一种新型聚磁式盘式电机

摘要

本发明公开了一种新型聚磁式盘式电机，包括定子和转子；定子包括定子铁芯和电枢绕组；转子包括三层结构，外层包括多块交替设置的外层永磁体和外层转子铁芯，中间层中对应外层转子铁芯的位置设有中间层永磁体，内层包括内层转子铁芯，外层永磁体为切向充磁，中间层永磁体为径向充磁，相邻外层永磁体充磁方向相反，相邻中间层永磁体充磁方向也相反，外层转子铁芯相邻的两块外层永磁体以及中间层永磁体的充磁方向均相对于外层转子铁芯向外或者向内，外层永磁体所占外层周长的比例为0.1～0.55。本发明有效提高了电机的空间利用率和功率密度。

权利要求

1.一种新型聚磁式盘式电机，其特征在于：包括定子和转子；定子包括定子铁芯(1)和电枢绕组(2)；转子包括三层结构，外层包括多块交替设置的外层永磁体(3)和外层转子铁芯(4)，中间层中对应外层转子铁芯(4)的位置设有中间层永磁体(5)，内层包括内层转子铁芯(6)，外层永磁体(3)为切向充磁，中间层永磁体(5)为径向充磁，相邻外层永磁体(3)充磁方向相反，相邻中间层永磁体(5)充磁方向也相反，外层转子铁芯(4)相邻的两块外层永磁体(3)以及中间层永磁体(5)的充磁方向均相对于外层转子铁芯(4)向外或者向内，外层永磁体(3)所占外层周长的比例为0.1～0.55；中间层中对应外层永磁体(3)的位置不设置任何物体。

2.根据权利要求1所述的新型聚磁式盘式电机，其特征在于：外层转子铁芯(4)为扇形，外层永磁体(3)为矩形；或者外层转子铁芯(4)为矩形，外层永磁体(3)为扇形。

3.根据权利要求2所述的新型聚磁式盘式电机，其特征在于：中间层永磁体(5)为扇形，内层转子铁芯(6)为环形。

4.根据权利要求1所述的新型聚磁式盘式电机，其特征在于：所有外层永磁体(3)的材料相同，所有中间层永磁体(5)的材料相同，中间层永磁体(5)材料的矫顽力不大于外层永磁体(3)材料的矫顽力。

5.根据权利要求1所述的新型聚磁式盘式电机，其特征在于：定子铁芯(1)包括定子齿和定子轭部。

说明书

一种新型聚磁式盘式电机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种新型聚磁式盘式电机。

背景技术

[0002] 近年来，随着数控机床、工业机器人、机械手、电动助力车、计算机及其外围设备等高科技产品的兴起及特殊应用如雷达、卫星天线等跟踪系统的需要，对伺服驱动电机提出了更高的性能指标和薄型安装结构的要求。同时随着人们生活水平的不断提高，尤其是对家用电器小型化、薄型化、低噪声的呼声愈来愈高，对电机的结构和体积也都提出了新的要求。

[0003] 为了满足工业和人们生活等需要，具有高性能指标的盘式永磁电机应运而生。它结合了永磁电机和盘式电机的优点,该类电机具有永磁电机的结构简单、运行可靠，体积小、质量轻，损耗小、效率高等优点也同时具有盘式电机的轴向尺寸短，硅钢片利用率高，转动惯量小，功率密度高等优势。因此,盘式永磁电机以其本身的诸多优势在国内外迅速地得到了广泛地应用。

[0004] 但是传统的盘式永磁电机的磁路为轴向磁路结构，磁路比较简单，漏磁大，结构不紧凑，从而带来空间利用率和功率密度偏低的缺陷。

发明内容

[0005] 发明目的：本发明的目的是提供一种能够有效提高电机的空间利用率和功率密度的新型聚磁式盘式电机。

[0006] 技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

[0007] 本发明所述的新型聚磁式盘式电机，包括定子和转子；定子包括定子铁芯和电枢绕组；转子包括三层结构，外层包括多块交替设置的外层永磁体和外层转子铁芯，中间层中对应外层转子铁芯的位置设有中间层永磁体，内层包括内层转子铁芯，外层永磁体为切向充磁，中间层永磁体为径向充磁，相邻外层永磁体充磁方向相反，相邻中间层永磁体充磁方向也相反，外层转子铁芯相邻的两块外层永磁体以及中间层永磁体的充磁方向均相对于外层转子铁芯向外或者向内，外层永磁体所占外层周长的比例为0.1～0.55。

