一种定子永磁型电机及其使用方法与流程

1.本发明涉及电机制造的技术领域，尤其涉及一种定子永磁型电机及其使用方法。


背景技术：

2.定子永磁型电机将永磁体和电枢绕组均放置在定子上，转子仅为设有凸极的铁心，无绕组和永磁体，相对于转子永磁型电机，定子永磁型电机具有转子结构简单、便于永磁体冷却等优势。
3.目前已有的技术中，研究最多的为双凸极电机和磁通切换电机，双凸极电机各相绕组匝链的磁链为单极性，且各相磁路不平衡，导致电机转矩脉动较大。磁通切换电机的永磁体放置在电枢绕组中，不利于永磁体的散热，永磁体退磁风险较大。
4.鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期设计定子永磁型电机及其使用方法，电枢绕组和永磁体散热隔开，永磁体退磁风险小，永磁体靠近气隙一侧，气隙磁密更高，有利于提高电机的转矩密度，极具实用性。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种定子永磁型电机及其使用方法，电枢绕组和永磁体散热隔开，永磁体退磁风险小，永磁体靠近气隙一侧，气隙磁密更高，有利于提高电机的转矩密度，极具实用性。
6.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：包括：定子机构，包括定子铁心、电枢绕组、非导磁体、导磁体和永磁体；转子机构，与所述定子机构配合，形成闭合回路的磁场；所述定子铁心沿自身圆周方向均匀开有若干定子槽，相邻所述定子槽之间形成定子齿部，相邻所述定子齿的外端相连形成定子轭部；所述电枢绕组设置在所述定子槽内，为集中绕组结构；所述非导磁体固定在所述定子齿部的内端，所述非导磁体的径向中心轴线与所述定子齿部的径向中心轴线对齐；两所述导磁体夹设在所述非导磁体的两侧，三者组成一个定子组件；所述永磁体设置在两所述定子组件之间。
7.进一步地，所述非导磁体、所述导磁体和所述永磁体在所述定子铁心圆周方向上宽度相同。
8.进一步地，同一所述定子齿部相邻的两块所述永磁体充磁方向相同，相邻所述定子齿部的永磁体充磁方向相反。
9.进一步地，所述转子机构上分布若干凸极齿。
10.进一步地，所述永磁体与所述电枢绕组的散热部隔开。
11.进一步地，所述定子槽为开口槽结构。
12.进一步地，所述非导磁体为环氧树脂结构。
13.进一步地，所述导磁体为若干硅钢片叠制而成的结构。
14.进一步地，所述永磁体为钕铁硼或铁氧体结构。
15.进一步地，包括以下步骤：步骤一，先进行所述定子机构的装配，根据使用情况在所述定子铁心沿圆周方向上均匀开有3n所述定子槽，n为正整数，n≥1；步骤二，在每个所述定子槽内集中绕设所述电枢绕组，并将非导磁体固定在所述定子齿部的内端，两者径向中心轴线对齐；步骤三，在所述非导磁体的两侧均固定有所述导磁体，组成所述定子组件；步骤四，沿所述定子铁心的圆周方向均匀放置6n个所述定子组件，并在每两个所述定子组件之间放置有一块所述永磁体；完成装配工作；步骤五，启动所述转子机构，所述转子机构通过旋转在所述电枢绕组中产生变化的磁场，从而感应出变化的电势，随着所述转子机构旋转位置的不同，所述电枢绕组磁通方向为顺时针或逆时针，在所述电枢绕组中得到双极性的永磁磁链，感应出呈周期性变化的电势。
16.通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：电枢绕组和永磁体散热隔开，永磁体退磁风险小，永磁体靠近气隙一侧，气隙磁密更高，有利于提高电机的转矩密度，极具实用性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例中定子永磁型电机及其使用方法的整体示意图；图2为本发明实施例中定子永磁型电机及其使用方法的磁通方向为顺时针时结构示意图；图3为本发明实施例中定子永磁型电机及其使用方法的磁通方向为逆时针时结构示意图；图4为本发明实施例中定子永磁型电机及其使用方法的电枢绕组匝链的永磁磁链图；附图标记：1、定子铁心，2、电枢绕组，3、非导磁体，4、永磁体，5、导磁体，6、转子机构。
