Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

CN112713684A - 一种多向励磁轮毂电机 - Google Patents

一种多向励磁轮毂电机 Download PDF

Info

Publication number
CN112713684A
CN112713684A CN202011582494.0A CN202011582494A CN112713684A CN 112713684 A CN112713684 A CN 112713684A CN 202011582494 A CN202011582494 A CN 202011582494A CN 112713684 A CN112713684 A CN 112713684A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stator
rotor
permanent magnet
magnetic field
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011582494.0A
Other languages
English (en)
Inventor
周美娟
姚学诗
张兴华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Baiyun University
Original Assignee
Guangdong Baiyun University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Baiyun University filed Critical Guangdong Baiyun University
Priority to CN202011582494.0A priority Critical patent/CN112713684A/zh
Publication of CN112713684A publication Critical patent/CN112713684A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2793Rotors axially facing stators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/182Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to stators axially facing the rotor, i.e. with axial or conical air gap
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多向励磁轮毂电机,属于电机技术领域,左定子和右定子设置在转子的轴向两侧,该多向励磁轮毂电机集中了轴向磁场永磁电机和径向磁场永磁电机的优点,机械结构简单、体积小、发热小、效率高,三定子形成三向闭合回路,大幅度提高了整体的磁场强度,增大了输出功率,提高了驱动效率,增强了控制精度,转子永磁铁采用Halbach阵列,增强单向聚磁能力,谐波磁场影响小,转子三向气隙磁场正弦分布程度高,转子运行稳定性好,对于大力矩直接驱动的场合特别适用,而且定子线圈固封成盘,转子轭铁‑永磁体固封成盘,转子采用轴向圆盘和顶端圆环结构,强度高,承载能力大,动力学稳定,适用于电动汽车的控制。

