一種軸徑向混合磁通永磁電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種軸向徑向混合磁通永磁電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前常用的永磁電機(jī)可分為軸向磁通和徑向磁通永磁電機(jī)兩大類，而他們的端部都難以利用，電機(jī)整個(gè)空間有效利用率偏低，電機(jī)結(jié)構(gòu)不緊湊，電機(jī)仍具有提升轉(zhuǎn)矩密度和功率密度的空間。
[0003]在傳統(tǒng)中設(shè)計(jì)中，對電機(jī)進(jìn)行尺寸優(yōu)化，比如在徑向式永磁電機(jī)采用長徑比大的結(jié)構(gòu)，軸向永磁電機(jī)采用長徑比小的結(jié)構(gòu)；采用分?jǐn)?shù)集中繞組等等技術(shù)措施來提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度，但其提升都是有限的，電機(jī)繞組端部都難以得以利用，在此人們尋求更緊湊的結(jié)構(gòu)，結(jié)合軸向磁通和徑向磁通永磁電機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，采用兩個(gè)軸向磁通永磁電機(jī)和一個(gè)徑向磁通永磁電機(jī)進(jìn)行組合成一個(gè)混合磁通永磁電機(jī)，其充分利用電機(jī)的閑置空間，結(jié)構(gòu)更加緊湊，有效地提高了電機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩密度，然而，其提出的結(jié)構(gòu)定子鐵芯中軸向徑向磁通相互獨(dú)立，為達(dá)到定子鐵芯模塊化、減少定子軛部材料、便于加工等目的，其定子鐵芯材料需采用軟磁復(fù)合材料或者導(dǎo)磁性能良好的鋼，且其加工工藝復(fù)雜，轉(zhuǎn)矩密度不尚O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提升現(xiàn)有的永磁電機(jī)的空間利用率，進(jìn)一步提升電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度和功率密度等技術(shù)指標(biāo)，簡化裝配工藝。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了軸徑向混合磁通永磁電機(jī)，采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種軸徑向混合磁通永磁電機(jī)，包括定子⑴、轉(zhuǎn)子(11)和軸(9)，其特征在于，
[0007]所述定子⑴由定子鐵芯(1-1)、固定連接軸⑶、軸(9)、軸向繞組⑵、徑向繞組
(3)組成，定子鐵芯(1-1)內(nèi)外側(cè)為與軸(9)同心的圓弧面；定子鐵芯(1-1)通過固定連接軸(8)固定在軸(9)上；軸向繞組(2)和徑向繞組(3)采用集中式繞組方式，徑向繞組(3)一組，繞制在徑向端，軸向繞組(2)兩組，分別繞制在軸向兩端；
[0008]所述轉(zhuǎn)子(11)由轉(zhuǎn)子鐵芯(7)、多個(gè)徑向永磁體⑷和多個(gè)軸向永磁體(5)組成；多個(gè)徑向永磁體⑷均勻表貼在轉(zhuǎn)子鐵芯(7)的內(nèi)圓壁面上，圍繞著軸(9)均勻排列；多個(gè)軸向永磁體(5)圍繞著軸(9)呈放射線狀均勻排列，軸向相對兩端永磁體(5)具有相同極性，其與徑向永磁體⑷極對數(shù)相同且極性相反；
[0009]所述多個(gè)徑向永磁體⑷與定子之間留有氣隙(LI);所述轉(zhuǎn)子鐵芯(7)的兩側(cè)端面上的軸向永磁體(5)分別與定子之間留有氣隙(L2)、(L3);
[0010]所述轉(zhuǎn)子鐵芯(7)的兩側(cè)端面分別通過一個(gè)軸承(6)與軸(9)之間轉(zhuǎn)動連接。
[0011]進(jìn)一步的，所述定子鐵芯(1-1)由多個(gè)定子鐵芯模塊(10)環(huán)繞著軸(9)均勻排列組成，所述定子鐵芯模塊(10)由一個(gè)T形鐵芯和一個(gè)工字形鐵芯鑄成整體部件，T形鐵芯下部形成徑向齒(10-1)用于繞制徑向繞組(3)，工字鐵芯兩端形成兩個(gè)軸向齒(10-2)用于繞制軸向繞組(2)，各個(gè)定子鐵芯模塊通過工字形鐵芯部位以焊接或膠接方式固定在固定連接軸⑶上。