具体实施方式
19.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。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、
“
水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
21.一种定子永磁型电机及其使用方法，如图1~4所示，包括：定子机构，包括定子铁心1、电枢绕组2、非导磁体3、导磁体5和永磁体4；转子机构6，与所述定子机构配合，形成闭合回路的磁场；所述定子铁心1沿自身圆周方向均匀开有若干定子槽，相邻所述定子槽之间形成定子齿部，相邻所述定子齿的外端相连形成定子轭部；所述电枢绕组2设置在所述定子槽内，为集中绕组结构；所述非导磁体3固定在所述定子齿部的内端，所述非导磁体3的径向中心轴线与所述定子齿部的径向中心轴线对齐；两所述导磁体5夹设在所述非导磁体3的两侧，三者组成一个定子组件；所述永磁体4设置在两所述定子组件之间。
22.具体的，先进行所述定子机构的装配，根据使用情况在所述定子铁心1沿圆周方向上均匀开有3n所述定子槽，n为正整数，n≥1，n的具体数值根据实际情况而定。电枢绕组2和永磁体4散热隔开，永磁体4退磁风险小，永磁体4靠近气隙一侧，气隙磁密更高，有利于提高电机的转矩密度。
23.作为上述实施例的优选，如图1~4所示，所述非导磁体3、所述导磁体5和所述永磁体4在所述定子铁心1圆周方向上宽度相同。
24.具体的，将非导磁体3、导磁体5和永磁体4在定子铁心1圆周方向上宽度设计成相同的，为了便于装配和批量生产，提高生产效率。
25.作为上述实施例的优选，如图1~4所示，同一所述定子齿部相邻的两块所述永磁体4充磁方向相同，相邻所述定子齿部的永磁体4充磁方向相反。
26.具体的，同一定子齿部相邻的两块所述永磁体4充磁方向相同，相邻定子齿部的永磁体4充磁方向相反，为了使得转子机构6通过旋转在电枢绕组2中产生变化的磁场，从而感应出变化的电势。因为永磁体4充磁方向不同，使得转子机构6随着旋转位置的不同，电枢绕组2磁通方向为顺时针和逆时针交替，在电枢绕组2中得到双极性的永磁磁链，感应出呈周期性变化的电势，保证操作稳定性。
27.作为上述实施例的优选，如图1~4所示，所述转子机构6上分布若干凸极齿。
28.作为上述实施例的优选，如图1~4所示，所述永磁体4与所述电枢绕组2的散热部隔开。
29.具体的，永磁体4与电枢绕组2的散热部隔开，使得退磁风险减小。
30.作为上述实施例的优选，如图1~4所示，所述定子槽为开口槽结构。
31.具体的，定子槽设计为开口槽结构，方便电枢绕组2下线。
32.作为上述实施例的优选，如图1~4所示，所述非导磁体3为环氧树脂结构。
33.作为上述实施例的优选，如图1~4所示，所述导磁体5为若干硅钢片叠制而成的结构。
34.作为上述实施例的优选，如图1~4所示，所述永磁体4为钕铁硼或铁氧体结构。
35.作为上述实施例的优选，如图1~4所示，包括以下步骤：步骤一，先进行所述定子机构的装配，根据使用情况在所述定子铁心1沿圆周方向上均匀开有3n所述定子槽，n为正整数，n≥1；步骤二，在每个所述定子槽内集中绕设所述电枢绕组2，并将非导磁体3固定在所述定子齿部的内端，两者径向中心轴线对齐；步骤三，在所述非导磁体3的两侧均固定有所述导磁体5，组成所述定子组件；步骤四，沿所述定子铁心1的圆周方向均匀放置6n个所述定子组件，并在每两个所述定子组件之间放置有一块所述永磁体4；完成装配工作；步骤五，启动所述转子机构6，所述转子机构6通过旋转在所述电枢绕组2中产生变化的磁场，从而感应出变化的电势，随着所述转子机构6旋转位置的不同，所述电枢绕组2磁通方向为顺时针或逆时针，在所述电枢绕组2中得到双极性的永磁磁链，感应出呈周期性变化的电势。
36.具体的，采用本使用方法有利于快速完成定子的安装，提高使用效率。同时，通过转子机构6与定子机构的配合，感应出呈周期性变化的电势。
37.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。