CN206302312U - 一种无齿槽磁阻内转子电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动机领域，公开了一种无齿槽磁阻内转子电动机，包括固定壳体、转轴、轴承、定子、第一转子和第二转子。其中，定子由外圈定子铁芯、线圈铁芯、内圈定子铁芯和绕组线圈组成。第一转子由第一外圈铁芯、第一磁阻铁芯、第一内圈铁芯和第一瓦片永磁铁组成。第二转子由第二外圈铁芯、第二磁阻铁芯、第二内圈铁芯和第二瓦片永磁铁组成。本实用新型电动机的定子与转子之间不设有齿槽，气隙均匀，电动机运转时消除了因齿槽产生的磁性作用力的切向分量，减小了永磁转子的切向阻力；还提高了永磁电动机的转子机械结构力，对定子磁极与转子磁极进行了合理分配，进一步提高了永磁电动机的性能。

Description

一种无齿槽磁阻内转子电动机

技术领域

本实用新型涉及电动机领域，尤其涉及一种无齿槽磁阻内转子电动机。

背景技术

随着环保意识的增强，近年来电动汽车得到了长足的发展，从而带动了永磁电动机技术的发展。目前的永磁电动机中定子与转子之间一般都设有齿槽。

例如申请号为CN201110146689.5的中国专利公开了一种节能永磁电动机，包括定子和转子，在定子的硅钢片铁芯上有三个均匀分布的磁极，在这三个磁极之间的凹槽中各自嵌装一个永磁材料构成的极掌，在每个磁极和极掌的两侧都设有励磁线圈，转子也是用永磁材料构成的，转子上设有六个外凸的电枢齿，所述电枢齿分别与磁极、极掌相互对应，在齿槽内设有电枢绕组。本实用新型起动容易，转速稳定，显著提高工作效率，节能效果好。

例如申请号为CN201010219190.8的中国专利公开了一种三相交流永磁电动机，包括转子和定子。本实用新型通过在定子上设置9M个电枢绕组、在转子设置8M或者10M个磁极数，来实现三相交流永磁电动机在左右空间、上下空间的对称，从而大大降低啮合转矩和单边磁拉力。通过具有相同径向磁极性的永久磁钢和转子齿槽的周期性排布来实现所需要的转子磁场的极对数，从而大大提高转子磁钢的机械强度以及提高电机性能。

上述永磁电动机的不足之处在于，定子与转子之间的气隙不均匀，电动机运作时定子和转子的铁芯的齿槽会产生磁性作用力的切向分量，限制了永磁电动机转子的转动效率。

另一方面，现有部分大功率永磁电动机的永磁转子的永磁铁安装方法欠佳，影响了转子的机械结构强度，且现有部分大功率永磁电动机的定子磁极与转子磁极的分配欠佳，也限制了永磁电动机的性能。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种无齿槽磁阻内转子电动机。本实用新型无齿槽磁阻内转子电动机的定子与转子之间不设有齿槽，气隙均匀，电动机运作时消除了因齿槽产生的磁性作用力的切向分量，减小了永磁转子的切向阻力，提高了永磁电动机转子的转动效率；对转子的永磁铁进行了***式的轴向错位搭配，设有结构力强的转子铁芯，提高了永磁电动机的转子机械结构力；对定子磁极与转子磁极进行了合理分配，使转子与定子之间的相互作用力分布更均匀，转子切向受力均衡，进一步提高了永磁电动机的性能。

本实用新型的具体技术方案为：一种无齿槽磁阻内转子电动机，包括固定壳体、转轴、轴承以及设于固定壳体内的定子、第一转子和第二转子所述轴承安装于所述转轴的两端，轴承固定于所述固定壳体的端盖上。

所述定子由外圈定子铁芯、线圈铁芯、内圈定子铁芯和绕组线圈组成；所述外圈定子铁芯、内圈定子铁芯成圆环状，内圈定子铁芯的圆环厚度较薄，内圈定子铁芯设于外圈定子铁芯内且两者之间设有间隙，多个所述线圈铁芯等距分布于内圈定子铁芯的外圆周面上且与内圈定子铁芯连为一体；加工成型的所述绕组线圈套设于线圈铁芯上，且每个绕组线圈的绕向都相同，同一相的绕组线圈通电时，在同一时刻电流方向相同；每一相的一个以上绕组线圈并联或串联形成一相绕组线圈；外圈定子铁芯的内壁上对应线圈铁芯的位置设有连接槽，线圈铁芯的另一端固定于所述连接槽内；绕组线圈通电时形成的磁极构成定子磁极。

