一种带永磁体固定凸台的磁通切换型永磁电机.pdf

一种带永磁体固定凸台的磁通切换型永磁电机，属于电机制造及其应用技术领域，电机由定子铁芯、永磁体、电枢绕组、转子铁芯和永磁体固定凸台组成。永磁体均位于定子上，且永磁体交替切向充磁。永磁体固定凸台位于定子铁芯与永磁体的接触面上，且朝向永磁体；永磁体固定凸台与定子铁芯连接成为一体；在永磁体上开有凹槽，凹槽尺寸与永磁体固定凸台相吻合。由于永磁体固定凸台的存在，极大提高了永磁体的安装精度，并且降低了永磁体沿电机径向脱落的危险，进而提高了电机可靠性。

权利要求书1.  一种带永磁体固定凸台的磁通切换型永磁电机，包括转子铁芯、同芯布置在转子铁芯外周的定子铁芯，定子铁芯设有沿圆周均匀分布的若干对“U”型导磁铁芯，在相邻的两个“U”型导磁铁芯之间相对的两个侧臂之间镶嵌一块永磁体，在由永磁体和位于该永磁体两侧的“U”型导磁铁芯的两个侧臂组成的定子齿上套置定子集中绕组；其特征在于：在各“U”型导磁铁芯的两个侧臂的外侧面连体设置固定凸台，固定凸台的凸出方向朝向指向相应的永磁体，且固定凸台的凸出方向设置在定子铁芯的周向上，在永磁体上开有与固定凸台相吻合的凹槽。 2.  根据权利要求1所述带永磁体固定凸台的磁通切换型永磁电机，其特征在于：所述定子集中绕组为集中线圈。

