CN214124972U - 轴向径向混合磁通电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轴向径向混合磁通电机。它解决了现有技术设计不够合理等问题。包括电机壳体、转子组件、电机轴、轴向定子组件、径向定子组件，轴向定子组件分别插接于径向定子组件端部周向内侧从而使径向定子组件两端敞口封闭形成轴径向包围防漏磁结构。优点在于：径向轴向磁力混合利用，采用轴径向包围防漏磁结构减少漏磁现象，实现了径向漏磁轴向应用且轴向漏磁径向应用，提高永磁体利用率，轴向定子和径向定子相互插接减小了电机轴向尺寸，体积小，双轴向定子动力大，力量集中，电机的功率密度高，有效地减小了转子组件的体积和重量，这样使得转子自身转动时损耗更小。

Description

轴向径向混合磁通电机

技术领域

本实用新型属于电机设备技术领域，具体涉及一种轴向径向混合磁通电机。

背景技术

磁通电机具有结构紧凑、效率高、功率密度大等优点，因此获得越来越多的关注。其一般是由转子、定子、端盖、机壳等组成，通过定子和转子相互配合带动转子和电机轴转动从而将磁力转化为动力。现有磁通电机根据定子、转子的分布和结构主要分为径向磁通结构和轴向磁铁结构，其实质上就是径向或轴向均产生转矩，这种驱动方式较为单一，同时，无论是径向磁通结构还是轴向磁通结构均存在着漏磁现象，例如，径向磁通结构存在轴向漏磁现象，轴向磁通结构存在径向漏磁现象，电机的漏磁问题，长期以来都未找到有效的解决办法，这样致使电机效率低，这样无疑对轴向永磁电机的发展造成了一定影响。

为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案，例如中国专利文献公开了一种多定子混合磁路永磁同步电机[申请号：201620333918.2]：包括径向定子、轴向定子和转子，其中，所述转子套装于径向定子内部，与径向定子同轴布设，所述转子的一端或两端设置有轴向定子，轴向定子与转子同心布设；径向定子的定子槽内设置有径向绕组，所述轴向定子的定子槽内设置有轴向绕组；转子上设置有转子槽，转子槽内放置有永磁体，所述永磁体使转子上产生径向磁极和轴向磁极，所述径向磁极面向电机径向定子，所述轴向磁极面向电机轴向定子，使得电机径向、轴向均产生转矩，形成混合磁路。

上述方案虽然在一定程度上解决了现有永磁电机驱动方式单一的问题，通过轴向定子和径向定子实现了电机径向、轴向均产生转矩，但是该方案中依然存在着：防漏磁效果差，电机体积大等问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种结构简单，防漏磁效果好的轴向径向混合磁通电机。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本轴向径向混合磁通电机，包括电机壳体，所述的电机壳体内转动设有转子组件，且所述的转子组件中心的电机轴至少一端转动穿出于电机壳体外侧，其特征在于，所述的转子组件两端端面分别对应设有轴向定子组件，所述的电机壳体周向内侧设有呈两端敞口的筒状结构且位于转子组件周向外侧的径向定子组件，且所述的转子组件周向外侧面分别和径向定子组件周向内侧相对应，且所述的轴向定子组件分别插接于径向定子组件端部周向内侧从而使径向定子组件两端敞口封闭形成轴径向包围防漏磁结构。

在上述的轴向径向混合磁通电机中，所述的转子组件两端端面以及周向外侧面分别具有若干周向依次设置的S磁极区域和N 磁极区域，且所述的S磁极区域和N磁极区域一一均匀交错且相邻分布设置，所述的转子组件的端面和周向外侧面的S磁极区域或N磁极区域分别一一对应设置，所述的轴向定子组件分别和转子组件端面的S磁极区域和N磁极区域相互对应，且所述的径向定子组件分别和转子组件周向外侧面的S磁极区域和N磁极区域相互对应。