Description

一种多向励磁轮毂电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域,更具体地说,涉及一种多向励磁轮毂电机。
背景技术
随着永磁电机向高效、高速、高功率密度、微型化方向的发展,传统稀土永磁电机也表现出一定的局限性。如高速运转时,转子涡流损耗较大,效率不能保持较高水平;气隙磁密难以满足;脉动转矩相对较大等。一种新型磁体结构的halbach磁体结构产生,其应用于永磁电机中具有很大优越性:(1)气隙磁场分布为正弦波;(2)利用少量的磁体产生最强的磁场;(3)利用特殊的磁体单元的排列,增强单边磁场的场强;(4)功率密度大,可减小电机体积,提高电机功率密度。
基于Halbach阵列的交流盘式轮毂电机,为双外转子结构,磁钢盘粘在外转子的内壁,磁钢盘采用Halbach型永磁体阵列结构,产生轴向磁场,定子电枢采用无铁心结构,直接由绕组注塑而成,双转子与定子电枢构成双侧气隙。Halbach型永磁体阵列可提高气隙磁密,并很容易得到正弦型分布气隙磁场,减小转矩波动,气隙磁密的增加使得电磁转矩增大、电机出力提高。考虑Halbach阵列的交流盘式轮毂电机:轴向尺寸薄,电机轴向-径向承载能力差;定子电感小,对轮毂电机控制器的技术要求过高等因素,设计一种多向励磁的Halbach轮毂电机,可以增大轮毂电机的转矩、拓宽运行范围、提高驱动效率、控制性能好,对于要求大力矩直接驱动的场合特别适用。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种多向励磁轮毂电机,该多向励磁轮毂电机集中了轴向磁场永磁电机和径向磁场永磁电机的优点,机械结构简单、体积小、发热小、效率高,三定子形成三向闭合回路,大幅度提高了整体的磁场强度,增大了输出功率,提高了驱动效率,增强了控制精度,转子永磁铁采用Halbach阵列,增强单向聚磁能力,谐波磁场影响小,转子三向气隙磁场正弦分布程度高,转子运行稳定性好,对于大力矩直接驱动的场合特别适用,而且定子线圈固封成盘,转子轭铁-永磁体固封成盘,转子采用轴向圆盘和顶端圆环结构,强度高,承载能力大,动力学稳定,适用于电动汽车的控制。
为解决上述问题,本发明采用如下的技术方案。
一种多向励磁轮毂电机,包括外定子、转子、左定子、右定子、编码器及旋转变压器,所述左定子和右定子设置在转子的轴向两侧,所述外定子设置在转子的径向顶侧,所述转子两侧设有两个对称的左、右定子盘,所述转子由转子永磁铁和转子轭铁组成,所述转子轭铁的中心位置固定连接有轴,所述左定子和右定子分别通过左轴承和右轴承固定套接在轴的表面,所述轴的表面设置有第一平键和第二平键,所述旋转变压器和编码器固定安装在轴的一侧,所述左定子内设有左定子线圈,所述右定子内设有右定子线圈,该多向励磁轮毂电机集中了轴向磁场永磁电机和径向磁场永磁电机的优点,机械结构简单、体积小、发热小、效率高,三定子形成三向闭合回路,大幅度提高了整体的磁场强度,增大了输出功率,提高了驱动效率,增强了控制精度,转子永磁铁采用Halbach阵列,增强单向聚磁能力,谐波磁场影响小,转子三向气隙磁场正弦分布程度高,转子运行稳定性好,对于大力矩直接驱动的场合特别适用,而且定子线圈固封成盘,转子轭铁-永磁体固封成盘,转子采用轴向圆盘和顶端圆环结构,强度高,承载能力大,动力学稳定,适用于电动汽车的控制。
进一步的,所述转子轭铁由轴向圆盘和顶端圆环组成,所述转子永磁铁粘贴在转子轭铁的左、右圆盘侧面及顶端圆环外侧,所述转子永磁铁采用四十五度Halbach阵列,可以增强单向聚磁能力,谐波磁场影响小。
进一步的,所述外定子、左定子和右定子混合磁通各按正弦分布,形成三向闭合回路,大幅度提高了整体的磁场强度,增大了输出功率,提高了驱动效率,增强了控制精度。
进一步的,所述外定子内设有外定子线圈,所述外定子线圈包括独立线圈和树脂外封层,所述独立线圈的数量为十二个,使得外定子线圈固封成盘,强度高,承载能力大。
进一步的,所述树脂外封层灌封在独立线圈的表面,所述树脂外封层的材质为EPT环氧灌封胶或PUT聚氨酯封胶,便于外定子线圈灌封成型,提高了加工效率。
进一步的,所述转子两侧设置的左、右定子盘的侧面分别固定连接有左端盖和右端盖,使转子形成圆盘固定在轴上,提高了转子的强度和承载能力。
进一步的,所述左定子线圈和右定子线圈的结构与外定子线圈相同,使左定子和右定子固封成盘,提高了左定子和右定子的强度和承载能力。
进一步的,所述编码器固定安装在旋转变压器的侧面,三定子的旋转磁场受编码器控制,可以实现转子的轴向制动、加速及减速功能。
相比于现有技术,本发明的优点在于:
(1)本方案集中了轴向磁场永磁电机和径向磁场永磁电机的优点,机械结构简单、体积小、发热小、效率高,三定子形成三向闭合回路,大幅度提高了整体的磁场强度,增大了输出功率,提高了驱动效率,增强了控制精度,转子永磁铁采用Halbach阵列,增强单向聚磁能力,谐波磁场影响小,转子三向气隙磁场正弦分布程度高,转子运行稳定性好,对于大力矩直接驱动的场合特别适用,而且定子线圈固封成盘,转子轭铁-永磁体固封成盘,转子采用轴向圆盘和顶端圆环结构,强度高,承载能力大,动力学稳定,适用于电动汽车的控制。
(2)转子轭铁由轴向圆盘和顶端圆环组成,转子永磁铁粘贴在转子轭铁的左、右圆盘侧面及顶端圆环外侧,转子永磁铁采用四十五度Halbach阵列,可以增强单向聚磁能力,谐波磁场影响小。
(3)外定子、左定子和右定子混合磁通各按正弦分布,形成三向闭合回路,大幅度提高了整体的磁场强度,增大了输出功率,提高了驱动效率,增强了控制精度。
(4)外定子内设有外定子线圈,外定子线圈包括独立线圈和树脂外封层,独立线圈的数量为十二个,使得外定子线圈固封成盘,强度高,承载能力大。
(5)树脂外封层灌封在独立线圈的表面,树脂外封层的材质为EPT环氧灌封胶或PUT聚氨酯封胶,便于外定子线圈灌封成型,提高了加工效率。
(6)转子两侧设置的左、右定子盘的侧面分别固定连接有左端盖和右端盖,使转子形成圆盘固定在轴上,提高了转子的强度和承载能力。
