CN104659995A - 中心柱形永磁源型“爪极”式永磁电机 - Google Patents
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Abstract
中心柱形永磁源型“爪极”式永磁电机公布一种在其中心设置有柱形永磁体和磁轭盘的永磁电机，柱形永磁体呈轴向磁化，是本发明电机的永磁源元件，磁极端部紧贴磁轭盘，包括含有磁轭盘的“爪极”，磁轭盘的作用是将轴向磁力线转变为径向磁力线，再到各极爪而形成若干新的磁极。总装好的永磁电机主要由位入柱形永磁体磁极端部的磁轭盘、含有磁轭盘的“爪极”和定子铁芯形成闭合磁路。其主要优点在于永磁电机中所使用的永磁体数量较少，结构简单、紧凑，能量转换效率高，生产成本低，永磁电机中柱形永磁源元件容易拆卸、更换和维修，电机寿命长，适用设计各种功率、转速要求的各形“爪极”式永磁发电机、永磁电动机和永磁发电、电动一体机等。
Description
技术领域
本发明涉及永磁电机，具体是一种中心柱形永磁源型“爪极”式永磁电机，包括中心柱形永磁源型各形“爪极”式永磁发电机和中心柱形永磁源型各形“爪极”式永磁电动机，以及各形“爪极”式永磁发电、电动一体机等。
背景技术
永磁电机，包括永磁发电机和永磁电动机，其显著优点是能量利用效率较高。公开号CN203554246U的“低速运转车用爪极永磁发电机”，其永磁体为安装在发电机转轴与极爪间的环形永磁体，该环形永磁体与转轴间设置一个事实不存在具有“隔磁”功能的“隔磁衬套”，如果转轴使用磁性材料制成，则仍存在较严重的漏磁现象。
发明内容
针对现有技术不足等问题，本发明公布一种中心柱形永磁源型“爪极”式永磁电机，该类永磁电机中的柱形永磁源包含一个或多个柱形永磁体，通过磁轭盘将柱形永磁体的磁极引出成多个新的磁极，以实现和满足各种功率、转速要求的永磁发电机和永磁电动机。
实现本发明的技术方案是：中心柱形永磁源型“爪极”式永磁电机中心设置有一个或多个柱形永磁体和二个以上（含二个）磁轭盘，包括含磁轭盘的“爪极”。
本发明主要技术特征是：中心柱形永磁源型“爪极”式永磁电机中心的柱形永磁体呈轴向磁化，是本发明电机的永磁源元件，柱形永磁体的磁极端部紧贴有由软磁材料制成的磁轭盘，包括由软磁材料制成的含有磁轭盘的“爪极”，磁轭盘的作用就是将轴向磁力线转变为径向磁力线，磁力线再均匀分散到极爪而形成若干新的磁极，总装好的中心柱形永磁源型“爪极”式永磁电机主要由位入柱形永磁体磁极端部的磁轭盘、含有磁轭盘的“爪极”和定子铁芯形成闭合磁路。
所述中心柱形永磁源型“爪极”式永磁电机中，由于使用的永磁源元件数量较少，除可以按照传统电机生产模式先期安置到永磁电机的中心位置外，也可以采用先在电机中心位置预留出安放柱形永磁源元件的空间，当电机转子与定子相对定位的情况下，再将柱形永磁源元件沿管道或轴导入到电机中心的预留空间位置，或从电机中心位置推出到电机外，以在本发明永磁电机的组装和维修过程中，使得大部分工作实现无磁化操作。
所述中心柱形永磁源型“爪极”式永磁电机的柱形永磁源元件，当包含多个柱形永磁体并又按照同极性相邻方式堆叠时，在其间加入一个柱形软磁体，能顺利堆叠并引出一个共同的磁极，从而形成一个整体的、复合的多磁极型的柱形永磁源。
所述中心柱形永磁源型“爪极”式永磁电机，为方便永磁体居中安置，除采用增设卡位装置方式外，可以在柱形永磁体的磁极端部和磁轭盘中心分别设置中心孔，并通过***定心杆件方式确保各永磁体与各磁轭盘保持在同一中心线上。如果永磁体中心孔为通心孔时，则***中心孔的定心杆件材料必须是非磁性材料或弱磁性材料，否则会出现较严重漏磁现象。
所述中心柱形永磁源型“爪极”式永磁电机的“爪极”数量主要与柱形永磁源的磁极数量有关，增加磁极数和“爪极”数，有利于提高磁能利用效率和永磁电机的运行功率；“爪极”形状则随“爪极”引磁到定子铁芯的磁极面向和“爪极”相对定子铁芯所处的位置不同而形状各异，当“爪极”的磁极面为径向时，则包括单向伸展和双向伸展爪极两种，这类爪极为目前已公开并广泛使用的爪极，所构成的电机转子和定子通常为圆筒形；而当“爪极”的磁极面为轴向或斜向时，则包括有单磁极面和双磁极面形“爪极”两种，这类极爪形如蜥蜴的“吸盘爪”，其转子和定子通常为圆盘形或锥圆盘形。