说明书一种带永磁体固定凸台的磁通切换型永磁电机
技术领域
本发明属于电机制造及其应用技术领域。
背景技术
法国学者E. Hoang在1997年的EPE会议上，首先提出了三相12/10结构的永磁式磁通切换电机，定子为“U”形导磁铁芯，中间嵌入切向交替充磁的永磁体。
随着能源危机的不断加剧，采用永磁励磁取代电励磁以节省能源消耗已成为全世界的共识。同时，由于我国是世界上稀土资源最丰富的国家，开放研究和推广应用新型结构的稀土永磁电机，可以显著提高电机的效率和功率密度，具有重要的理论意义和使用价值。尤其是近年来出现的定子永磁型电机，由于永磁体和电枢绕组均位于定子上，使得该类型电机的转子上既无绕组也无电刷，导致电机结构非常坚固、紧凑，鲁棒性高，十分适合于高速运行。磁通切换永磁电机作为定子永磁型电机的主要代表，具有感应电势正弦度高、效率高、功率密度高、结构坚固可靠、转矩出力大的优点，非常适合于低速大扭转、高速宽调速运行的应用场合。因此，磁通切换永磁电机具备十分广泛的应用潜力，在工业调速系统、家用电器、电气传动等方面已展现出较强的竞争力，特别是在电动汽车领域，它所具备的高功率密度、容错性能强等优势，更成为目前国内外的研究热点。
然而，目前所提出的磁通切换永磁电机，永磁体均为长方体，且与定子铁芯相接触的表面比较光滑，容易造成在其所在槽内滑动，不易固定，并存在沿电机径向脱落的可能性，对电机的正常运行带来安全隐患。
发明内容
本发明的目的就是提出一种带永磁体固定凸台的磁通切换型永磁电机，其包含多种形式，适合于任意相数、任意定转子极数的组合。通过在定子硅钢片上添加凸台来固定永磁体。
本发明包括转子铁芯、同芯布置在转子铁芯外周的定子铁芯，定子铁芯设有沿圆周均匀分布的若干对“U”型导磁铁芯，在相邻的两个“U”型导磁铁芯之间相对的两个侧臂之间镶嵌一块永磁体，在由永磁体和位于该永磁体两侧的“U”型导磁铁芯的两个侧臂组成的定子齿上套置定子集中绕组；其特征在于：在各“U”型导磁铁芯的两个侧臂的外侧面连体设置固定凸台，固定凸台的凸出方向朝向指向相应的永磁体，且固定凸台的凸出方向设置在定子铁芯的周向上，在永磁体上开有与固定凸台相吻合的凹槽。
本发明通过在定子硅钢片上添加凸台的生产方式，使在各“U”型导磁铁芯的两个侧臂的外侧面连体设置固定凸台，并对永磁体添加相应凹槽的方式来固定永磁体，使得在不影响电机性能的前提下，极大提高了永磁体的安装精度，并降低了其沿径向脱落的可能性。
本发明的有益效果：
1、通过添加永磁体固定凸台，在提高永磁体安装精度的同时，极大降低了永磁体沿电机径向脱落的危险，提高了电机可靠性。
2、通过添加永磁体固定凸台，提高电机的直轴电感，可以提高电机的磁阻转矩，进而提高了电机的转矩密度。
另外本发明所述定子集中绕组为集中线圈，可使绕制工艺难度降低，端部较短，有效地减少了铜耗，并且利于电机的效率。
附图说明
图1为本发明的一种横向剖视结构示意图。
具体实施方式
以一台三相定子十二槽/转子十极带永磁体固定凸台的磁通切换型永磁电机为例，本发明如图1所示，“U”型导磁铁芯1，永磁体2，定子三相集中绕组3、第一集中绕组3a1、第二集中绕组3b1、第三集中绕组3c1、第四集中绕组3a2、第五集中绕组3b2、第六集中绕组3c2、第七集中绕组3a3、第八集中绕组3b3、第九集中绕组3c3、第十集中绕组3a4、第十一集中绕组3b4、第十二集中绕组3c4，转子铁芯4和永磁体固定凸台5。
本发明设有转子铁芯4、同芯布置在转子铁芯4外周的定子铁芯，定子铁芯设有沿圆周均匀分布的若干对“U”型导磁铁芯1，在相邻的两个“U”型导磁铁芯1之间相对的两个侧臂之间镶嵌一块永磁体2，永磁体2均为切向交替充磁。在由永磁体2和位于该永磁体2两侧的“U”型导磁铁芯1的两个侧臂组成的定子齿上套置定子三相集中绕组3。
定子三相集中绕组3的第一集中绕组3a1和第七集中绕组3a3径向相对，第四集中绕组3a2和第十集中绕组3a4径向相对，均套于定子铁芯1的凸极槽中，将它们串联组成a相集中绕组。
定子三相集中绕组3的第二集中绕组3b1和第八集中绕组3b3径向相对，第五集中绕组3b2和第十一集中绕组3b4径向相对，均套于定子铁芯1的凸极槽中，将它们串联组成b相集中绕组。
定子三相集中绕组2的第三集中绕组2c1和第九集中绕组2c3径向相对，第六集中绕组2c2和第十二集中绕组2c4径向相对，均套于定子铁芯1的凸极槽中，将它们串联组成c相集中绕组。
在各“U”型导磁铁芯1的两个侧臂的外侧面分别连体设置相对的固定凸台5，各固定凸台5的凸出方向朝向指向相应的永磁体2，且固定凸台2的凸出方向设置在定子铁芯的周向上，在永磁体2的两侧也分别开有与固定凸台5相吻合的凹槽21。
本发明的定子铁芯和转子铁芯4均为单凸极结构，凸极齿均朝向气隙，转子凸极及定子凸极朝向均指在径向上。
上例为三相集中式绕组，当为定子侧对称分布m相集中式绕组时，定子齿数为Ps，满足Ps=4m，每个定子齿上套有一个集中式电枢线圈，线圈总数为Ps，每相由4个集中式线圈组成；转子齿数为Pr，满足Pr=Ps±2。