(7)左定子线圈和右定子线圈的结构与外定子线圈相同,使左定子和右定子固封成盘,提高了左定子和右定子的强度和承载能力。
(8)编码器固定安装在旋转变压器的侧面,三定子的旋转磁场受编码器控制,可以实现转子的轴向制动、加速及减速功能。
附图说明
图1为本发明的整体结构立体图;
图2为本发明的转子结构侧视图;
图3为本发明的转子磁力线方向图;
图4为本发明的外定子线圈结构侧视图;
图5为图4的独立线圈结构示意图。
图中标号说明:
1外定子、11外定子线圈、111独立线圈、112树脂外封层、2转子、21转子永磁铁、22转子轭铁、3左定子、31左定子线圈、32左轴承、4右定子、41右定子线圈、42右轴承、5轴、51第一平键、52第二平键、6左端盖、7右端盖、8旋转变压器、9编码器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5,一种多向励磁轮毂电机,包括外定子1、转子2、左定子3、右定子4、编码器9及旋转变压器8,请参阅图1-5,左定子3和右定子4设置在转子2的轴向两侧,外定子1设置在转子2的径向顶侧,外定子1、左定子3和右定子4混合磁通各按正弦分布,形成三向闭合回路,大幅度提高了整体的磁场强度,增大了输出功率,提高了驱动效率,增强了控制精度,转子2两侧设有两个对称的左、右定子盘,转子2两侧设置的左、右定子盘的侧面分别固定连接有左端盖6和右端盖7,使转子2形成圆盘固定在轴5上,提高了转子2的强度和承载能力,转子2由转子永磁铁21和转子轭铁22组成,转子轭铁22由轴向圆盘和顶端圆环组成,转子永磁铁21粘贴在转子轭铁22的左、右圆盘侧面及顶端圆环外侧,转子永磁铁21采用四十五度Halbach阵列,可以增强单向聚磁能力,谐波磁场影响小,转子轭铁22的中心位置固定连接有轴5,左定子3和右定子4分别通过左轴承32和右轴承42固定套接在轴5的表面,轴5的表面设置有第一平键51和第二平键52,旋转变压器8和编码器9固定安装在轴5的一侧,编码器9固定安装在旋转变压器8的侧面,三定子的旋转磁场受编码器9控制,可以实现转子2的轴向制动、加速及减速功能,左定子3内设有左定子线圈31,右定子4内设有右定子线圈41。
请参阅图1-5,外定子1内设有外定子线圈11,外定子线圈11包括独立线圈111和树脂外封层112,独立线圈111的数量为十二个,使得外定子线圈11固封成盘,强度高,承载能力大,树脂外封层112灌封在独立线圈111的表面,树脂外封层112的材质为EPT904环氧灌封胶或PUT120聚氨酯封胶,便于外定子线圈11灌封成型,提高了加工效率,左定子线圈31和右定子线圈41的结构与外定子线圈11相同,使左定子3和右定子4固封成盘,提高了左定子3和右定子4的强度和承载能力。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式;但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种多向励磁轮毂电机,包括外定子(1)、转子(2)、左定子(3)、右定子(4)、编码器(9)及旋转变压器(8),其特征在于:所述左定子(3)和右定子(4)设置在转子(2)的轴向两侧,所述转子(2)两侧设有两个对称的左、右定子盘,所述外定子(1)设置在转子(2)的径向顶侧,所述转子(2)由转子永磁铁(21)和转子轭铁(22)组成,所述转子轭铁(22)的中心位置固定连接有轴(5),所述左定子(3)和右定子(4)分别通过左轴承(32)和右轴承(42)固定套接在轴(5)的表面,所述轴(5)的表面设置有第一平键(51)和第二平键(52),所述旋转变压器(8)和编码器(9)固定安装在轴(5)的一侧,所述左定子(3)内设有左定子线圈(31),所述右定子(4)内设有右定子线圈(41)。
2.根据权利要求1所述的一种多向励磁轮毂电机,其特征在于:所述转子轭铁(22)由轴向圆盘和顶端圆环组成,所述转子永磁铁(21)粘贴在转子轭铁(22)的左、右圆盘侧面及顶端圆环外侧,所述转子永磁铁(21)采用四十五度Halbach阵列。
3.根据权利要求1所述的一种多向励磁轮毂电机,其特征在于:所述外定子(1)、左定子(3)和右定子(4)混合磁通各按正弦分布,形成三向闭合回路。
4.根据权利要求1所述的一种多向励磁轮毂电机,其特征在于:所述外定子(1)内设有外定子线圈(11),所述外定子线圈(11)包括独立线圈(111)和树脂外封层(112),所述独立线圈(111)的数量为十二个。
5.根据权利要求4所述的一种多向励磁轮毂电机,其特征在于:所述树脂外封层(112)灌封在独立线圈(111)的表面,所述树脂外封层(112)的材质为EPT904环氧灌封胶或PUT120聚氨酯封胶。
6.根据权利要求1所述的一种多向励磁轮毂电机,其特征在于:所述转子(2)两侧设置的左、右定子盘的侧面分别固定连接有左端盖(6)和右端盖(7)。
7.根据权利要求4所述的一种多向励磁轮毂电机,其特征在于:所述左定子线圈(31)和右定子线圈(41)的结构与外定子线圈(11)相同。
8.根据权利要求1所述的一种多向励磁轮毂电机,其特征在于:所述编码器(9)固定安装在旋转变压器(8)的侧面。
CN202011582494.0A 2020-12-28 2020-12-28 一种多向励磁轮毂电机 Pending CN112713684A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011582494.0A CN112713684A (zh) 2020-12-28 2020-12-28 一种多向励磁轮毂电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011582494.0A CN112713684A (zh) 2020-12-28 2020-12-28 一种多向励磁轮毂电机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112713684A true CN112713684A (zh) 2021-04-27

