本實(shí)用新型涉及盤式電機(jī)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)水平的不斷發(fā)展，對(duì)工業(yè)中的動(dòng)力傳動(dòng)有了更高的要求，作為替代傳統(tǒng)復(fù)雜傳動(dòng)的直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)正逐步受到人們的關(guān)注。傳統(tǒng)齒輪與電機(jī)配合的動(dòng)力傳動(dòng)中，不僅系統(tǒng)體積龐大且可靠性較低，齒輪的磨損帶來(lái)了諸如摩擦損耗、需定時(shí)維護(hù)、振動(dòng)噪聲大等問題。磁齒輪是一種依靠磁力傳動(dòng)的齒輪，其不僅消除了傳統(tǒng)的機(jī)械摩擦損耗且因?yàn)辇X輪間沒有接觸而極大的削弱了振動(dòng)噪聲，不用維護(hù)且可靠性高。依據(jù)磁齒輪原理，衍生出了一系列結(jié)構(gòu)可靠、性能優(yōu)良的可應(yīng)用于直驅(qū)場(chǎng)合的磁通調(diào)制式電機(jī)。

類似于傳統(tǒng)電機(jī)，磁通調(diào)制式電機(jī)也具有徑向磁通式和盤式。盤式電機(jī)相對(duì)于徑向式來(lái)說(shuō)，具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低速轉(zhuǎn)矩大的特點(diǎn)。但現(xiàn)有的盤式磁通調(diào)制電機(jī)定子繞組均纏繞在定子鐵芯上，不僅增加了電機(jī)的損耗且使整機(jī)重量較大，又因?yàn)榫哂写磐ㄕ{(diào)制作用的調(diào)磁環(huán)的存在，使電機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，調(diào)磁環(huán)之間需要填充環(huán)氧樹脂等非導(dǎo)磁材料，使其機(jī)械穩(wěn)定性變差、整機(jī)可靠性降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有盤式磁通調(diào)制電機(jī)損耗較高、調(diào)磁塊機(jī)械性能差、定子鐵芯較重及結(jié)構(gòu)復(fù)雜問題，本實(shí)用新型提供了一種盤式無(wú)鐵芯磁通調(diào)制電機(jī)。

盤式無(wú)鐵芯磁通調(diào)制電機(jī)，它包括N個(gè)定子、N+1個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤、轉(zhuǎn)軸和殼體，N個(gè)定子和N+1個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤均位于殼體內(nèi)，N個(gè)定子均固定在殼體內(nèi)壁上，N+1個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤均通過過盈配合與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且N個(gè)定子、N+1個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤和殼體同軸，N個(gè)定子和N+1個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤交錯(cuò)排列，定子和轉(zhuǎn)子圓盤間存在氣隙；N為大于或等于1的整數(shù)；

所述的每個(gè)定子包括一套繞組和兩個(gè)非導(dǎo)磁電樞盤，繞組封裝在兩個(gè)非導(dǎo)磁電樞盤之間，

每個(gè)非導(dǎo)磁電樞盤上設(shè)有N_s個(gè)凹槽，N_s個(gè)凹槽沿非導(dǎo)磁電樞盤的周向均勻分布，每個(gè)凹槽內(nèi)設(shè)有一個(gè)調(diào)磁塊；

N+1個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤分別定義為第1個(gè)至第N+1個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤，其中，第1個(gè)和第N+1個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤，在靠近定子的那個(gè)側(cè)面上均設(shè)有2P₂個(gè)磁鋼，且2P₂個(gè)磁鋼沿其所在的那個(gè)側(cè)面上周向均勻分布，第2個(gè)至第N個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤的兩個(gè)側(cè)面均設(shè)有2P₂個(gè)磁鋼，兩個(gè)側(cè)面 上的磁鋼鏡像設(shè)置，且每個(gè)側(cè)面上設(shè)有的2P₂個(gè)磁鋼，沿其所在的側(cè)面周向均勻分布；

P₂表示每個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤的一個(gè)側(cè)面的磁鋼的極對(duì)數(shù)；每套繞組通電產(chǎn)生磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)P₁，且P₁+P₂＝N_s。

