專利名稱：多元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩磁通切換型電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種“多元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩的磁通切換型電機(jī)”，是一種電負(fù)荷 和磁負(fù)荷分成多單元獨(dú)立通路，低齒槽轉(zhuǎn)矩，具自容錯(cuò)性的磁通切換型電機(jī)。包括定子雙永 磁鐵心凸極、齒頂弧面弧度削齒轉(zhuǎn)子、三相多元電磁通路的電樞繞組等主要部分。三相電樞 繞組的各相分成若干獨(dú)立電磁通路，定子鐵心凸極采用雙永磁，加上轉(zhuǎn)子齒頂弧面的弧度 削齒方法，兩者的協(xié)同作用最終使電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩降為最低。該電機(jī)是一種具有功率密度 高，高效節(jié)能，運(yùn)轉(zhuǎn)平滑，噪音低，自容錯(cuò)性強(qiáng)，功率可調(diào)，且當(dāng)某一電樞繞組發(fā)生故障仍可 繼續(xù)運(yùn)行的高可靠性，可作電動(dòng)機(jī)亦可作發(fā)電機(jī)，全封閉結(jié)構(gòu)，適宜高速、高溫和惡劣環(huán)境 以及水下使用，適用范圍廣的全創(chuàng)新型電機(jī)。該電機(jī)中文簡(jiǎn)稱為多元磁通切換電機(jī)，英文縮 寫為MFSPM。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展、能源的緊缺，各領(lǐng)域?qū)﹄姍C(jī)的高性能、高效率、高可靠性等各方面提 出了更高的需求，特別在航空航天、軍事裝備、海陸交通及一些重要的工礦設(shè)備，尤其急需 具有高功率密度(體積小)、高效率(節(jié)能)、高可靠性(可帶故障運(yùn)行)、運(yùn)行平穩(wěn)(噪聲低)、結(jié) 構(gòu)堅(jiān)固、能耐受惡劣環(huán)境、適用范圍廣等綜合性能好的新型電機(jī)。但傳統(tǒng)的各類電機(jī)都很難 完全適應(yīng)這些條件的要求。目前較為先進(jìn)的永磁類電機(jī)，包括“永磁無刷電機(jī)BLDC”、“永磁 同步電機(jī)” PMSM、“無鐵心永磁電機(jī)”等雖有較高的效率，但由于制造工藝和防護(hù)性等原因， 一般都采用內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁型結(jié)構(gòu)(無鐵心永磁電機(jī)則必需釆用轉(zhuǎn)子永磁型結(jié)構(gòu)，而且目前功 率只局限于小、微型電機(jī))。由于轉(zhuǎn)子在運(yùn)行時(shí)溫升較高、散熱條件差，加上高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生 的離心力，易使永磁件退磁或脫落，使用一段時(shí)間后容易造成電機(jī)性能逐漸下降，甚至不能 使用?！伴_關(guān)磁阻SPM電機(jī)”具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，魯棒性好，電/磁路獨(dú)立性好，具容錯(cuò)性，轉(zhuǎn)子沒 有永磁，也沒有繞組，適應(yīng)高速、高溫運(yùn)行，但亦存在齒槽轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，噪聲大，振動(dòng)大，效率 也低于永磁類電機(jī)，加上驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)復(fù)雜、成本高等缺點(diǎn)，未能廣泛推廣應(yīng)用。目前除了 開關(guān)磁阻電機(jī)(但也存在上述的缺點(diǎn))，其他類型電機(jī)都會(huì)因某繞組發(fā)生很小的一點(diǎn)故障， 電機(jī)即時(shí)不能繼續(xù)運(yùn)行的致命弊端，可靠性不理想，在一些有高可靠性要求的領(lǐng)域，甚至?xí)?釀成重大的安全事故，在軍事上會(huì)延誤戰(zhàn)機(jī)。研制一種新型的、高功率密度、高效率、魯棒 性好、具有自容錯(cuò)的高可靠性、在惡劣環(huán)境具較強(qiáng)耐受性的節(jié)能、環(huán)保、堅(jiān)固、耐用的新型電 機(jī)，成為世界各國(guó)工程技術(shù)人員科研的熱點(diǎn)和亟待突破的課題。我司工程技術(shù)人員綜合分 析各類電機(jī)的長(zhǎng)、短處，尤其對(duì)永磁類電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)兩類電機(jī)所具有的優(yōu)點(diǎn)或潛在 的可融性，對(duì)此進(jìn)行分析、對(duì)比、借鑒、整合，研制發(fā)明一種結(jié)構(gòu)、原理、技術(shù)特征全新的“多 元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩磁通切換型電機(jī)”。本發(fā)明屬自主原創(chuàng)性發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