在上述的轴向径向混合磁通电机中，所述的轴向定子组件分别包括呈环形且套设于电机轴周向外侧的轴向定子绕组，所述的轴向定子绕组远离转子组件的一端端面周向具有轴向定子环形凹槽，且所述的轴向定子环形凹槽内设有轴向定子磁轭；所述的径向定子组件包括呈圆筒状且套设于转子组件周向外侧的径向定子绕组，所述的径向定子绕组周向外侧具有径向定子环形凹槽，且所述的径向定子环形凹槽内设有径向定子磁轭。

在上述的轴向径向混合磁通电机中，所述的轴向定子绕组插接于径向定子绕组一端周向内侧，所述的轴向定子绕组周向外侧和径向定子绕组周向内侧不接触，且所述的轴向定子磁轭远离轴向定子绕组的端面和径向定子绕组的端面齐平，且所述的轴向定子绕组和径向定子绕组分别定位于电机壳体端部内侧。

在上述的轴向径向混合磁通电机中，所述的转子组件包括中心具有供电机轴穿过的电机安装孔且呈圆环状的转子体，所述的转子体由硅钢材料制成，所述的转子体周向通过定位结构设有若干第一永磁体和第二永磁体，且所述的第一永磁体以转子体的圆心为周向发散均匀分布设置，且所述的第二永磁体沿转子体周向均匀分布设置，且所述的S磁极区域和N磁极区域分别形成于相邻的两个第一永磁体以及第二永磁体之间。

在上述的轴向径向混合磁通电机中，所述的定位结构包括若干均匀分布且均以转子体的圆心为中心周向发散设置的条形槽，所述的条形槽的延长线均延伸至转子体圆心处，相邻两个条形槽靠近转子体圆心的一端之间设有弧形槽，且所述的弧形槽周向均匀分布形成与转子体圆心同心设置的环形结构，且所述的条形槽和弧形槽分别贯穿转子体的两个端面，且所述的第一永磁体设置在条形槽内，所述的第二永磁体设置在弧形槽内，且所述的第一永磁体和第二永磁体均与转子体的端面齐平。

在上述的轴向径向混合磁通电机中，所述的第一永磁体和第二永磁体的一侧具有均S磁极，且第一永磁体和第二永磁体的另一侧均具有N磁极，相邻两个第一永磁体的S磁极和第二永磁体的S磁极之间分别在转子体端面和转子体周向外侧面形成S磁极区域，相邻两个第一永磁体的N磁极和第二永磁体的N磁极之间分别在转子体端面和转子体周向外侧面形成N磁极区域，且所述的S磁极区域和N磁极区域的大小外形相同，所述的转子体同一端面或周向外侧面上的S磁极区域的个数和N磁极区域个数相同且均为偶数个。

在上述的轴向径向混合磁通电机中，所述的第一永磁体靠近转子体圆心一端和第二永磁体之间的内隔磁组件；所述的内隔磁组件包括若干贯穿转子体两端面且以转子体的圆心为中心周向发散设置的条形隔离槽，所述的条形隔离槽分别位于相邻的两个弧形槽之间且沿条形槽靠近转子体靠近圆心的一端轴向设置。

在上述的轴向径向混合磁通电机中，所述的电机壳体包括呈圆筒状且周向具有散热筋的电机机座，所述的电机机座两端敞口且分别通过电机安装螺栓组件连接有电机端盖从而将电机机座敞口封闭，两个电机端盖中的一个电机端盖上设有冷却液进口和冷却液出口，且两个电机端盖靠近电机机座的一端端面周向外侧分别具有导液孔，所述的电机机座周向具有若干轴向贯穿电机机座的散热通道，两个电机端盖上的导液孔分别通过散热通道相连通，在电机端盖远离电机机座的一端端面上还设有若干分别和导液孔相连通且呈弯曲状的散热槽，且所述的电机端盖远离电机机座的一端端面具有能将散热槽封闭的盖体。