所述的非導(dǎo)磁電樞盤為環(huán)氧樹脂電樞盤。

所述的調(diào)磁塊的材料特性為鐵磁性質(zhì)。

本實(shí)用新型帶來(lái)的有益效果是，本實(shí)用新型所提出的盤式無(wú)鐵芯磁通調(diào)制電機(jī)為軸向磁通，即盤式，定子采用無(wú)鐵芯形式(即：電樞繞組盤)，在非導(dǎo)磁電樞盤上開有凹槽，在這些凹槽內(nèi)放置調(diào)磁塊，提高調(diào)磁塊機(jī)械性能；調(diào)磁塊與電樞繞組盤相結(jié)合，相對(duì)于現(xiàn)有盤式磁通調(diào)制電機(jī)，不僅解決了調(diào)磁塊之間所填充的非導(dǎo)磁材料的工藝問題，而且消除了由其帶來(lái)的機(jī)械性能差、可靠性差的缺點(diǎn)。

本實(shí)用新型電機(jī)定子采用無(wú)鐵芯結(jié)構(gòu)，電機(jī)重量大大降低，比功率較高，簡(jiǎn)化了定子結(jié)構(gòu)。又因?yàn)槎ㄗ硬淮嬖阼F芯，消除了產(chǎn)生的磁滯損耗、渦流損耗，電機(jī)效率有了較大的提升。盤式電機(jī)以其特殊的轉(zhuǎn)子盤形式，較易制作成多極電機(jī)，經(jīng)由調(diào)磁塊的磁通調(diào)制作用，增強(qiáng)了電機(jī)的功率及轉(zhuǎn)矩密度，在成本降低的情況下，具有穩(wěn)定的低速大轉(zhuǎn)矩輸出能力，在電動(dòng)汽車等直接驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域有著極高的應(yīng)用價(jià)值。

本實(shí)用新型所述盤式無(wú)鐵芯磁通調(diào)制電機(jī)，當(dāng)N取不同的值時(shí)，可拓展為單定子和單轉(zhuǎn)子形式，雙定子和單轉(zhuǎn)子形式，及多盤形式。

任何繞組的連接形式只要符合關(guān)系式，即P₁+P₂＝N_s的組合，均應(yīng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型所述的盤式無(wú)鐵芯磁通調(diào)制電機(jī)的主剖視圖；

圖2為當(dāng)N為1時(shí)，所述的盤式無(wú)鐵芯磁通調(diào)制電機(jī)的主剖視圖；

圖3為當(dāng)N為1時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子圓盤的展開圖；

圖4為第1或第N+1個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為非導(dǎo)磁電樞盤的主視圖；

圖6為非導(dǎo)磁電樞盤上所設(shè)置的調(diào)磁塊的分布圖；

圖7為繞組的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，A表示電流輸入，X表示電流輸出。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：參見圖1至圖7說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的盤式無(wú)鐵芯磁通調(diào)制電機(jī)，它包括N個(gè)定子1、N+1個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤2、轉(zhuǎn)軸3和殼體4，N個(gè)定子1和 N+1個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤2均位于殼體4內(nèi)，N個(gè)定子1均固定在殼體4內(nèi)壁上，N+1個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤2均通過過盈配合與轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且N個(gè)定子1、N+1個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤2和殼體4同軸，N個(gè)定子1和N+1個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤2交錯(cuò)排列，定子1和轉(zhuǎn)子圓盤2間存在氣隙；N為大于或等于1的整數(shù)；

所述的每個(gè)定子1包括一套繞組1-1和兩個(gè)非導(dǎo)磁電樞盤1-2，繞組1-1封裝在兩個(gè)非導(dǎo)磁電樞盤1-2之間，

每個(gè)非導(dǎo)磁電樞盤1-2上設(shè)有N_s個(gè)凹槽，N_s個(gè)凹槽沿非導(dǎo)磁電樞盤1-2的周向均勻分布，每個(gè)凹槽內(nèi)設(shè)有一個(gè)調(diào)磁塊1-2-1；