通過對(duì)現(xiàn)有的各類電機(jī)的各自結(jié)構(gòu)、性能、特點(diǎn)的綜合解析，尤其對(duì)永磁類、開關(guān)磁阻 等較先進(jìn)電機(jī)的深入剖析其各自具有的優(yōu)點(diǎn)，或潛在的可融性，通過分析、對(duì)比、借鑒、整 合、研制發(fā)明一種創(chuàng)新型的“多元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩磁通切換型電機(jī)”。發(fā)明內(nèi)容如 下。
“多元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩磁通切換型電機(jī)”的結(jié)構(gòu)是由帶散熱肋的外殼、前/ 后端蓋，前/后端蓋O形密封圈、前端蓋轉(zhuǎn)軸密封組件、轉(zhuǎn)軸、前/后軸承、彈簧墊圈、引出線孔密封組件、電樞繞組引出線、電流過載保險(xiǎn)器、齒頂弧面削齒的轉(zhuǎn)子、雙永磁鐵心凸極定子、三相多元電/磁通路電樞繞組等主要構(gòu)成。
“多元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩磁通切換型電機(jī)”的齒頂弧面削齒的轉(zhuǎn)子，技術(shù)特征是由硅鋼片按要求的尺寸、形狀的沖片疊壓而成，外圓周均布有偶數(shù)個(gè)凸齒，凸齒數(shù)量根據(jù)電機(jī)的相數(shù)、極數(shù)來確定，數(shù)量為偶數(shù)個(gè)，各個(gè)凸齒的齒頂弧面均經(jīng)適度的弧度修削。
“多元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩的磁通切換型電機(jī)”的雙永磁鐵心凸極定子，技術(shù)特征是由硅鋼片按要求的尺寸、形狀的沖片疊壓而成，此有兩種方法一，將硅鋼片沖成整片后，疊壓成一定的厚度而成；方法二，將定子鐵心按凸極的數(shù)量分成同等份，先按要求的尺寸、形狀沖片，再組裝疊壓成鐵心軛部?jī)啥擞邪纪苟ㄎ坏慕M件，再組裝成整體定子鐵心；定子的圓周內(nèi)均布有偶數(shù)鐵心凸極，數(shù)量是根椐電機(jī)的相數(shù)、極數(shù)來確定，數(shù)量為偶數(shù)個(gè)。
“多元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩磁通切換型電機(jī)”的雙永磁鐵心凸極，技術(shù)特征是 各鐵心凸極在沿定子軸向的二槽溝中，均分別各嵌入一片同極性永磁體，即每個(gè)凸極中嵌有2片永磁體，構(gòu)成雙永磁鐵心凸極，與相鄰鐵心凸極嵌入的永磁體為異極性；再在定子鐵心軛部以上的凸極周邊，用玻纖絕緣帶包覆、粘結(jié)、增強(qiáng)兼作絕緣層。
“多元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩磁通切換型電機(jī)”的三相多元電/磁通路電樞繞組， 技術(shù)特征是三相多元電/磁通路電樞繞組,分成A相電樞繞組、B相電樞繞組、C相電樞繞組，各相序的電樞繞組各自嵌繞在定子圓周內(nèi)按各相序、各單元電/磁路對(duì)應(yīng)的鐵心凸極； 各相序的電樞繞組都被分成若干單元電/磁通路；同單元的電/磁通路電樞繞組，分別嵌繞在定子圓周內(nèi)按電機(jī)的極數(shù)和電/磁路設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的凸極，串聯(lián)連接，構(gòu)成一路獨(dú)立的電/ 磁通路。以定子12極、轉(zhuǎn)子10極電機(jī)為例每相在定子中各占有4個(gè)鐵心凸極，各自分布在定子圓周內(nèi)相互成90度機(jī)械角對(duì)應(yīng)的位置，每2個(gè)鐵心凸極中的電樞繞組為一單元電/ 磁通路；如A相電樞繞組Ala-Alb為Fl電/磁通路，A2a_A2b為F2電/磁通路；F1電/磁通路電樞繞組的Ala-Alb分別嵌繞在定子圓周內(nèi)相互成90度機(jī)械角分布的鐵心凸極，串聯(lián)連接，構(gòu)成Fl電/磁通路；A2a-A2b嵌繞在定子圓周徑向與Fl通路繞組相對(duì)應(yīng)的鐵心凸極， 串聯(lián)連接，構(gòu)成F2電/磁通路；F1、F2兩路電/磁通路電樞繞組，各自經(jīng)串接“過載電流保險(xiǎn)器”后再并聯(lián)連接，成為A相具有2單元電/磁通路的電樞繞組，余下B相電樞繞組和C 相電樞繞組的嵌繞和連接方式與A相的電樞繞組相同。


共四張圖，如下。
圖1為多元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩磁通切換型電機(jī)的徑向截面原理圖。
權(quán)利要求
1.“多元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩磁通切換型電機(jī)”的結(jié)構(gòu)是由帶散熱肋的外殼、前/ 后端蓋、前/后端蓋O形密封圈、轉(zhuǎn)軸、前/后軸承、彈簧墊圈、前端蓋轉(zhuǎn)軸密封組件、引出線孔密封組件、過載電流保險(xiǎn)器、三相電樞繞組引出電源線、齒頂弧面削齒的轉(zhuǎn)子、雙永磁鐵心凸極定子、三相多元電/磁通路的電樞繞組等主要構(gòu)成，技術(shù)特征是帶散熱肋的外殼和前/后端蓋，是由鋁合金材料或其它金屬材枓成型后經(jīng)機(jī)加工而成，外殼與前/后端蓋的圓周連接部位有O形密封圈，前端蓋的軸孔與轉(zhuǎn)軸之間有密封組件，前端蓋軸承室內(nèi)有彈簧墊圈，前/后端蓋的內(nèi)端面都有加強(qiáng)肋。
2.“多元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩磁通切換型電機(jī)”的齒頂弧面削齒的轉(zhuǎn)子，技術(shù)特征是由硅鋼片按要求的尺寸、形狀的沖片疊壓而成，外圓周均布有偶數(shù)個(gè)凸齒，凸齒數(shù)量根據(jù)電機(jī)的相數(shù)、極數(shù)來確定，數(shù)量為偶數(shù)個(gè)，各個(gè)凸齒的齒頂弧面均經(jīng)適度的弧度修削。
3.“多元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩磁通切換型電機(jī)”的雙永磁鐵心凸極定子，技術(shù)特征是由硅鋼片按要求的尺寸、形狀的沖片疊壓而成，此有兩種方法一，將硅鋼片沖壓成整片后，疊裝壓成一定的厚度而成；方法二，將定子鐵心按凸極的數(shù)量分成同等份，按要求的尺寸、形狀沖片，疊裝成軛部?jī)啥藥О纪苟ㄎ坏慕M件，再組裝成整體定子鐵心；定子的圓周內(nèi)均布有偶數(shù)個(gè)鐵心凸極，數(shù)量是根椐電機(jī)的相數(shù)、極數(shù)來確定，數(shù)量為偶數(shù)個(gè)。
4.“多元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩磁通切換型電機(jī)”的雙永磁鐵心凸極，技術(shù)特征是 各個(gè)鐵心凸極在沿定子軸向的二槽溝中均分別嵌入一片同極性永磁體，即每個(gè)凸極中嵌有 2片永磁體，嵌入的永磁體可以是鐵氧體永磁、或稀土釹鐵硼永磁、或稀土釤鈷永磁、或鋁鎳鈷永磁，構(gòu)成雙永磁鐵心凸極，與相鄰鐵心凸極嵌入的永磁體為異極性；再在定子鐵心軛部以上的凸極周邊，用玻纖絕緣帶包覆粘結(jié)、增強(qiáng)兼作絕緣層。
5.“多元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩磁通切換型電機(jī)”的三相多元電/磁通路電樞繞組， 技術(shù)特征是三相多元電/磁通路電樞繞組,分成A相電樞繞組、B相電樞繞組、C相電樞繞組，它們各自分別嵌繞在定子圓周內(nèi)按各相序、各自單元電/磁路對(duì)應(yīng)的鐵心凸極，各相的電樞繞組都被分成若干單元電/磁通路，同單元電/磁通路的電樞繞組，分別嵌繞在定子圓周內(nèi)按電機(jī)的極數(shù)和電/磁通路設(shè)計(jì)所對(duì)應(yīng)的鐵心凸極，串聯(lián)連接，構(gòu)成一獨(dú)立的電/磁通路。
6.“多元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩磁通切換型電機(jī)”在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)、原理、技術(shù)特征和具體實(shí)施方式
基礎(chǔ)上進(jìn)行的各種變化和改進(jìn)、延伸技術(shù)。
7.“多元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩磁通切換型電機(jī)”中文簡(jiǎn)稱為多元磁通切換電機(jī)，英文縮寫為MFSPM。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多元電/磁通路、低齒槽轉(zhuǎn)矩磁通切換型電機(jī)，是一種電負(fù)荷和磁負(fù)荷分成多單元獨(dú)立通路，低齒槽轉(zhuǎn)矩，具自容錯(cuò)性的磁通切換型電機(jī)。包括定子雙永磁鐵心凸極、齒頂弧面弧度削齒轉(zhuǎn)子、三相多元電磁通路的電樞繞組等主要部分。三相電樞繞組的各相分成若干獨(dú)立電磁通路，定子鐵心凸極采用雙永磁，加上轉(zhuǎn)子齒頂弧面的弧度削齒方法，兩者的協(xié)同作用最終使電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩降為最低。該電機(jī)是一種具有功率密度高，高效節(jié)能，運(yùn)轉(zhuǎn)平滑，噪音低，自容錯(cuò)性強(qiáng)，功率可調(diào)，且當(dāng)某一電樞繞組發(fā)生故障仍可繼續(xù)運(yùn)行的高可靠性，可作電動(dòng)機(jī)亦可作發(fā)電機(jī)，全封閉結(jié)構(gòu)，適宜高速、高溫和惡劣環(huán)境以及水下使用，適用范圍廣的創(chuàng)新型電機(jī)。
文檔編號(hào)H02K1/14GK103051098SQ201310022818
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:廣東肇慶新廣儀科技有限公司