CN202616954U

CN202616954U - 一种碟形复式多组合三维永磁电机

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Publication number: CN202616954U
Application number: CN 201120531893
Authority: CN
Inventors: 沈坤元
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2021-12-16

Abstract

本实用新型提供一种碟形复式多组合三维永磁电机，在机壳内左右各设一个独立碟形定子，两个独立的碟形定子中间设有一个左右两面都粘贴有永磁体的碟形转子，转子中心的花键孔与主动力轴花键耦合而成。碟形定子侧面槽中的电机线圈绕组是以每9个槽为一个电机单位，电机转子左右永磁体粘贴片数是以左右定子作为各一个单位来决定电机的极对数而粘帖多少片永磁体。本实用新型改变了现有传统电机的结构，充分利用了电机的三维空间，具有高功率密度的输出特性，更符合电机机电能量变换和低速、大扭矩驱动的要求，可以在低速情况下驱动负载，满足功能所需的低速、大扭矩要求，使整机效率大大提高。

Description

一种碟形复式多组合三维永磁电机

技术领域

本发明涉及一种碟形复式多组合三维永磁电机。

背景技术

目前传统柱式永磁低速大扭矩电机仅满足了部分功能使用场合的要求。在大多数功能使用场合下，电机速度仍需高电压，高转速通过减速箱降到所需的转速输出，电机的有效面积不能充分利用，满足不了用户低速、大扭矩的要求。

发明内容

针对传统柱式永磁电机在大多数场合功能所需方面，现有技术不足的前提下，本发明要解决的是发明一种具有结构简单、运行可靠、体积小、重量轻、损耗少、低电压、效率高等优点的碟形复式多组合三维永磁电机。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

一种碟形复式多组合三维永磁电机，所述碟形复式多组合三维永磁电机包括一上机壳和下机壳和前端盖、后端盖、单组电机、第一转子、第一定子、双组电机、第二定子、第三定子、的第二转子以及一根主动力轴，所述主动力轴的两侧设有单组电机和双组电机，相互配合的第一转子和第二转子通过花键耦合与主动力轴相连接，所述主动力轴上设有皮带轮以及与电控相连的第一编码器和第二编码器。

作为本发明的优选技术方案，所述第一定子、第二定子以及第三定子由电机第一定子阻磁支架、第二定子阻磁支架、第三定子阻磁支架、第一铁芯、第二铁芯、第三铁芯以及缠绕在第一铁芯、第二铁芯、第三铁芯上的第一电机定子绕组线、第二电机定子绕组线圈、第三电机定子绕组线圈、第四电机定子绕组线圈、第五电机定子绕组线圈、第六电机定子绕组线圈、第七电机定子绕组线圈、第八电机定子绕组线圈48、第九电机定子绕组线圈所组成。

作为本发明的优选技术方案，所述第一转子、第二转子是由第一转子导磁钢片、第二转子导磁钢片、第三转子导磁钢片以及设置于其上的第一磁钢、第二磁钢、第三磁钢所组成。

作为本发明的优选技术方案，所述单组电机和双组电机内设置有第一双列角接触轴承、第二双列角接触轴承以及第三双列角接触轴承。

作为本发明的优选技术方案，所述三个铁芯上分别有第一绕组线圈单元、第二绕组线圈单元、第三绕组线圈单元，三个绕组线圈单元上又分别分为三个绕组单位。

作为本发明的优选技术方案，所述的三个铁芯由硅钢薄片从内到外环绕而成，线槽采取为U型槽，倾斜角度为0-30°槽型，所述九个定子绕组线圈分别以九条为单位，分别缠绕于三个相对应的第一铁芯、第二铁芯、第三铁芯上如此完成一个单元的线圈。

作为本发明的优选技术方案，所述碟形复式多组合三维永磁电机的电机极对数为3-20对。

作为本发明的优选技术方案，所述碟形复式多组合三维永磁电机采用不均匀气隙

本发明带来的有益效果是：

碟形复式多组合三维永磁电机完全改变了现有传统电机的结构，充分利用了电机的三维空间，具有高功率密度的输出特性，更符合电机机电能量变换和低速、大扭矩驱动的要求，可以在低速情况下驱动负载，满足功能所需的低速、大扭矩要求，使整机效率大大提高。