N+1個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤2分別定義為第1個(gè)至第N+1個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤2，其中，第1個(gè)和第N+1個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤2，在靠近定子1的那個(gè)側(cè)面上均設(shè)有2P₂個(gè)磁鋼2-1，且2P₂個(gè)磁鋼2-1沿其所在的那個(gè)側(cè)面上周向均勻分布，第2個(gè)至第N個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤2的兩個(gè)側(cè)面均設(shè)有2P₂個(gè)磁鋼2-1，兩個(gè)側(cè)面上的磁鋼2-1鏡像設(shè)置，且每個(gè)側(cè)面上設(shè)有的2P₂個(gè)磁鋼2-1，沿其所在的側(cè)面周向均勻分布；

P₂表示每個(gè)轉(zhuǎn)子圓盤2的一個(gè)側(cè)面的磁鋼2-1的極對(duì)數(shù)；每套繞組1-1通電產(chǎn)生磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)P₁，且P₁+P₂＝N_s。

本實(shí)施方式中，本實(shí)用新型所述的定子1是只有繞組1-1沒有鐵芯，繞組1-1采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，定子繞組線圈均由非導(dǎo)出磁材料封裝在定子電樞盤即：非導(dǎo)磁電樞盤內(nèi)，每個(gè)線圈呈扇形，線圈由漆包線或其他絕緣材料制成的導(dǎo)線纏繞而成，截面為扁形，連接方法為單層鏈?zhǔn)浇徊媾帕?，繞組間連接以A相為例，參見圖7，B、C相同理，每套繞組1-1加電后在軸向產(chǎn)生P₁對(duì)極磁場(chǎng)。

磁鋼2-1可使用膠黏劑貼在電機(jī)的轉(zhuǎn)子圓盤2上。

依據(jù)磁通調(diào)制原理：P₁、P₂和N_s關(guān)系為：P₁＝|mP₂+kN_s|，其中，m＝1，3，5，…，+∞；k＝0，±1，±2，…，±∞；

當(dāng)m＝1,k＝-1時(shí)，經(jīng)調(diào)磁塊1-2-1調(diào)制后的氣隙磁場(chǎng)最強(qiáng)，此時(shí)磁場(chǎng)空間諧波旋轉(zhuǎn)速度為由于調(diào)磁塊1-2-1固定在電樞繞組盤上，所以調(diào)磁塊1-2-1Ω_s為0，可得定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速Ω_r與磁場(chǎng)空間諧波旋轉(zhuǎn)速度Ω_m,k比即傳動(dòng)比G_r為：

內(nèi)定子產(chǎn)生的高速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)經(jīng)調(diào)磁塊1-2-1調(diào)制，在氣隙中將產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子磁極相同極 數(shù)的多極低速磁場(chǎng)。產(chǎn)生的諧波磁場(chǎng)與磁鋼2-1磁極相互配合，完成轉(zhuǎn)矩輸出。

當(dāng)N等于1時(shí)，電機(jī)單側(cè)僅有一層氣隙，大大降低了在制造、裝配上的問題且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本不高，提高了整機(jī)的可靠性。

具體實(shí)施方式二：參見圖1至圖7說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式1與具體實(shí)施方式一所述的盤式無(wú)鐵芯磁通調(diào)制電機(jī)的區(qū)別在于，所述的非導(dǎo)磁電樞盤1-2為環(huán)氧樹脂電樞盤。

本實(shí)施方式，每個(gè)非導(dǎo)磁電樞盤1-2上設(shè)有N_s個(gè)凹槽，N_s個(gè)凹槽沿非導(dǎo)磁電樞盤1-2的周向均勻分布，每個(gè)凹槽內(nèi)設(shè)有一個(gè)調(diào)磁塊1-2-1；環(huán)氧樹脂為非導(dǎo)磁性質(zhì)，空間上可視為，非導(dǎo)磁電樞盤1-2上導(dǎo)磁材料、非導(dǎo)磁材料間隔排列，達(dá)到了磁通調(diào)制作用。

非導(dǎo)磁電樞盤1-2可直接由環(huán)氧樹脂澆筑而成，具有比較高的機(jī)械強(qiáng)度。

具體實(shí)施方式三：參見圖1至圖7說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二所述的盤式無(wú)鐵芯磁通調(diào)制電機(jī)的區(qū)別在于，所述的調(diào)磁塊1-2-1的材料特性為鐵磁性質(zhì)。