与现有的技术相比，当本实用新型的优点在于：

1、径向轴向磁力混合利用，采用轴径向包围防漏磁结构减少漏磁现象，实现了径向漏磁轴向应用且轴向漏磁径向应用，提高永磁体利用率，轴向定子和径向定子相互插接减小了电机轴向尺寸，体积小，双轴向定子动力大，力量集中，电机的功率密度高。

2、转子体由硅钢片一体成型，结构强度高，转子体和永磁体相互组合代替现有磁轭结构，有效地减小了转子组件的体积和重量，这样使得转子自身转动时损耗更小。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的结构***图；

图3是本实用新型的结构剖视图；

图4是本实用新型的电机端盖的结构***图；

图5是本实用新型的转子组件的结构示意图；

图中，电机壳体1、电机机座11、散热筋111、电机安装螺栓组件12、电机端盖13、冷却液进口14、冷却液出口15、导液孔16、散热通道17、散热槽18、盖体19、转子组件2、S磁极区域21、N磁极区域22、电机安装孔23、转子体24、S磁极25、N 磁极26、内隔磁组件27、条形隔离槽271、散热孔槽28、电机轴3、轴向定子组件4、轴向定子绕组41、轴向定子环形凹槽42、轴向定子磁轭43、径向定子组件5、径向定子绕组51、径向定子环形凹槽52、径向定子磁轭53、定位结构7、条形槽71、弧形槽 72、第一永磁体8、第二永磁体9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1-4所示，本轴向径向混合磁通电机，包括电机壳体1，所述的电机壳体1内转动设有转子组件2，且所述的转子组件2 中心的电机轴3至少一端转动穿出于电机壳体1外侧，其特征在于，所述的转子组件2两端端面分别对应设有轴向定子组件4，所述的电机壳体1周向内侧设有呈两端敞口的筒状结构且位于转子组件2周向外侧的径向定子组件5，且所述的转子组件2周向外侧面分别和径向定子组件5周向内侧相对应，且所述的轴向定子组件4分别插接于径向定子组件5端部周向内侧从而使径向定子组件5两端敞口封闭形成轴径向包围防漏磁结构。显然，通过在转子组件2的两端端面分别设置轴向定子组件4以及在转子组件2周向外侧设置径向定子组件5，同时，轴向定子组件4分别将径向定子组件5两端敞口封闭从而形成轴径向包围防漏磁结构，这样可以实现径向轴向磁力混合利用，轴径向包围防漏磁结构减少漏磁现象，实现了径向漏磁轴向应用且轴向漏磁径向应用，提高永磁体利用率，轴向定子和径向定子相互插接减小了电机轴向尺寸，体积小。

优选地，这里的转子组件2两端端面以及周向外侧面分别具有若干周向依次设置的S磁极区域21和N磁极区域22，且S磁极区域21和N磁极区域22一一均匀交错且相邻分布设置，转子组件2的端面和周向外侧面的S磁极区域21或N磁极区域22分别一一对应设置，轴向定子组件4分别和转子组件2端面的S磁极区域21和N磁极区域22相互对应，且径向定子组件5分别和转子组件2周向外侧面的S磁极区域21和N磁极区域22相互对应。显然，这里的转子组件2两端面分别具有若干S磁极区域21 和N磁极区域22用于和轴向定子组件4相对应，且径向定子组件 5周向外侧面也具有若干S磁极区域21和N磁极区域22用于和径向定子组件5相对应，这样最大限度地提高了永磁体的利用率。

本实施例中的轴向定子组件4分别包括呈环形且套设于电机轴3周向外侧的轴向定子绕组41，轴向定子绕组41远离转子组件2的一端端面周向具有轴向定子环形凹槽42，且轴向定子环形凹槽42内设有轴向定子磁轭43；径向定子组件5包括呈圆筒状且套设于转子组件2周向外侧的径向定子绕组51，径向定子绕组 51周向外侧具有径向定子环形凹槽52，且径向定子环形凹槽52 内设有径向定子磁轭53。