附图说明

图1为本发明电动机的外观示意图。

图2为图1中本发明电机的剖面示意图。

图3为图1中本发明电机的整机***示意图。

图4为图1中本发明电机的A向***示意图。

图5为图1中本发明电机的B向***示意图。

图6为图1中本发明电机的单组电机定子绕组示意图。

具体实施方式

有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

如图1及图2、图3所示，本发明所述的的碟形复式多组合三维永磁电机1，包括一上机壳17和下机壳14和前端盖10、后端盖18、单组电机11、第一转子20、第一定子23、第二定子26、第三定子31、第二转子28以及一根主动力轴12，碟形复式多组合三维永磁电机主动力轴12的两侧设置有单组电机11和双组电机13，相互配合的碟形复式多组合三维永磁电机的第一转子20和双组电机13的第二转子28通过花键耦合与主动力轴12相连接，所述主动力轴12上设有皮带轮3，皮带轮起带动汽车空调的作用，主动力轴12还设有第一编码器15和第二编码器16，与电控相连接起检测和传输速度信号的作用。机壳上设有机壳固定第一螺丝2、第二螺丝4、第三螺丝5、第四螺丝7、第五螺丝8、第六螺丝9起固定机壳、固定端盖、及固定定子机架的作用。如图3、图4、图5、所示，第一定子23和第二定子26、第三定子31是由电机第一定子阻磁支架24、第二定子阻磁支架25、第三定子阻磁支架32、第一铁芯22、第二铁芯27、第三铁芯30以及缠绕在第一铁芯22、第二铁芯27、第三铁芯30上的第一电机定子绕组线圈34、第二电机定子绕组线圈35、第三电机定子绕组线圈39、第四电机定子绕组线圈42、第五电机定子绕组线圈43、第六电机定子绕组线圈44、第七电机定子绕组线圈47、第八电机定子绕组线圈48、第九电机定子绕组线圈49所组成。第一转子20、第二转子28是由第一转子导磁钢片36、第二转子导磁钢片40、第三转子导磁钢片45以及设置于其上的第一磁钢37、第二磁钢41、第三磁钢46所组成。单组电机11和双组电机13内还设置有第一双列角接触轴承21、第二双列角接触轴承29、第三双列角接触轴承38，主要起支撑定子与转子间气隙的作用。如图6所示，三个铁芯上分别有第一绕组线圈单元50、第二绕组线圈单元51、第三绕组线圈单元52，三个绕组线圈单元上又分别分为三个绕组单位，也就是说图6所示定子铁芯上共有9个绕组单位，9个绕组单位共同作用于一个转子上，使其在短时间内快速启动的作用。

本实施例中，第一铁芯22、第二铁芯27、第三铁芯30由硅钢薄片从内到外环绕而成，线槽采取为U型槽，倾斜角度为0-30°槽型，其侧面缠绕有第一电机定子绕组线圈34、第二电机定子绕组线圈35、第三电机定子绕组线圈39、第四电机定子绕组线圈42、第五电机定子绕组线圈43、第六电机定子绕组线圈44、第七电机定子绕组线圈47、第八电机定子绕组线圈48、第九电机定子绕组线圈49，九个定子绕组线圈分别以九条为单位，分别缠绕于三相对应的第一铁芯22、第二铁芯27、第三铁芯30上如此完成一个单元的线圈。

【实施与应用效果】

碟形复式多组合三维永磁电机与传统柱式永磁电机对比的优点，应用在城市公交客车上；

传统柱式永磁电机需要600V以上电压。

碟形复式多组合三维永磁电机只需300V电压。

在中级轿车上传统柱式永磁电机需要360V电压。

碟形复式多组合三维永磁电机只需115V电压。

以10米城市公交客车来计算，它的最大扭矩为460Nm，要符合它的所需扭矩要求，传统柱式永磁电机应在600V电压200KW才能输出到460Nm。传统柱式永磁电机在最大输出扭矩时所需的电流是恒转速扭矩输出的2.5倍电流。200KW/600V电压恒转速扭矩输出时电流为400A，最大扭矩输出时的电流为1000A。所以，600V电压是为了保护蓄电池的过量成倍大电流释放。所以为了符合以上功能性的要求，其电机本身的体积应在1米×1.5米左右，整机体积的庞大在功能配套方面的结构需做很大的调整，并使得其整体功能的造价大大提供，而600V以上的高压电在城市应用上需建设大量的高压电站与之配套，使得整个项目的投资也将大大提高。

碟形复式多组合三维永磁电机用一个半组合，就是三个碟形定子，一个双面转子一个单面转子组成。每个电机碟形定子单元上采用三个电机线圈绕组单位，每个电机线圈绕组单位10KW(1×3×3＝9)它的总输出功率为90KW，每个电机单元输出扭矩200Nm(200×3)＝600Nm，每个电机线圈绕组单位10KW/300V电压所需的电流为33A，33×3＝99A×3＝300A的整机电流。