本发明中心柱形永磁源型“爪极”式永磁电机主要优点：永磁电机真正使用的永磁体数量较少，结构简单、紧凑，能量转换效率高，生产成本低，永磁电机中柱形永磁源元件容易拆卸、更换，电机寿命长，适用设计各种功率、转速要求的各形“爪极”式永磁发电机、永磁电动机和永磁发电、电动一体机。若同时采用在电机中心预留空间、后导入方式安装柱形永磁源元件，还可以实现永磁电机无磁化组装、机械调试和维修。
附图说明
附图1为实施例1一种“爪极”式永磁发电机剖视结构原理示意图。
图中：1. 发电机转轴；2. 发电机端盖及外壳；3. 含磁轭盘的单向伸展爪极；4. 柱形永磁体；5. 卡位盘；6. 定子铁芯及绕组；7. 含磁轭盘的双向伸展爪极；8. 轴承。
具体实施方式
下面结合附图1和实施例1对本发明内容作进一步的说明，但不是对本发明的限定。
实施例1：参照附图1，具体为一种中心双磁极的柱形永磁源型、圆筒形三“爪极”式永磁发电机的剖视结构原理示意图。实施例“爪极”式永磁发电机主要由二个半转轴（1）、二个发电机端盖及外壳（2）、二个含磁轭盘的单向伸展爪极（3）、二个柱形永磁体（4）、二个卡位盘（5）、一个定子铁芯及绕组（6）、一个含磁轭盘的双向伸展爪极（7）和二个轴承（8）等组成。
本实施例1主要技术特征：二个柱形永磁体（4）呈轴向磁化，是本实施例发电机的永磁源元件，二个柱形永磁体（4）在同一中心线上按照相同磁极（S）相邻方式堆叠在由软磁材料制成、含磁轭盘的双向伸展爪极（7）的两侧，二个柱形永磁体（4）的外侧磁极面在同一中心线上分别紧贴一个由软磁材料制成、含磁轭盘的单向伸展爪极（3），为确保各柱形永磁体和各爪极在同一中心轴线上和爪极间相对位置保持不变，在圆柱形永磁体***的两个磁轭盘间设置一个由非磁性材料制成的卡位盘（5），并借助永磁体对磁轭的吸力和采用粘固等方式，使主要由柱形永磁体和含磁轭盘的爪极所构成的发电机永磁转子保持固定的整体。二个半转轴（1）通过嵌入、粘接方式分别固定在发电机永磁转子的两端，并通过轴承（8）与固定有发电机定子铁芯及绕组（6）的发电机端盖及外壳（2）进行转动连接。总装好的中心柱形永磁源型、圆筒形、三“爪极”式永磁发电机主要由位入柱形永磁体磁极端部、含有磁轭盘的爪极和定子铁芯形成闭合磁路。
实施例1的发电机永磁转子磁源元件仅有二个柱形永磁体，结构简单、紧凑，磁能利用率高，生产成本低，发电效率高，主要适用中、大功率型各种转速要求的永磁发电机。
Claims (1)
1.中心柱形永磁源型“爪极”式永磁电机，包括中心柱形永磁源型各形“爪极”式永磁发电机和中心柱形永磁源型各形“爪极”式永磁电动机，以及各形“爪极”式永磁发电、电动一体电机，本发明技术方案：在电机中心设置有柱形永磁体和磁轭盘，包括含磁轭盘的“爪极”，主要技术特征：柱形永磁体呈轴向磁化，是本发明电机的永磁源元件，柱形永磁体的磁极端部紧贴有由软磁材料制成的磁轭盘，包括由软磁材料制成的含有磁轭盘的“爪极”，磁轭盘的作用就是将轴向磁力线转变为径向磁力线，磁力线再均匀分散到各极爪而形成若干新的磁极，总装好的中心柱形永磁源型“爪极”式永磁电机主要由位入柱形永磁体磁极端部的磁轭盘、含有磁轭盘的“爪极”和定子铁芯形成闭合磁路。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105871146A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-08-17 | 哈尔滨工业大学 | 一种轴向充磁的真空洁净电机 |
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| CN105871146B (zh) * | 2016-03-28 | 2018-09-07 | 哈尔滨工业大学 | 一种轴向充磁的真空洁净电机 |
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