其中，这里的轴向定子绕组41插接于径向定子绕组51一端周向内侧，轴向定子绕组41周向外侧和径向定子绕组51周向内侧不接触，且轴向定子磁轭43远离轴向定子绕组41的端面和径向定子绕组51的端面齐平，且轴向定子绕组41和径向定子绕组 51分别定位于电机壳体1端部内侧。通过将轴向定子绕组41插接于径向定子绕组51周向内侧，这样既提高了防漏磁效果，又减少了电机轴向尺寸。其中，这里的轴向定子磁轭43固定在电机端盖13内侧，径向定子磁轭53固定于电机机座11周向内侧。

其中，这里的电机壳体1包括呈圆筒状且周向具有散热筋111 的电机机座11，电机机座11两端敞口且分别通过电机安装螺栓组件12连接有电机端盖13从而将电机机座11敞口封闭，两个电机端盖13中的一个电机端盖13上设有冷却液进口14和冷却液出口15，且两个电机端盖13靠近电机机座11的一端端面周向外侧分别具有导液孔16，电机机座11周向具有若干轴向贯穿电机机座11的散热通道17，两个电机端盖13上的导液孔16分别通过散热通道17相连通，在电机端盖13远离电机机座11的一端端面上还设有若干分别和导液孔16相连通且呈弯曲状的散热槽18，且电机端盖13远离电机机座11的一端端面具有能将散热槽18封闭的盖体19。

如图1-5所示，优选地，这里的转子组件2包括中心具有供电机轴3穿过的电机安装孔23且呈圆环状的转子体24，转子体 24由硅钢材料制成，转子体24周向通过定位结构7设有若干第一永磁体8和第二永磁体9，且第一永磁体8以转子体24的圆心为周向发散均匀分布设置，且第二永磁体9沿转子体24周向均匀分布设置，且S磁极区域21和N磁极区域22分别形成于相邻的两个第一永磁体8以及第二永磁体9之间。显然，通过一体成型的硅钢片和永磁体相互组合代替现有磁轭结构，有效地减小了转子组件2的体积和重量，这样使得转子自身转动时损耗更小，同时，增加了转子体24的结构强度。

为了实现S磁极区域21和N磁极区域22分布设置在转子体 24的端面和周向外侧面上，这里的定位结构7包括若干均匀分布且均以转子体24的圆心为中心周向发散设置的条形槽71，条形槽71的延长线均延伸至转子体24圆心处，相邻两个条形槽71 靠近转子体24圆心的一端之间设有弧形槽72，且弧形槽72周向均匀分布形成与转子体24圆心同心设置的环形结构，且条形槽 71和弧形槽72分别贯穿转子体24的两个端面，且第一永磁体8 设置在条形槽71内，第二永磁体9设置在弧形槽72内，且第一永磁体8和第二永磁体9均与转子体24的端面齐平。优选地，这里的第一永磁体8和第二永磁体9均采用嵌设方式设置在条形槽 71与弧形槽72内，这样提高了转子体24转动时第一永磁体8和第二永磁体9的稳定性。

进一步地，这里的第一永磁体8和第二永磁体9的一侧具有均S磁极25，且第一永磁体8和第二永磁体9的另一侧均具有N 磁极26，相邻两个第一永磁体8的S磁极25和第二永磁体9的S 磁极25之间分别在转子体24端面和转子体24周向外侧面形成S 磁极区域21，相邻两个第一永磁体8的N磁极26和第二永磁体9 的N磁极26之间分别在转子体24端面和转子体24周向外侧面形成N磁极区域22，且S磁极区域21和N磁极区域22的大小外形相同，转子体24同一端面或周向外侧面上的S磁极区域21的个数和N磁极区域22个数相同且均为偶数个。

其中，这里的第一永磁体8靠近转子体24圆心一端和第二永磁体9之间的内隔磁组件27；内隔磁组件27包括若干贯穿转子体24两端面且以转子体24的圆心为中心周向发散设置的条形隔离槽271，条形隔离槽271分别位于相邻的两个弧形槽72之间且沿条形槽71靠近转子体24靠近圆心的一端轴向设置。显然，通过设置条形隔离槽271可以有效减少S磁极区域21和N磁极区域 22之间磁性相互传导，提高永磁体利用效率，为了散热，这里的转子体24周向内侧还设有若干散热孔槽28。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了电机壳体1、电机机座11、散热筋111、电机安装螺栓组件12、电机端盖13、冷却液进口14、冷却液出口15、导液孔16、散热通道17、散热槽18、盖体19、转子组件 2、S磁极区域21、N磁极区域22、电机安装孔23、转子体24、S 磁极25、N磁极26、内隔磁组件27、条形隔离槽271、散热孔槽 28、电机轴3、轴向定子组件4、轴向定子绕组41、轴向定子环形凹槽42、轴向定子磁轭43、径向定子组件5、径向定子绕组51、径向定子环形凹槽52、径向定子磁轭53、定位结构7、条形槽71、弧形槽72、第一永磁体8、第二永磁体9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种轴向径向混合磁通电机，包括电机壳体(1)，所述的电机壳体(1)内转动设有转子组件(2)，且所述的转子组件(2)中心的电机轴(3)至少一端转动穿出于电机壳体(1)外侧，其特征在于，所述的转子组件(2)两端端面分别对应设有轴向定子组件(4)，所述的电机壳体(1)周向内侧设有呈两端敞口的筒状结构且位于转子组件(2)周向外侧的径向定子组件(5)，且所述的转子组件(2)周向外侧面分别和径向定子组件(5)周向内侧相对应，且所述的轴向定子组件(4)分别插接于径向定子组件(5)端部周向内侧从而使径向定子组件(5)两端敞口封闭形成轴径向包围防漏磁结构。

2.根据权利要求1所述的轴向径向混合磁通电机，其特征在于，所述的转子组件(2)两端端面以及周向外侧面分别具有若干周向依次设置的S磁极区域(21)和N磁极区域(22)，且所述的S磁极区域(21)和N磁极区域(22)一一均匀交错且相邻分布设置，所述的转子组件(2)的端面和周向外侧面的S磁极区域(21)或N磁极区域(22)分别一一对应设置，所述的轴向定子组件(4)分别和转子组件(2)端面的S磁极区域(21)和N磁极区域(22)相互对应，且所述的径向定子组件(5)分别和转子组件(2)周向外侧面的S磁极区域(21)和N磁极区域(22)相互对应。

3.根据权利要求1或2所述的轴向径向混合磁通电机，其特征在于，所述的轴向定子组件(4)分别包括呈环形且套设于电机轴(3)周向外侧的轴向定子绕组(41)，所述的轴向定子绕组(41)远离转子组件(2)的一端端面周向具有轴向定子环形凹槽(42)，且所述的轴向定子环形凹槽(42)内设有轴向定子磁轭(43)；所述的径向定子组件(5)包括呈圆筒状且套设于转子组件(2)周向外侧的径向定子绕组(51)，所述的径向定子绕组(51)周向外侧具有径向定子环形凹槽(52)，且所述的径向定子环形凹槽(52)内设有径向定子磁轭(53)。

4.根据权利要求3所述的轴向径向混合磁通电机，其特征在于，所述的轴向定子绕组(41)插接于径向定子绕组(51)一端周向内侧，所述的轴向定子绕组(41)周向外侧和径向定子绕组(51)周向内侧不接触，且所述的轴向定子磁轭(43)远离轴向定子绕组(41)的端面和径向定子绕组(51)的端面齐平，且所述的轴向定子绕组(41)和径向定子绕组(51)分别定位于电机壳体(1)端部内侧。

