一种适用于高过载运行的永磁电机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种永磁电机，属于电机技术领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，永磁电机在国民经济、国防等领域的应用已得到广泛关注，且新应用仍逐 渐被拓展。然而，在航空航天、汽车动力、车床加工等一些特殊领域，由于负载间歇突变的工 况特点，具有高过载能力的电机成为人们追求的目标，即期望电机在特定工况下能够输出 远大于额定负载的转矩。W飞行器用电动舱机为例，当飞行器克服干扰平稳运行时，电机所 需输出的转矩较小；当飞行器快速动作、频繁加减速时，需要电机运行在短时高过载工况， 此时电机的输出转矩要远高于正常运行工况时的转矩。运对电机的过载能力提出了极高的 要求。然而，对于常规设计的电机，由于磁路的非线性，当过载运行时，所需的电负荷大大增 加，使电机发热严重，不能满足应用需求。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种结构简单且具有高过载能力的永磁电机，W克服现有技 术的不足，从而满足特殊领域对高过载永磁电机系统的需求。
[0004] 实现上述目的，本发明的技术方案是： 阳〇化]一种适用于高过载运行的永磁电机，包括定子组件和转子组件；所述定子组件包 括机壳、定子铁屯、和多个绕组；所述转子组件包括转轴和化块永磁体，P为所述永磁电机的 极对数，所述机壳为环形结构，所述定子铁屯、也为环形结构，定子铁屯、固定安装在机壳的内 圆周面上，定子铁屯、的内圆周面上设有数个定子齿，定子铁屯、位于同一相的各个定子齿的 宽度不相等，定子铁屯、的每个定子齿上缠绕有一个绕组，所述化块永磁体紧密排布成圆筒 状并设置在定子铁屯、的内部，紧密排布成圆筒状的化块永磁体与定子铁屯、同轴设置，且二 者之间设有间隙，所述转轴固定设置在紧密排布成圆筒状的化块永磁体的内部。
[0006] 本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明具有高过载能力的优点，具体体现 在可W通过调整各个定子齿的宽度，来降低定子铁屯、的饱和程度（尤其是电枢反应引起的 定子铁屯、饱和），并能增大电机的电负荷，因而电机的过载能力得到了大幅度的提高。本发 明适用于对系统过载能力要求较高的领域，譬如航空航天、汽车动力、车床加工等领域。
【附图说明】
[0007] 图1是本发明的适用于高过载运行的永磁电机结构示意图；
[0008] 图2是定子铁屯、的结构示意图。
[0009] 图中：机壳1、定子铁屯、2、绕组3、转轴4、永磁体5、定子齿6。
【具体实施方式】
[0010]
【具体实施方式】一：如图1和图2所示，一种适用于高过载运行的永磁电机，包括定 子组件和转子组件；所述定子组件包括机壳1、定子铁屯、2和多个绕组3 ;所述转子组件包 括转轴4和化块永磁体5,P为所述永磁电机的极对数，所述机壳1为环形结构，所述定子 铁屯、2也为环形结构，定子铁屯、2固定安装在机壳1的内圆周面上，定子铁屯、2的内圆周面 上设有数个定子齿6,定子铁屯、2位于同一相的各个定子齿6的宽度不相等，定子铁屯、2的 每个定子齿6上缠绕有一个绕组3,所述化块永磁体5紧密排布成圆筒状并设置在定子铁 屯、2的内部，紧密排布成圆筒状的化块永磁体5与定子铁屯、2同轴设置，且二者之间设有 间隙，所述转轴4固定设置在紧密排布成圆筒状的化块永磁体5的内部。
[0011] 所述多个绕组3均为非重叠式绕组。