所述第一转子由第一外圈铁芯、第一磁阻铁芯、第一内圈铁芯和第一瓦片永磁铁组成；所述第一外圈铁芯、第一内圈铁芯呈圆环状，第一外圈铁芯的圆环厚度较薄，第一内圈铁芯设于第一外圈铁芯内且两者之间设有间隙，多个所述第一磁阻铁芯等距设于第一内圈铁芯与第一外圈铁芯之间的间隙中将间隙分隔为与所述第一磁阻铁芯大小形状相同的多个瓦型槽，第一外圈铁芯与第一磁阻铁芯、第一内圈铁芯连接为一体；所述第一瓦片永磁铁插设于所述瓦型槽内。

所述第二转子由第二外圈铁芯、第二磁阻铁芯、第二内圈铁芯和第二瓦片永磁铁组成；第二转子的内部结构与第一转子相同。

第一内圈铁芯、第二内圈铁芯上设有多个轴向的连接孔，第一转子和第二转子通过设于连接孔内的连接柱轴向串联为一体；在轴向上第一瓦片永磁铁的位置对应第二磁阻铁芯的位置，第一磁阻铁芯的位置对应第二瓦片永磁铁的位置；第一瓦片永磁铁、第二瓦片永磁铁均为径向充磁且两者磁极方向相反(即一个是弧形外部为S极、弧形内部为N极，另一个是弧形外部为N极、弧形内部为S极。)，第一瓦片永磁铁的磁极与第二瓦片永磁铁的磁极共同组成S极、N极相间的转子磁极；定子每相磁极的极数与转子磁极的极对数相等；所述转轴穿设第一内圈铁芯与第二内圈铁芯的内孔且转轴与第一内圈铁芯与第二内圈铁芯固定；所述定子的内圈定子铁芯套设于第一转子和第二转子的外部且内圈定子铁芯的内壁与第一转子、第二转子外壁之间留有气隙。

本实用新型的一种无齿槽磁阻内转子电动机，内圈定子铁芯的内表面为内圆柱面、无齿槽；第一外圈铁芯、第二外圈铁芯的外表面为外圆柱面、无齿槽。在电动机工作时，第一、第二转子进行转动，由于没有齿槽，消除了定子与转子之间的因齿槽产生的磁性作用力的切向分量，定子与转子之间的气隙均匀，减小了永磁转子的切向阻力，因此提高了永磁电动机转子的转动效率。此外，本实用新型还对转子的永磁铁进行了***式的轴向错位搭配，设有结构力强的转子铁芯，提高了永磁电动机的转子机械结构力；对定子磁极与转子磁极进行了合理分配，使转子与定子之间的相互作用力分布更均匀，转子切向受力均衡，进一步提高了永磁电动机的性能。

作为优选，所述定子磁极由至少三相的多个绕组线圈通电时形成的磁极组成；

所述定子的每相磁极由至少一个绕组线圈通电时形成的磁极组成。

作为优选，所述的外圈定子铁芯、线圈铁芯、内圈定子铁芯、第一外圈铁芯、第一内圈铁芯、第一磁阻铁芯、第二外圈铁芯、第二内圈铁芯、第二磁阻铁芯均由硅钢片或非晶合金片以转轴的轴向冲压叠装组成；所述内圈定子铁芯内侧叠装后形成内圆柱面、无齿槽，所述第一外圈铁芯、第二外圈铁芯的外侧叠装后形成外圆柱面、无齿槽。

作为优选，所述第一转子和第二转子所构成的整体的轴向两端面设有盖板。

作为优选，所述外圈定子铁芯与固定壳体固定连接。

作为优选，所述第一外圈铁芯、第二外圈铁芯、内圈定子铁芯的圆环厚度分别小于第一内圈铁芯、第二内圈铁芯、外圈定子铁芯的圆环厚度。

上述各部件的厚度需要严格控制，第一外圈铁芯、第二外圈铁芯、内圈定子铁芯的圆环厚度厚了，影响磁场强度，太薄又影响机械强度。

与现有技术对比，本实用新型的有益效果是：

1、实现电动机定子与转子之间的气隙均匀。

2、消除定子与转子之间的齿槽产生的磁性作用力的切向分量，提高了永磁电动机转子的转动效率。

3、提高了永磁电动机的转子机械结构力。

4、进一步提高了永磁电动机的性能。

附图说明

图1为本实用新型第一转子和定子的一种横截面示意图；

图2为本实用新型第二转子和定子的一种横截面示意图；

图3为本实用新型第一转子和第二转子的一种外观示意图；

图4为本实用新型第一转子与第二转子的一种磁极分布示意图。

附图标记为：第一转子1、第二转子2、定子3、固定壳体4、连接孔5、转轴6、气隙7、轴承8、盖板9、第一外圈铁芯10、第一磁阻铁芯11、第一内圈铁芯12、第一瓦片永磁铁13、第二外圈铁芯20、第二磁阻铁芯21、第二内圈铁芯22、第二瓦片永磁铁23、外圈定子铁芯30、线圈铁芯31、内圈定子铁芯32、绕组线圈33、连接槽34。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