5.根据权利要求2所述的轴向径向混合磁通电机，其特征在于，所述的转子组件(2)包括中心具有供电机轴(3)穿过的电机安装孔(23)且呈圆环状的转子体(24)，所述的转子体(24)由硅钢材料制成，所述的转子体(24)周向通过定位结构(7)设有若干第一永磁体(8)和第二永磁体(9)，且所述的第一永磁体(8)以转子体(24)的圆心为周向发散均匀分布设置，且所述的第二永磁体(9)沿转子体(24)周向均匀分布设置，且所述的S磁极区域(21)和N磁极区域(22)分别形成于相邻的两个第一永磁体(8)以及第二永磁体(9)之间。

6.根据权利要求5所述的轴向径向混合磁通电机，其特征在于，所述的定位结构(7)包括若干均匀分布且均以转子体(24)的圆心为中心周向发散设置的条形槽(71)，所述的条形槽(71)的延长线均延伸至转子体(24)圆心处，相邻两个条形槽(71)靠近转子体(24)圆心的一端之间设有弧形槽(72)，且所述的弧形槽(72)周向均匀分布形成与转子体(24)圆心同心设置的环形结构，且所述的条形槽(71)和弧形槽(72)分别贯穿转子体(24)的两个端面，且所述的第一永磁体(8)设置在条形槽(71)内，所述的第二永磁体(9)设置在弧形槽(72)内，且所述的第一永磁体(8)和第二永磁体(9)均与转子体(24)的端面齐平。

7.根据权利要求6所述的轴向径向混合磁通电机，其特征在于，所述的第一永磁体(8)和第二永磁体(9)的一侧具有均S 磁极(25)，且第一永磁体(8)和第二永磁体(9)的另一侧均具有N磁极(26)，相邻两个第一永磁体(8)的S磁极(25)和第二永磁体(9)的S磁极(25)之间分别在转子体(24)端面和转子体(24)周向外侧面形成S磁极区域(21)，相邻两个第一永磁体(8)的N磁极(26)和第二永磁体(9)的N磁极(26)之间分别在转子体(24)端面和转子体(24)周向外侧面形成N磁极区域(22)，且所述的S磁极区域(21)和N磁极区域(22)的大小外形相同，所述的转子体(24)同一端面或周向外侧面上的S磁极区域(21)的个数和N磁极区域(22)个数相同且均为偶数个。

8.根据权利要求6所述的轴向径向混合磁通电机，其特征在于，所述的第一永磁体(8)靠近转子体(24)圆心一端和第二永磁体(9)之间的内隔磁组件(27)。

9.根据权利要求8所述的轴向径向混合磁通电机，其特征在于，所述的内隔磁组件(27)包括若干贯穿转子体(24)两端面且以转子体(24)的圆心为中心周向发散设置的条形隔离槽(271)，所述的条形隔离槽(271)分别位于相邻的两个弧形槽(72)之间且沿条形槽(71)靠近转子体(24)靠近圆心的一端轴向设置。

10.根据权利要求4所述的轴向径向混合磁通电机，其特征在于，所述的电机壳体(1)包括呈圆筒状且周向具有散热筋(111)的电机机座(11)，所述的电机机座(11)两端敞口且分别通过电机安装螺栓组件(12)连接有电机端盖(13)从而将电机机座(11)敞口封闭，两个电机端盖(13)中的一个电机端盖(13)上设有冷却液进口(14)和冷却液出口(15)，且两个电机端盖(13)靠近电机机座(11)的一端端面周向外侧分别具有导液孔(16)，所述的电机机座(11)周向具有若干轴向贯穿电机机座(11)的散热通道(17)，两个电机端盖(13)上的导液孔(16)分别通过散热通道(17)相连通，在电机端盖(13)远离电机机座(11)的一端端面上还设有若干分别和导液孔(16)相连通且呈弯曲状的散热槽(18)，且所述的电机端盖(13)远离电机机座(11)的一端端面具有能将散热槽(18)封闭的盖体(19)。

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