[0012] 在传统永磁电机的设计中，均假设定子铁屯、的各个定子齿流过的磁通的峰值是相 等的，因此各个定子齿设计成具有相同的宽度。事实上，上述结论仅对空载情况适用。在负 载运行工况下，由于电枢反应的存在，定子齿流过的磁通包括永磁磁通和电枢反应磁通两 部分；由于每个定子齿所对应的永磁磁通和电枢反应磁通在时间上的相位差是不同的，因 此各个定子齿的磁通峰值是不相等的。尤其是在高过载运行情况下，电枢反应非常严重，使 得各个定子齿所流过的磁通峰值的差异较大。在运种情况下，可W采用不等齿宽的定子铁 屯、结构，使得各个定子齿的磁密峰值保持相等，从而提高永磁电机的过载能力。
[0013] W10极12槽、采用双层非重叠式绕组的永磁电机为例，来分析同一相相邻两个定 子齿的磁通大小。在不计及磁饱和的情况下，运两个定子齿的磁通可表示如下：
[0014] 怒防,她1=叛況。姑S虹(械)+堯防。Sin(献+灼）
[0015] .知.拉。游=.痴《.防挪Sin(鄉一 1沸 >-病.陆。泌Sin(鄉+辫）
[0016] 其中为定子齿内所流过的永磁磁通的幅值，4i.Twth为定子齿内所流过的 电枢反应磁通的幅值，《为电机的电频率，t为时间，梦1为定子齿内流过的电枢反应磁通的 初相位。当采用id= 0控制时，梦尸-75°，其中id表示电机的直轴电流。 阳〇1 7] 下表列出了 4i.TDDth/ 4PM.TciDth不同值时，两个定子齿的磁通之比，即4tot.TDDthz/ &tot.Toothl。
[0018]
[0019]因此，当d)i.Twth/>PM.Tc?th的值不同时，定子铁屯、的相邻两个定子齿的宽度之比应 遵循上面表格中的数据。
[0020] W上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，运些【具体实施方式】都是基于本发明 整体构思下的不同实现方式，而且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掲露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种适用于高过载运行的永磁电机，包括定子组件和转子组件；所述定子组件包括 机壳（1)、定子铁心（2)和多个绕组（3);所述转子组件包括转轴（4)和2p块永磁体（5)，p 为所述永磁电机的极对数，所述机壳（1)为环形结构，所述定子铁心（2)也为环形结构，其 特征是：定子铁心（2)固定安装在机壳（1)的内圆周面上，定子铁心（2)的内圆周面上设有 数个定子齿（6)，定子铁心（2)位于同一相的各个定子齿（6)的宽度不相等，定子铁心（2) 的每个定子齿（6)上缠绕有一个绕组（3)，所述2p块永磁体（5)紧密排布成圆筒状并设置 在定子铁心（2)的内部，紧密排布成圆筒状的2p块永磁体（5)与定子铁心（2)同轴设置， 且二者之间设有间隙，所述转轴（4)固定设置在紧密排布成圆筒状的2p块永磁体（5)的内 部。2. 根据权利要求1所述适用于高过载运行的永磁电机，其特征是：所述多个绕组（3) 均为非重叠式绕组。
【专利摘要】一种适用于高过载运行的永磁电机，属于电机技术领域。目的是提供一种结构简单且具有高过载能力的永磁电机，以克服现有技术的不足，从而满足特殊领域对高过载永磁电机系统的需求。机壳为环形结构，定子铁心也为环形结构，定子铁心固定安装在机壳的内圆周面上，定子铁心的内圆周面上设有数个定子齿，定子铁心位于同一相的各个定子齿的宽度不相等，定子铁心的每个定子齿上缠绕有一个绕组，2p块永磁体紧密排布成圆筒状并设置在定子铁心的内部，紧密排布成圆筒状的2p块永磁体与定子铁心同轴设置，且二者之间设有间隙，转轴固定设置在紧密排布成圆筒状的2p块永磁体的内部。本发明用于航空航天、汽车动力、车床加工等领域。
【IPC分类】H02K1/14, H02K21/14
【公开号】CN105141094
【申请号】CN201510467644
【发明人】王骞, 邹继斌, 徐永向, 赵猛, 刘承军, 王宝超, 胡建辉, 江善林
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月3日