实施例1

以四相、定子每相磁极三极、转子极对数三对为例，如图1、图2、图3所示，一种无齿槽磁阻内转子电动机，包括固定壳体4、转轴6、轴承8以及设于固定壳体内的定子3、第一转子1和第二转子2。

如图1、图2所示，所述定子由外圈定子铁芯30、线圈铁芯31、内圈定子铁芯32和绕组线圈33组成。所述外圈定子铁芯、内圈定子铁芯成圆环状，内圈定子铁芯的圆环厚度较薄，内圈定子铁芯设于外圈定子铁芯内且两者之间设有间隙，12个所述线圈铁芯等距分布于内圈定子铁芯的外圆周面上且与内圈定子铁芯连为一体；加工成型的所述绕组线圈套设于线圈铁芯上，且每个绕组线圈的绕向都相同，同一相的3个绕组线圈通电时，在同一时刻电流方向相同，每一相的3个绕组线圈并联或串联形成一相绕组线圈；外圈定子铁芯的内壁上对应线圈铁芯的位置设有连接槽34，线圈铁芯的另一端固定于所述连接槽内；绕组线圈通电时形成的磁极构成定子磁极。

所述第一转子由第一外圈铁芯10、第一磁阻铁芯11、第一内圈铁芯12和第一瓦片永磁铁13组成。所述第一外圈铁芯、第一内圈铁芯呈圆环状，第一外圈铁芯的圆环厚度较薄，第一内圈铁芯设于第一外圈铁芯内且两者之间设有间隙，3个所述第一磁阻铁芯等距设于第一内圈铁芯与第一外圈铁芯之间的间隙中将间隙分隔为与所述第一磁阻铁芯大小形状相同的3个瓦型槽，第一外圈铁芯与第一磁阻铁芯、第一内圈铁芯连接为一体；3个所述第一瓦片永磁铁插设于所述瓦型槽内。

所述第二转子由第二外圈铁芯20、第二磁阻铁芯21、第二内圈铁芯22和第二瓦片永磁铁23组成。第二转子的内部结构与第一转子相同。

第一内圈铁芯、第二内圈铁芯上设有6个轴向的连接孔5，第一转子和第二转子通过设于连接孔内的连接柱轴向串联为一体。如图4所示，在轴向上第一瓦片永磁铁的位置对应第二磁阻铁芯的位置，第一磁阻铁芯的位置对应第二瓦片永磁铁的位置；第一瓦片永磁铁、第二瓦片永磁铁均为径向充磁且两者磁极方向相反，第一瓦片永磁铁的磁极与第二瓦片永磁铁的磁极共同组成S极、N极相间的转子磁极。如图3所示，所述转轴穿设第一内圈铁芯与第二内圈铁芯的内孔且转轴与第一内圈铁芯与第二内圈铁芯固定。所述轴承安装于所述转轴的两端，轴承固定于所述固定壳体的端盖上。所述第一转子和第二转子所构成的整体的轴向两端面设有盖板9。所述定子的内圈定子铁芯套设于第一转子和第二转子的外部且内圈定子铁芯的内壁与第一转子、第二转子外壁之间留有气隙7。所述外圈定子铁芯与固定壳体固定连接。

其中，所述的外圈定子铁芯、线圈铁芯、内圈定子铁芯、第一外圈铁芯、第一内圈铁芯、第一磁阻铁芯、第二外圈铁芯、第二内圈铁芯、第二磁阻铁芯均由硅钢片以转轴的轴向冲压叠装组成；所述内圈定子铁芯内侧叠装后形成内圆柱面、无齿槽，所述第一外圈铁芯、第二外圈铁芯的外侧叠装后形成外圆柱面、无齿槽。

其中，所述定子的每相磁极，相数、转子极对数、转子磁极的分布方法：把定子圆周分为3个大等份，每个大等份再分成4个小等份代表相数4相，每个小等份代表一相的一个磁极，3个大等份中每一相共有3个磁极代表每相磁极3个；转子极对数等于每相磁极的个数即3对，转子磁极的个数为转子极对数的2倍即为6个，把转子圆周分成6等份，每等份代表一个转子磁极。

实施例2

实施例2与实施例1的不同之处在于：

所述定子磁极由三相的9个绕组线圈形成的磁极组成。

此外，本实用新型的定子磁极和转子磁极还可按下表所示的数据进行分配：

定子磁极和转子磁极分配方法：

所述定子的磁极由三相或大于等于四相的绕组线圈通电流时产生的多个磁极组成；每相磁极由同一相的大于或等于一个的绕组线圈通电流时产生的磁极组成；所述定子总的磁极个数等于相数乘以定子每相磁极的个数；所述第一瓦片永磁铁的磁极与第二瓦片永磁铁的磁极共同组成S极、N极相间的转子磁极；定子每相磁极的极数等于转子磁极的极对数；转子极数为转子极对数的两倍；每个绕组线圈的绕向都相同；同一相的绕组线圈通电时，在同一时刻电流方向相同，每一相的一个以上绕组线圈并联或串联形成一相绕组线圈。