[0012]進(jìn)一步的，所述定子鐵芯模塊10、徑向永磁體4和軸向永磁體5的數(shù)量根據(jù)具體的電機(jī)極槽配合而定，而電機(jī)的極槽配合由所設(shè)計(jì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和繞組的電源頻率來決定。
[0013]進(jìn)一步的，所述的定子鐵芯模塊10的材質(zhì)采用軟磁復(fù)合材料經(jīng)粉末冶金的方法加工而成，轉(zhuǎn)子鐵芯7的材質(zhì)采用鋼材料。
[0014]進(jìn)一步的，所述的兩個(gè)軸向和一個(gè)徑向繞組均為3相，9根相線直接通過機(jī)軸9引出機(jī)外，形成三個(gè)獨(dú)立的三相繞組。
[0015]進(jìn)一步的，所述電機(jī)通過機(jī)體外的控制器，使三個(gè)獨(dú)立的三相繞組可以采用徑向繞組3和兩端軸向繞組2共同工作模式，或徑向繞組3和一端軸向繞組2共同工作模式。
[0016]本發(fā)明綜合了傳統(tǒng)徑向電機(jī)和傳統(tǒng)盤式電機(jī)的特點(diǎn)，減小了電機(jī)的軸向長度和外徑，結(jié)構(gòu)緊湊，所取得的有益效果如下:
[0017]1、軸徑向混合磁通永磁電機(jī)相對于傳統(tǒng)軸向永磁電機(jī)和徑向永磁電機(jī)，充分地同時(shí)在軸向和徑向利用了電機(jī)鐵芯，使得電機(jī)更加緊湊，從而使電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度提高了 20%左右。
[0018]2、由于采用定子模塊，定子鐵芯材料利用率提高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了定子模塊化，便于加工和維修。
[0019]本發(fā)明還采用了三個(gè)獨(dú)立繞組的控制結(jié)構(gòu)，使電機(jī)控制更靈活、調(diào)節(jié)裕度更大。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明軸徑向混合磁通永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
[0021]圖2為本發(fā)明軸徑向混合磁通永磁電機(jī)外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖
[0022]圖3為本發(fā)明軸徑向混合磁通永磁電機(jī)定子鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖
[0023]圖4a、4b、4c、4d分別為本發(fā)明軸徑向混合磁通永磁電機(jī)定子鐵芯模塊示意圖、正視圖、側(cè)視圖、俯視圖
[0024]圖5為本發(fā)明軸徑向混合磁通永磁電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子磁路示意圖
[0025]在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中:
[0026]1-定子，1-1定子鐵芯，2-軸向繞組，3-徑向繞組，4-徑向永磁體，5-軸向永磁體，
6-軸承，7-轉(zhuǎn)子鐵芯，8-固定連接軸，9-軸，10-定子鐵芯模塊，10-1是徑向齒，10-2是軸向齒，11-轉(zhuǎn)子，L1-徑向氣隙，L2、L3-軸向氣隙。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0028]如圖1所示，本實(shí)施方式中，定子鐵芯1-1由12個(gè)定子鐵芯模塊10構(gòu)成，定子鐵芯1-1、軸向繞組2、徑向繞組3、固定連接軸8、軸9構(gòu)成定子I。定子鐵芯I通過固定連接軸8固定在軸9上，轉(zhuǎn)子11設(shè)置在定子鐵芯I外部。所述轉(zhuǎn)子11由轉(zhuǎn)子鐵芯7、徑向永磁體4和軸向永磁體5組成，轉(zhuǎn)子鐵芯7的內(nèi)圓壁面上均勻表貼有10個(gè)徑向永磁體4，這10個(gè)徑向永磁體4圍繞著軸9均勻排列，轉(zhuǎn)子鐵芯7的兩側(cè)端面上的內(nèi)表面上分別設(shè)置有10個(gè)軸向永磁體5，10個(gè)軸向永磁體5圍繞著軸9