高压电的应用主要是提高电机的效率比。

传统柱式永磁电机采用600V的电压是针对200KW的整机功率。

碟形复式多组合三维永磁电机采用300V的电压是针对9个10KW功率(整机功率为90KW)与传统柱式电机的电压已超过10∶1的比例。在低速启动大扭矩输出的扭矩是传统柱式电机的2倍。

传统柱式永磁电机在整车启动时电流是整机额定功率的2.5倍电流才能启动。

碟形复式多组合三维永磁电机在整车启动时的电流只需在整机额定功率所需电流的基础上提高20％的电流就可以将整个在短时间内快速启动，缩短了大电流启动提速的放电时间。特别是在达到一定速度时，可通过控制器的自动关闭一组(一个单元三个单位)的通电，使整机的功率及能量得到更合理的发挥，能使每一个电机单元保证在最高效率点的工作状态上。如三个单元电机在最高效率点工作状态行驶时，其整机的使用电流为99A×3＝300A，而在关闭一个单元时的电流只有200A，这是传统柱式电机无法达到的，因同样在同电压状态下使用200A的电流碟形复式多组合永磁电机是传统柱式永磁电机输出的功率、扭矩2倍以上。

碟形复式多组合三维永磁电机没有激磁钢耗、效率较高、功率因数及功率密度大、体积小，同时采用矢量变频调速控制器与之匹配，使碟形复式多组合三维永磁电机在高效、节能这一时代命题下，具有开拓性和创新性的贡献。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用来限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动，因此本发明之保护范围当视申请专利保护范围所界定者为准。另外，本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明之权利保护范围。

Claims

1.一种碟形复式多组合三维永磁电机，其特征在于，所述碟形复式多组合三维永磁电机包括一上机壳和下机壳和前端盖、后端盖、单组电机、第一转子、第一定子、双组电机、第二定子、第三定子、的第二转子以及一根主动力轴，所述主动力轴的两侧设有单组电机和双组电机，相互配合的第一转子和第二转子通过花键耦合与主动力轴相连接，所述主动力轴上设有皮带轮以及与电控相连的第一编码器和第二编码器。

2.根据权利要求1所述的一种碟形复式多组合三维永磁电机，其特征在于，所述第一定子、第二定子以及第三定子由电机第一定子阻磁支架、第二定子阻磁支架、第三定子阻磁支架、第一铁芯、第二铁芯、第三铁芯以及缠绕在第一铁芯、第二铁芯、第三铁芯上的第一电机定子绕组线、第二电机定子绕组线圈、第三电机定子绕组线圈、第四电机定子绕组线圈、第五电机定子绕组线圈、第六电机定子绕组线圈、第七电机定子绕组线圈、第八电机定子绕组线圈48、第九电机定子绕组线圈所组成。

3.根据权利要求1所述的一种碟形复式多组合三维永磁电机，其特征在于，所述第一转子、第二转子是由第一转子导磁钢片、第二转子导磁钢片、第三转子导磁钢片以及设置于其上的第一磁钢、第二磁钢、第三磁钢所组成。

4.根据权利要求1所述的一种碟形复式多组合三维永磁电机，其特征在于，所述单组电机和双组电机内设置有第一双列角接触轴承、第二双列角接触轴承以及第三双列角接触轴承。

5.根据权利要求2所述的一种碟形复式多组合三维永磁电机，其特征在于，所述三个铁芯上分别有第一绕组线圈单元、第二绕组线圈单元、第三绕组线圈单元，三个绕组线圈单元上又分别分为三个绕组单位。

6.根据权利要求2所述的一种碟形复式多组合三维永磁电机，其特征在于，所述的三个铁芯由硅钢薄片从内到外环绕而成，线槽采取为U型槽，倾斜角度为0-30°槽型，所述九个定子绕组线圈分别以九条为单位，分别缠绕于三个相对应的第一铁芯、第二铁芯、第三铁芯上如此完成一个单元的线圈。

7.根据权利要求1所述的一种碟形复式多组合三维永磁电机，其特征在于，所述碟形复式多组合三维永磁电机的电机极对数为3-20对。

8.根据权利要求1所述的一种碟形复式多组合三维永磁电机，其特征在于，所述碟形复式多组合三维永磁电机采用不均匀气隙。