一种双定子磁场调制弧线永磁直驱电机.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115765235A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211589420.9(22)申请日2022.12.12(71)申请人山东科技大学地址266590山东省青岛市黄岛区前湾港路579号(72)发明人孟尧白星振房淑华(74)专利代理机构青岛锦佳专利代理事务所(普通合伙)37283专利代理师朱玉建(51)Int.Cl.H02K1/17(2006.01)H02K1/18(2006.01)H02K1/12(2006.01)H02K16/04(2006.01)H02K3/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称一种双定子磁场调制弧线永磁直驱电机(57)摘要本发明属于磁场调制永磁电机技术领域，具体公开了一种双定子磁场调制弧线永磁直驱电机。该电机包括外定子、内定子、转子、外电枢绕组以及内电枢绕组。本发明通过采用双定子结构能够有效提高空间利用率；电机采用两套电枢绕组参与电磁能量转换，能够有效地提高转矩和功率密度；同时，本发明电机通过利用外转子齿对外定子永磁体磁场的调制作用以及内转子齿对内定子永磁体磁场的调制作用，能够产生丰富的内、外气隙磁密工作谐波，从而有效地提高电机的转矩密度。另外，本发明内、外定子均采用模块化设计，便于加工和组装，提高了工程实用价值。由于本发明电机具有高转矩密度的特点，因而在包括大口径天文望远镜驱动等场合有良好的直驱应用前景。CN115765235ACN115765235A权利要求书1/2页1.一种双定子磁场调制弧线永磁直驱电机，其特征在于，包括外定子（I）、内定子（II）、转子（III）、外电枢绕组（IV）以及内电枢绕组（V）；其中，外定子（I）和内定子（II）分别位于转子（III）的外侧以及内侧；外定子（I）与转子（III）之间，以及内定子（II）与转子（III）之间均留有气隙；外定子（I）由三个具有弧形结构的外定子模块（1）组成；三个外定子模块（1）沿转子（III）外侧的一个圆周方向均匀布设；内定子（II）由三个具有弧形结构的内定子模块（2）组成；三个内定子模块（2）沿转子（III）内侧的一个圆周方向均匀布设；外定子（I）中各个外定子模块（1）与内定子（II）中各个内定子模块（2）的位置一一对应；各个外定子模块（1）的结构相同，且每个外定子模块（1）均由外定子轭部（11）、外定子齿（12）、外定子辅助齿（13）以及外定子永磁体（14）组成；外定子轭部（11）为弧形，在外定子轭部（11）的内侧连接多个外定子齿（12）以及两个外定子辅助齿（13）；其中，两个外定子辅助齿（13）分别对应位于外定子轭部（11）的一个端侧；所有外定子齿（12）均位于两个外定子辅助齿（13）之间，且各个外定子齿（12）在外定子轭部（11）的内侧均匀分布；每一个外定子齿（12）的顶部均安装有一块外定子永磁体（14），外定子永磁体（14）与该外定子永磁体（14）所在外定子齿（12）顶部的铁极（15）相邻；各个内定子模块（2）的结构相同，且每个内定子模块（2）均由内定子轭部（21）、内定子齿（22）、内定子辅助齿（23）以及内定子永磁体（24）组成；内定子轭部（21）为弧形，在内定子轭部（21）的外侧连接多个内定子齿（22）以及两个内定子辅助齿（23）；其中，两个内定子辅助齿（23）分别对应位于内定子轭部（21）的一个端侧；所有内定子齿（22）均位于两个内定子辅助齿（23）之间，且各个内定子齿（22）在内定子轭部（21）的外侧均匀分布；每一个内定子齿（22）的顶部均安装有一块内定子永磁体（24），内定子永磁体（24）与该内定子永磁体（24）所在内定子齿（22）顶部的铁极（25）相邻；外电枢绕组（IV）绕在外定子齿（12）上，内电枢绕组（V）绕在内定子齿（22）上；转子（III）采用双侧凸极结构，由转子轭部（31）、外转子齿（32）以及内转子齿（33）组成；转子轭部（31）为圆环形，外转子齿（32）有多个且沿着转子轭部（31）的外侧圆周方向均匀分布，内转子齿（33）有多个且沿着转子轭部（31）的内侧圆周方向均匀分布，外转子齿（32）与内转子齿（33）的数量相等且在转子轭部（31）的位置上一一对应。2.根据权利要求1所述的双定子磁场调制弧线永磁直驱电机，其特征在于，安装在外定子齿（12）顶部的外定子永磁体（14）的充磁方向均为径向朝外；同一个外定子模块（1）中沿外定子轭部（11）的一端侧向另一端侧的方向看去，每相邻两个外定子齿（12）上的外定子永磁体（14）与外定子齿（12）顶部的铁极（15）组成一对极永磁体，具体排布方式为“铁极（15）‑外定子永磁体（14）‑外定子永磁体（14）‑铁极（15）”。3.根据权利要求1所述的双定子磁场调制