[0008] 进一步，中间层中对应外层永磁体的位置不设置任何物体。这样能够减少漏磁，同时能够减少电机的重量，从而降低成本、提高功率密度。

[0009] 进一步，外层转子铁芯为扇形，外层永磁体为矩形；或者外层转子铁芯为矩形，外层永磁体为扇形。

[0010] 进一步，中间层永磁体为扇形，内层转子铁芯为环形。

[0011] 进一步，所有外层永磁体的材料相同，所有中间层永磁体的材料相同，中间层永磁体材料的矫顽力不大于外层永磁体材料的矫顽力。

[0012] 进一步，定子铁芯包括定子齿和定子轭部。

[0013] 有益效果：本发明公开了一种新型聚磁式盘式电机，充分利用钕铁硼的高性能和软铁的高导磁特性，通过两者结合改变了磁路，提高了永磁体和铁芯的利用率，减少了漏磁，也增加了电机空间的利用率，从而提高了电机的功率密度。

附图说明

[0014] 图1为本发明具体实施方式中电机的结构图；

[0015] 图2为本发明具体实施方式中电机转子的充磁方向示意图；

[0016] 图3为本发明具体实施方式中电机的外层永磁体的磁路示意图；

[0017] 图4为本发明具体实施方式中电机的中间层永磁体的磁路示意图。

具体实施方式

[0018] 下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的介绍。

[0019] 本具体实施方式公开了一种新型聚磁式盘式电机，如图1所示，包括定子和转子。定子包括两组定子铁芯1和两组电枢绕组2。其中，两组定子铁芯1尺寸相同，镜像相对放置。
定子铁芯1包括定子齿和定子轭部。电枢绕组2采用集中式双层绕组，并安放于定子铁芯1的定子槽中，且两组环形电枢绕组2之间串联。

[0020] 如图1和图2所示，转子包括三层结构，外层包括多块交替设置的外层永磁体3和外层转子铁芯4，中间层中对应外层转子铁芯4的位置设有中间层永磁体5，中间层中对应外层永磁体3的位置不设置任何物体，内层包括内层转子铁芯6，外层永磁体3为切向充磁，中间层永磁体5为径向充磁，相邻外层永磁体3充磁方向相反，相邻中间层永磁体5充磁方向也相反，外层转子铁芯4相邻的两块外层永磁体3以及中间层永磁体5的充磁方向均相对于外层转子铁芯4向外或者向内，外层永磁体3所占外层周长的比例为0.1～0.55。外层转子铁芯4为扇形，外层永磁体3为矩形；或者外层转子铁芯4为矩形，外层永磁体3为扇形。中间层永磁体5为扇形，内层转子铁芯6为环形。

[0021] 所有外层永磁体3的材料相同，所有中间层永磁体5的材料相同，中间层永磁体5材料的矫顽力不大于外层永磁体3材料的矫顽力。

[0022] 外层永磁体3的磁路如图3所示，磁路为：外层永磁体3→外层转子铁芯4→气隙→定子齿→定子轭→相邻定子齿→气隙→外层转子铁芯4→外层永磁体3构成的闭合回路。中间层永磁体5的磁路如图4所示，磁路为：中间层永磁体5→外层转子铁芯4→气隙→定子齿→定子轭→相邻定子齿→气隙→外层转子铁芯4→相邻中间层永磁体5→内层转子铁芯6→该中间层永磁体5构成的闭合回路。可见，本具体实施方式的中间层永磁体的磁路结构呈现三维结构，增加了对电机空间的利用率。

[0023] 本具体实施方式充分利用钕铁硼的高性能，软铁的高导磁特性，通过两者结合改变了磁路，提高了永磁体和铁芯的利用率，减少了漏磁，也增加了电机空间的利用率，从而提高了电机的功率密度。