直驱式正弦磁场复合型永磁电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102035320A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102035320A(43)申请公布日2011.04.27(21)申请号201010608927.5(22)申请日2010.12.28(71)申请人上海大学地址200444上海市宝山区上大路99号(72)发明人章跃进江建中杜世勤龚宇崔巍仇志坚(74)专利代理机构上海上大专利事务所(普通合伙)31205代理人何文欣(51)Int.Cl.H02K16/00(2006.01)H02K1/27(2006.01)H02K1/14(2006.01)H02K1/16(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称直驱式正弦磁场复合型永磁电机(57)摘要本发明涉及一种直驱式正弦磁场复合永磁电机。它包括一个自控式永磁电机和一个磁场调制式磁性齿轮，永磁电机和磁性齿轮均采用正弦充磁永磁结构，并且两者同心集成成双定子双转子结构，即由构成磁性齿轮的外转子和外定子与构成永磁电机的内转子和内定子采用套筒式结构集合构成同心式结构。本发明具有结构紧凑、转矩密度高、效率高、功率因数高、以及固有的过载保护特性等优点。CN10235ACCNN110203532002035323A权利要求书1/1页1.一种直驱式正弦磁场复合型永磁电机，包括一个自控式永磁电机和一个磁场调制式磁性齿轮，其特征在于所述永磁电机和磁性齿轮均采用正弦充磁永磁结构；并且两者同心集合成双定子双转子结构，即由构成磁性齿轮外转子(4)和外定子(7)与构成永磁电机的内转子(5)和内定子(15)采用套筒式结构集合构成同心式结构。2.根据权利要求1所述的直接式正弦磁场复合型永磁电机，其特征在于所述外转子(4)为杯型转子，其杯型底与一个外转子中心转轴(1)固定连接；所述外定子(7)为筒形体，由铁心块和非导磁材料周向交替间隔构成，其一端通过一个轴向支承体（12）直接与一个机座（3）的一个端盖（2b）固定连接，而另一端通过一个径向盘与所述内定子（15）的内端固定连接；所述内转子（5）为筒形体，从外至内依次由一个外层永磁体（8）、一个外铁轭（9）、一个不锈钢隔磁圆筒、一个内铁轭（10）和一个内层永磁体（11）套装构成，所述不锈钢隔磁圆筒的两端通过两个轴承支承于所述内定子的内外两端；所述内定子（15）的外端与机座（3）的端盖（2b）固定连接，内定子（15）的中心孔内安置所述外转子中心转轴（1）；该外转子中心转轴（1）的一端通过轴承支承于所述内定子（15）的外端，而另一端通过轴承支承于所述机座（3）的另一端盖（2a）的内孔内。3.根据权利要求2所述的直驱式正弦磁场复合型永磁电机，其特征在于所述外转子（4）杯型体内圆周向均布P1对永磁体，所述内转子（5）的外铁轭（9）的外圆以及内铁轭（10）的内圆分别周向均布P2对外层永磁体（8）和内层永磁体（11），且P1>P2；所述内外铁轭（10、9）分别固定在所述不锈钢隔磁圆筒的内外壁上；所述外转子（4）的永磁体（6）和内转子（5）的内外两层永磁体（11、8）均为正弦充磁结构，外转子（4）的永磁体（6）磁场向内聚集，为“内向型”；内转子外层永磁体（8）磁场向外聚集，为“外向型”，内转子内层永磁体（11）磁场向内聚集，为“内向型”；所述外定子(7)为磁阻式定子，其上有Ns个周向均布的铁芯齿极，即杯型铁芯周向均布开槽，槽内填充非导磁材料，应满足Ns=P1+P2或Ns=P1-P2；所述内定子（15）由一个内定子铁芯（14）上绕制电枢绕组（13）构成。4.根据权利要求3所述的直驱式正弦磁场复合型永磁电机，其特征在于所述的所有永磁体（6、8、11）均为表贴式正弦充磁结构，如果每极使用n块磁体，每块磁体的磁化强度均为M，极数为p，且第一块磁体的充磁方向沿x轴正方向，则正弦充磁结构的第i块磁体的磁化强度x、y分量表示如下：（1）（2）式中正负号分别对应向内或向外聚磁结构。5.根据权利要求3所述的直驱式正弦磁场复合型永磁电机，其特征在于所述外定子（7）的铁芯均匀开槽，槽内填充非导磁材料。6.根据权利要求3所述的直驱式正弦磁场复合型永磁电机，其特征在于所述内定子（15）的电枢绕组（13）采用分数槽绕组结构。2CCNN110203532002035323A说明书1/4页直驱式正弦磁场复合型永磁电机技术领域[0001]本发明属于电机与传动技术领域，具体涉及一种适用于低转速、大转矩直驱式正弦磁场复合型永磁电机，该电机是正弦磁场同心式磁性齿轮与正弦磁场自控式永磁电机的集成，构成高转矩密度、高效率、高功率因数永磁电机。背景技术[0002]传统的电机驱动系统是电机与机械变速机构的组合。但是，机械传动部件（如齿轮变速箱）的日常维护以及易磨损件的更换需要付出额外的代价，而且对于远距离运行系统其