘式三相聚磁式横向磁场永磁 电机，包括永磁体2、绕组4和转轴7，其特点是还包括E型硅钢1、永磁体嵌板3、E型硅钢辅 助板5和绕组辅助板6。电机外壳21呈圆盘状，端面板9和E型硅钢辅助板5固定于对应 的轴承8上，E型硅钢辅助板5和绕组辅助板6通过长螺丝杆固定于端面板9上，E型硅钢 1固定于E型硅钢辅助板5和绕组辅助板6之间，每相绕组4嵌放于对应E型硅钢1槽中。 永磁体2和永磁体嵌板3构成的转子盘位于两侧定子结构中间，通过卡条20固定于转轴7 上；永磁体嵌板3上作成三周长方形永磁体孔12，每周的永磁体孔12尺寸相同，对应尺寸 的永磁体2嵌放于永磁体嵌板3的永磁体孔12中。
9、，径向和切向相邻永磁体2的极性相反， 永磁体嵌板3中部固定于转轴7上，通过永磁体嵌板卡槽17内的卡条20固定。外壳21和 单侧端面板9通过固件相连接；绕组4嵌放于E型硅钢1槽内。两侧定子结构对称分布于 永磁体嵌板3两侧，相错360/2N机械角度，N为电机极数，两侧定子通过轴承8与转轴7联 接，轴承8由两个卡簧固定于转轴7上；由永磁体2和永磁体嵌板3构成的转子盘通过卡条 20与转轴7固定在一起； 0005 所述永磁电机的径向尺寸大于轴向尺寸。 说 明 书CN 102820756 A 2/3页 4 0006 本发明的有益效果是：由于采用组合式双侧定子结构，两侧定子错开360/2N机械 角度，N为电。
10、机极数；单侧定子分为三相，且三相呈圆周状分布，每相定子由E型硅钢和绕组 构成；永磁体呈圆周状嵌放于圆盘形永磁体嵌板中，分三周分布，永磁体嵌板上相邻的永磁 体极性相反，永磁体、永磁体嵌板和电机轴构成所述永磁电机的转动部分。由于永磁体和E 形硅钢构成不同极数、不同功率等级的盘式三相聚磁式横向磁场电机，提高了永磁体的利 用率、气隙的磁通密度以及输出转矩，减小了电机的轴向体积。 0007 下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。 附图说明 0008 图1是本发明盘式三相聚磁式横向磁场永磁电机的纵截面示意图。 0009 图2是图1的轴向爆炸效果图。 0010 图3是图1中单侧定子的结构示意图。 0011。
11、 图4是图1中转子盘的结构示意图。 0012 图5是图1中简化主体结构示意图。 0013 图中，1-E型硅钢；2-永磁体；3-永磁体嵌板；4-绕组；5-E型硅钢辅助板；6-绕组 辅助板；7-转轴；8-轴承；9-端面板；10-定子齿孔；11-E型硅钢槽；12-永磁体孔；13-螺 丝孔；14-散热孔；15-电机轴孔；16-电源线孔；17-永磁体嵌板卡槽；18-键槽；19-卡簧 槽；20-卡条；21-外壳。 具体实施方式 0014 以下实施例参照图15。 0015 本发明盘式三相聚磁式横向磁场永磁电机包括E型硅钢1、永磁体2、永磁体嵌板 3、绕组4、E型硅钢辅助板5、绕组辅助板6和转轴7。 0016。
12、 电机外形呈圆盘状，所述电机径向尺寸大于轴向尺寸，与汽车轮毂形状相似。电机 由E型硅钢1、永磁体2、永磁体嵌板3、绕组4、E型硅钢辅助板5、绕组辅助板6、转轴7、轴 承8、端面板9、外壳21构成。由永磁体2和永磁体嵌板3构成的转子盘位于两侧定子结构 中间，通过卡条20固定于转轴7上；外壳21和单侧端面板9通过六个固件相连接；绕组4 嵌放于E型硅钢1槽内，通入电流后，在E型硅钢1内部产生磁通，两侧E型硅钢1和转子盘 上对应的永磁体2构成一个完整的磁通路径，产生电磁力，使电机轴输出转矩。在图1中， 外壳21被省略。 0017 由爆炸图可知，E型硅钢1、永磁体2、永磁体嵌板3、E型硅钢辅助板5、绕组。
13、辅助 板6、转轴7、轴承8、端面板9、定子齿孔10、E型硅钢槽11、螺丝孔13、散热孔14、电机轴孔 15、电源线孔16、键槽18、卡条20、外壳21构成了整个永磁电机。两侧定子结构对称分布于 永磁体嵌板3两侧，相错360/2N机械角度，N为电机极数，两侧定子通过轴承8和转轴7联 接，轴承8由两个卡簧固定于转轴7上；由永磁体2和永磁体嵌板3构成的转子盘通过卡条 20和转轴7固定在一起；所述横向磁通电机的电源线通过电源线孔16进入电机内部。在 图2中，绕组4被省略。 0018 电机单侧定子由E型硅钢1、绕组4、E型硅钢辅助板5、绕组辅助板6、端面板9构 成。端面板9和E型硅钢辅助板5固定于对应的。
14、轴承8上，E型硅钢辅助板5和绕组辅助 说 明 书CN 102820756 A 3/3页 5 板6通过长螺丝杆固定于端面板9上，E型硅钢1固定于E型硅钢辅助板5和绕组辅助板6 之间，每相绕组4嵌放于对应E型硅钢1槽中。 0019 电机的转子盘由永磁体2、永磁体嵌板3、永磁体孔12、电机轴孔15、永磁体嵌板卡 槽17构成。永磁体嵌板3上作成三周长方形永磁体孔12，每周的永磁体孔12尺寸相同，对 应尺寸的永磁体2嵌放于永磁体嵌板3的永磁体孔12中，径向和切向相邻永磁体2的极性 相反，永磁体嵌板3中部固定于转轴7上，通过永磁体嵌板卡槽17内的卡条20固定；在电 磁力的作用下，永磁体嵌板3的转动带动转轴。
15、7输出转矩。 0020 电机简化的主体结构由两侧圆周分布的E型硅钢1、永磁体2、永磁体嵌板3、转轴 7、永磁体嵌板卡槽17、卡簧槽19构成。单侧E型硅钢1圆周状分布阵列由十二个硅钢块 构成，每个E型硅钢块由二十五片0.5mm厚的E型硅钢构成，两侧E型硅钢阵列相互错开 360/2N机械角度，N为电机极数；永磁体2和永磁体嵌板3构成的转子盘位于两侧E型硅钢 阵列的中间位置，转子盘和E型硅钢阵列之间的间隙就是所述电机的气隙。 0021 类似地，单侧E型硅钢阵包含的E型硅钢和相数越多，横向磁通电机输出的转矩密 度和功率密度就越大，这是大家所熟悉的。 说 明 书CN 102820756 A 1/2页 6 图1 图2 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102820756 A 2/2页 7 图5 说 明 书 附 图CN 102820756 A 。