本实用新型中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；

本实用新型中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种无齿槽磁阻内转子电动机，包括固定壳体(4)、转轴(6)、轴承(8)，所述轴承安装于所述转轴的两端，轴承固定于所述固定壳体的端盖上，其特征在于：还包括设于固定壳体内的定子(3)、第一转子(1)和第二转子(2)；

所述定子由外圈定子铁芯(30)、线圈铁芯(31)、内圈定子铁芯(32)和绕组线圈(33)组成；所述外圈定子铁芯、内圈定子铁芯成圆环状，内圈定子铁芯设于外圈定子铁芯内且两者之间设有间隙，多个所述线圈铁芯等距分布于内圈定子铁芯的外圆周面上且与内圈定子铁芯连为一体；加工成型的所述绕组线圈套设于线圈铁芯上，且每个绕组线圈的绕向都相同，同一相的绕组线圈通电时，在同一时刻电流方向相同；每一相的一个以上绕组线圈并联或串联形成一相绕组线圈；外圈定子铁芯的内壁上对应线圈铁芯的位置设有连接槽(34)，线圈铁芯的另一端固定于所述连接槽内；绕组线圈通电时形成的磁极构成定子磁极；

所述第一转子由第一外圈铁芯(10)、第一磁阻铁芯(11)、第一内圈铁芯(12)和第一瓦片永磁铁(13)组成；所述第一外圈铁芯、第一内圈铁芯呈圆环状，第一内圈铁芯设于第一外圈铁芯内且两者之间设有间隙，多个所述第一磁阻铁芯等距设于第一内圈铁芯与第一外圈铁芯之间的间隙中将间隙分隔为与所述第一磁阻铁芯大小形状相同的多个瓦型槽，第一外圈铁芯与第一磁阻铁芯、第一内圈铁芯连接为一体；所述第一瓦片永磁铁插设于所述瓦型槽内；

所述第二转子由第二外圈铁芯(20)、第二磁阻铁芯(21)、第二内圈铁芯(22)和第二瓦片永磁铁(23)组成；第二转子的内部结构与第一转子相同；

第一内圈铁芯、第二内圈铁芯上设有多个轴向的连接孔(5)，第一转子和第二转子通过设于连接孔内的连接柱轴向串联为一体；在轴向上第一瓦片永磁铁的位置对应第二磁阻铁芯的位置，第一磁阻铁芯的位置对应第二瓦片永磁铁的位置；第一瓦片永磁铁、第二瓦片永磁铁均为径向充磁且两者磁极方向相反，第一瓦片永磁铁的磁极与第二瓦片永磁铁的磁极共同组成S极、N极相间的转子磁极；定子每相磁极的极数与转子磁极的极对数相等；所述转轴穿设第一内圈铁芯与第二内圈铁芯的内孔且转轴与第一内圈铁芯与第二内圈铁芯固定；所述定子的内圈定子铁芯套设于第一转子和第二转子的外部且内圈定子铁芯的内壁与第一转子、第二转子外壁之间留有气隙(7)。

2.如权利要求1所述的一种无齿槽磁阻内转子电动机，其特征在于，所述定子的磁极由至少三相的多个绕组线圈通电时形成的磁极组成；所述定子的每相磁极由至少一个绕组线圈通电时形成的磁极组成。

3.如权利要求1所述的一种无齿槽磁阻内转子电动机，其特征在于，所述的外圈定子铁芯、线圈铁芯、内圈定子铁芯、第一外圈铁芯、第一内圈铁芯、第一磁阻铁芯、第二外圈铁芯、第二内圈铁芯、第二磁阻铁芯均由硅钢片或非晶合金片以转轴的轴向冲压叠装组成；所述内圈定子铁芯内侧叠装后形成内圆柱面、无齿槽，所述第一外圈铁芯、第二外圈铁芯的外侧叠装后形成外圆柱面、无齿槽。

4.如权利要求1所述的一种无齿槽磁阻内转子电动机，其特征在于，所述第一转子和第二转子所构成的整体的轴向两端面设有盖板(9)。

5.如权利要求1所述的一种无齿槽磁阻内转子电动机，其特征在于，所述外圈定子铁芯与固定壳体固定连接。

6.如权利要求1所述的一种无齿槽磁阻内转子电动机，其特征在于，所述第一外圈铁芯、第二外圈铁芯、内圈定子铁芯的圆环厚度分别小于第一内圈铁芯、第二内圈铁芯、外圈定子铁芯的圆环厚度。