Family

ID=75545899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011582494.0A Pending CN112713684A (zh) 2020-12-28 2020-12-28 一种多向励磁轮毂电机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112713684A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11398755B2 (en) * 2017-11-03 2022-07-26 Miba Sinter Austria Gmbh Axial-flow machine having a dimensionally stable assembly

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1773817A (zh) * 2005-11-11 2006-05-17 沈阳工业大学 基于Halbach阵列的交流盘式无铁心永磁同步电动机
CN102904404A (zh) * 2012-08-13 2013-01-30 东南大学 一种基于Halbach结构的无铁心轴向磁场无刷直流电动机
CN105610288A (zh) * 2016-01-26 2016-05-25 江苏大学 一种永磁转矩和磁阻转矩分离型电机及最优效率控制方法
WO2016135813A1 (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 成田 憲治 同期電動機
CN206323263U (zh) * 2016-12-02 2017-07-11 广东省东莞电机有限公司 一种旋转变压器和编码器安装结构
CN107579637A (zh) * 2017-08-17 2018-01-12 东南大学 一种轴径向磁通永磁电机

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1773817A (zh) * 2005-11-11 2006-05-17 沈阳工业大学 基于Halbach阵列的交流盘式无铁心永磁同步电动机
CN102904404A (zh) * 2012-08-13 2013-01-30 东南大学 一种基于Halbach结构的无铁心轴向磁场无刷直流电动机
WO2016135813A1 (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 成田 憲治 同期電動機
CN105610288A (zh) * 2016-01-26 2016-05-25 江苏大学 一种永磁转矩和磁阻转矩分离型电机及最优效率控制方法
CN206323263U (zh) * 2016-12-02 2017-07-11 广东省东莞电机有限公司 一种旋转变压器和编码器安装结构
CN107579637A (zh) * 2017-08-17 2018-01-12 东南大学 一种轴径向磁通永磁电机

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11398755B2 (en) * 2017-11-03 2022-07-26 Miba Sinter Austria Gmbh Axial-flow machine having a dimensionally stable assembly

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020001291A1 (zh) 一种盘式三自由度磁悬浮开关磁阻电机
CN102055291A (zh) 一种磁场调制式Halbach永磁直驱式电机
CN105515229A (zh) 一种盘式电机
CN112564442A (zh) 一种轴向磁场双转子永磁游标电机
CN111211659B (zh) 一种定子模块化环形绕组双转子永磁电机
CN115632534B (zh) 一种直驱式双边永磁励磁型磁场调制电机
JP2012249347A (ja) アキシャルギャップ回転電機のロータ
KR20130090166A (ko) 모터
CN112713684A (zh) 一种多向励磁轮毂电机
CN113949244B (zh) 一种单齿集中绕组少谐波轴向磁通电机
CN114552925B (zh) 一种定子永磁型轴径向混合磁场永磁磁通切换电机
CN113726118B (zh) 多裂齿比多端口磁场调制电机
CN103490577A (zh) 一种圆周均布模块的定子永磁型游标电机
CN108933511A (zh) 偏心齿式永磁游标电机
CN202405975U (zh) 一种用于低速大转矩的永磁游标电机
US20240039350A1 (en) Motor rotor, motor, and electric vehicle
CN210608875U (zh) 一种径向磁场复合型磁通切换电机
CN205430008U (zh) 转子双边永磁型单绕组双定子游标电机
CN210405045U (zh) 轴向并列复合电机
CN108599505A (zh) 一种五自由度无轴承开关磁阻电机
CN201956858U (zh) 一种磁场调制式Halbach永磁直驱式电机
CN105680649B (zh) 一种轴向径向磁通双凸极永磁电机
CN115313718B (zh) 一种分环Halbach永磁体阵列轴向磁通永磁电机
CN106411081A (zh) 一种双定子无轴承磁通反向电机
CN116260305A (zh) 一种基于Halbach聚磁式转子的模块化轴向磁通混合励磁电机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination