專利名稱：磁通反向式電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉S—種電機(jī)。特別是涉及一種能夠大幅度削弱磁通反向式電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩 的磁通反向式電機(jī)。
背景技術(shù)：
磁通反向式電機(jī)是一種新型無刷雙凸極永磁電機(jī)。磁通反向式電機(jī)定子與開關(guān)磁阻 電機(jī)定子相似，每個(gè)定子凸極上繞制各相定子集中繞組，不同的是磁通反向式電機(jī)在每 個(gè)定子凸極極靴的表面粘貼固定有兩塊充磁方向相反的釹鐵硼稀土永磁體，兩塊釹鐵硼 永磁體的交界處就是定子凸極的軸線位置；磁通反向式電機(jī)的轉(zhuǎn)子與開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn) 子結(jié)構(gòu)基本相同。隨著磁通反向式電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，每相定子集中繞組所交鏈的永磁磁 鏈會(huì)改變極性并且幅值接近線性變化，定子繞組內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為接近平頂?shù)奶菪尾?，?通反向式電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行。它具有開關(guān)磁阻電機(jī)和永磁無刷直流電機(jī)的雙重優(yōu) 點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適于高速旋轉(zhuǎn)，控制靈活；單位體積出力大，鐵磁材料利用率高，成本 低；自感和互感小，因而有一個(gè)小的電氣時(shí)間常數(shù)和高的容錯(cuò)能力，具有很好的應(yīng)用前 景。但是，現(xiàn)階段對(duì)磁通反向式電機(jī)的研究還不全面，不論是其結(jié)構(gòu)還是性能都還存在 一些不足，尤其是電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩等許多問題制約著磁通反向式電機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展。目 前，雖然科技工作者對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的削弱方法己做了一些研究，并能較好的削弱齒槽轉(zhuǎn)矩， 但是許多方法仍然存在一定的缺陷，在生產(chǎn)中很難得到實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠大幅度削弱磁通反向式電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn) 矩的磁通反向式電機(jī)。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種磁通反向式電機(jī)，其核心包括有設(shè)置在電機(jī)基座 內(nèi)的電磁部分即，位于中心的轉(zhuǎn)子軸；套在轉(zhuǎn)子軸上并隨其旋轉(zhuǎn)的凸極轉(zhuǎn)子鐵心；位 于凸極轉(zhuǎn)子鐵心外周的固定在電機(jī)基座上的凸極定子鐵心和繞制在定子凸極上的定子集 中繞組；設(shè)置在各相定子凸極極靴的表面上且充磁方向相反的釹鐵硼永磁體；所述的凸 極轉(zhuǎn)子鐵心是由在軸線方向的前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心和與其銜接的后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心構(gòu)成， 形成在前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心和后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心上的轉(zhuǎn)子凸極均為一大齒一小齒均勻間隔 設(shè)置，前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心和后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心的銜接為大齒/小齒與小齒/大齒對(duì)應(yīng)銜接。
所述的前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心和后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心上均開有8個(gè)凸極，其中，4個(gè)是極弧 寬度一樣的大齒，4個(gè)是極弧寬度一樣的小齒。
所述的前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心和后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心長(zhǎng)度相等，直徑相等。
本發(fā)明的磁通反向式電機(jī)，由于將凸極轉(zhuǎn)子沖片的8個(gè)轉(zhuǎn)子凸極的極弧寬度設(shè)計(jì)的 不一致，8個(gè)轉(zhuǎn)子凸極設(shè)計(jì)成4個(gè)極弧寬度一樣的大齒和4個(gè)極弧寬度一樣的小齒，而大 齒與小齒間隔均勻布置，凸極轉(zhuǎn)子在軸線方向分為前后兩段且相互錯(cuò)開一個(gè)凸極轉(zhuǎn)子極 距的銜接起來，使前后兩段凸極轉(zhuǎn)子鐵心大齒和小齒與凸極定子極靴上的永磁體間分別 產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩由于相位不同而基本上相互抵消，達(dá)到大幅度削弱磁通反向式電機(jī)齒槽 轉(zhuǎn)矩的目的，以解決磁通反向式電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩較大的難題。


圖1是本發(fā)明的磁通反向式電機(jī)剖面結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的磁通反向式電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明的磁通反向式電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖4是圖3的右視圖5是圖3的左視圖。
其中
1:凸極定子鐵心 2:定子集中繞組
3:釹鐵硼永磁體 4:釹鐵硼永磁體
5:轉(zhuǎn)子軸 6:前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心
7:后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心 8:定子凸極極靴
9:小齒 10:大齒
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的磁通反向式電機(jī)做出詳細(xì)說明。 本發(fā)明的磁通反向式電機(jī)，包括有構(gòu)成電機(jī)的基座、電機(jī)基座的前端蓋和后端蓋、 位于前端蓋和后端蓋內(nèi)的軸承、接線盒、冷卻風(fēng)扇等。其核心的電磁部分如圖1所示， 在電機(jī)基座內(nèi)設(shè)置有位于中心的被支撐在前端蓋和后端蓋內(nèi)的軸承上的轉(zhuǎn)子軸5;套在 轉(zhuǎn)子軸5上且與轉(zhuǎn)子軸5緊固配合并隨其旋轉(zhuǎn)的凸極轉(zhuǎn)子鐵心；位于凸極轉(zhuǎn)子鐵心外周 的固定在電機(jī)基座上的凸極定子鐵心1和繞制在定子凸極上的定子集中繞組2;所述的凸 極定子鐵心1由硅鋼片沖剪疊壓而成，其上均勻的開有6個(gè)凸極，圓周上相對(duì)的兩個(gè)凸
極屬于同一相，6個(gè)凸極分別屬于A、 B、 C三相，同一相的兩個(gè)凸極上的定子集中繞組2 串聯(lián)連接，通電時(shí)各相串聯(lián)的定子集中繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)方向一致；還有在各相定子凸 極極靴8的表面上用化學(xué)粘接劑粘貼有充磁方向相反的釹鐵硼永磁體3和釹鐵硼永磁體 4，釹鐵硼永磁體3與釹鐵硼永磁體4形狀尺寸一樣，永磁體平行充磁，永磁體充磁方向 近似認(rèn)為是徑向。
釹鐵硼永磁體3充磁后的方向是由定子凸極指向轉(zhuǎn)子，而釹鐵硼永磁體4充磁后的 方向是由轉(zhuǎn)子指向定子凸極。相鄰的兩定子凸極極靴兩側(cè)相鄰的兩塊永磁體充磁方向相.同，即當(dāng)某一定子凸極極靴上左側(cè)的永磁體為釹鐵硼永磁體3時(shí)，則相鄰的左邊的另一 相定子凸極極靴上右側(cè)的永磁體也為釹鐵硼永磁體3;反之當(dāng)某一定子凸極極靴上右側(cè)的 永磁體為釹鐵硼永磁體4，則相鄰的右邊的另一相定子凸極極靴上右側(cè)的永磁體也為釹鐵 硼永磁體4。各個(gè)定子凸極極靴上釹鐵硼永磁體3與釹鐵硼永磁體4的充磁后的極性已在 圖中用N、 S符號(hào)標(biāo)明。
如圖2、圖3、圖4、圖5所示，本發(fā)明的凸極轉(zhuǎn)子鐵心也是由硅鋼片沖剪疊壓而成， 在軸線方向分為前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心6和與其銜接的后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心7。所述的前段凸極 轉(zhuǎn)子鐵心6和后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心7長(zhǎng)度相等，直徑相等。前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心6和后段凸 極轉(zhuǎn)子鐵心7要緊緊地壓靠在一起構(gòu)成一個(gè)完整的電機(jī)轉(zhuǎn)子。為了防止前段凸極轉(zhuǎn)子鐵 心6和后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心7兩側(cè)的硅鋼片散漲開，可以采用氬弧焊接工藝將轉(zhuǎn)子齒根焊 接在一起，或者在鐵心兩側(cè)加裝止壓環(huán)。前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心6和后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心7上 均開有8個(gè)凸極，在前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心6和后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心7上的轉(zhuǎn)子凸極均為一大 齒10 —小齒9間隔均勻設(shè)置，8個(gè)凸極中，4個(gè)是極弧寬度一樣的大齒10， 4個(gè)是極弧 寬度一樣的小齒9。前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心6和后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心7的銜接為大齒/小齒與小 齒/大齒對(duì)應(yīng)銜接。即前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心6和后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心7相互錯(cuò)開一個(gè)凸極轉(zhuǎn)子 極距，相當(dāng)于前后兩段凸極轉(zhuǎn)子鐵心凸極轉(zhuǎn)子齒分別是一大齒10與一小齒9對(duì)應(yīng)銜接， 或說是一小齒9與一大齒10對(duì)應(yīng)銜接。大齒10與小齒9的極弧寬度在某一特定尺寸范 圍內(nèi)配合時(shí)，前后兩段凸極轉(zhuǎn)子鐵心大齒10和小齒9與凸極定子極靴上的永磁體間分別 產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩由于相位不同而基本上相互抵消。
本發(fā)明大齒10與小齒9的極弧角度的典型值分別為24°和12"機(jī)械角，前后兩段凸極 轉(zhuǎn)子鐵心大齒10和小齒9與凸極定子極靴上的永磁體間分別產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩由于相位不 同而基本上相互抵消，達(dá)到了大幅度削弱磁通反向式電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩的目的。
由于磁通反向式電機(jī)一個(gè)定子凸極極靴下有兩塊徑向充磁方向相反的永磁體，轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)時(shí)，每相定子集中繞組所交鏈的永磁磁鏈改變極性并且其幅值接近線性變化，每當(dāng) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個(gè)轉(zhuǎn)子極距時(shí)，各相定子集中繞組所交鏈的磁通正負(fù)變化一個(gè)周期，定子繞 組內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為接近平頂?shù)奶菪尾ǎ梢园凑諢o刷直流電機(jī)的控制方式給相應(yīng)的繞組 通電，電機(jī)實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行。根據(jù)電機(jī)學(xué)中的電機(jī)可逆運(yùn)行原理，磁通反向式電機(jī)既可 以作為電動(dòng)機(jī)，也可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種磁通反向式電機(jī)，其核心包括有設(shè)置在電機(jī)基座內(nèi)的電磁部分即，位于中心的轉(zhuǎn)子軸(5)；套在轉(zhuǎn)子軸(5)上并隨其旋轉(zhuǎn)的凸極轉(zhuǎn)子鐵心；位于凸極轉(zhuǎn)子鐵心外周的固定在電機(jī)基座上的凸極定子鐵心(1)和繞制在定子凸極上的定子集中繞組(2)；設(shè)置在各相定子凸極極靴(8)的表面上且充磁方向相反的釹鐵硼永磁體(3)和釹鐵硼永磁體(4)；其特征在于，所述的凸極轉(zhuǎn)子鐵心是由在軸線方向的前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心(6)和與其銜接的后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心(7)構(gòu)成，形成在前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心(6)和后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心(7)上的轉(zhuǎn)子凸極均為一大齒(10)一小齒(9)均勻間隔設(shè)置，前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心(6)和后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心(7)的銜接為大齒/小齒與小齒/大齒對(duì)應(yīng)銜接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的磁通反向式電機(jī)，其特征在于，所述的前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心 (6)和后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心(7)上均開有8個(gè)凸極，其中，4個(gè)是極弧寬度一樣的大齒(10)，>4個(gè)是極弧寬度一樣的小齒(9)，且均勻間隔設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的磁通反向式電機(jī)，其特征在于，所述的前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心 (6)和后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心(7)長(zhǎng)度相等，直徑相等。
全文摘要
一種磁通反向式電機(jī)，其核心包括有設(shè)置在電機(jī)基座內(nèi)的電磁部分即，位于中心的轉(zhuǎn)子軸；套在轉(zhuǎn)子軸上的凸極轉(zhuǎn)子鐵心；位于凸極轉(zhuǎn)子鐵心外周且固定在電機(jī)基座上的凸極定子鐵心和繞制在定子凸極上的定子集中繞組；設(shè)置在各相定子凸極極靴的表面上充磁方向相反的釹鐵硼永磁體；凸極轉(zhuǎn)子鐵心是由軸線方向的前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心和后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心構(gòu)成，形成在凸極轉(zhuǎn)子鐵心上的轉(zhuǎn)子凸極均為一大齒一小齒均勻間隔設(shè)置，前段凸極轉(zhuǎn)子鐵心和后段凸極轉(zhuǎn)子鐵心的銜接為大齒與小齒對(duì)應(yīng)銜接。本發(fā)明由于將凸極轉(zhuǎn)子鐵心采用上述的結(jié)構(gòu)，使轉(zhuǎn)子鐵心大齒和小齒與凸極定子極靴上的永磁體間分別產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩由于相位不同而基本上相互抵消，達(dá)到大幅度削弱磁通反向式電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的目的。
文檔編號(hào)H02K1/22GK101183806SQ20071006137
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月9日
發(fā)明者沈勇環(huán), 王曉遠(yuǎn), 陳益廣 申請(qǐng)人:天津大學(xué)