自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机的制作方法

本实用新型属于动力电机技术领域，涉及一种用于交通装备的动力电机，适用于车辆、船舶、飞行器、通用动力多用途的永磁动力电机，具体是一种自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机。

背景技术：

目前电机市场，以传统方式结构的动力电机为主，只从2011年以来动力电机的结构型式也在改变的过程中，主要围绕以王子齐教授发明专利：车辆船舶牵引变频调速交直流为一体的永磁超能动力电机（专利号：ZL201110295188.3）、自动增减功率扭矩发电充电多功能永磁超强超能驱动电机（专利号：201310290881.0）的型式在改变着结构型式，以体积小、重量轻、高功率密度、高转矩密度、高磁场能量密度为目的，近几年市场上虽然出现了不少永磁电机的结构型式，但以传统结构、设计理念，而导致的体积大的问题仍然存在，采用传统电机型式，造成功率密度低、转矩密度低、磁场能量密度低的问题依然存在，影响提高功率密度和转矩密度及磁场能量密度。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机，具有结构简单、其功率密度高、转矩密度高、磁场能量密度高和无铁芯的特点。

本实用新型的技术解决方案是：一种自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机，包括定子绕组、定子骨架、转子永磁体、转子骨架、主轴、轴承总成及压盖和机壳，其特征在于：所述定子骨架为无铁芯高分子材料精铸定子构架，定子绕组为定子无铁芯绕组，定子无铁芯绕组沿无铁芯高分子材料精铸定子构架圆周分布，无铁芯高分子材料精铸定子构架直接间隔套装在定子型外壳或定子型结构外壳内壁；所述转子骨架为无铁芯高分子材料精铸转子构架，转子永磁体为转子无铁芯永磁体，转子无铁芯永磁体沿无铁芯高分子材料精铸转子构架圆周分布，无铁芯高分子材料精铸转子构架直接铰接固定在主轴上；所述无铁芯高分子材料精铸定子构架与无铁芯高分子材料精铸转子构架相邻；所述机壳包括两侧定子型外壳或转子型外壳及中间的定子型结构外壳或转子型结构外壳，无铁芯高分子材料精铸定子构架位于定子型外壳或定子型结构外壳内，无铁芯高分子材料精铸转子构架位于转子型外壳或转子型结构外壳内。

本实用新型的技术解决方案中所述的机壳通过螺栓总成连接；定子型外壳和定子型结构外壳上设有接线盒。

本实用新型的技术解决方案中所述的转子骨架为无铁芯高分子材料精铸转子构架位于主轴中间，无铁芯高分子材料精铸转子构架铰接紧固在主轴上；两侧各设有一个无铁芯高分子材料精铸定子构架，无铁芯高分子材料精铸定子构架直接间隔套装在定子型外壳内壁；所述机壳包括两侧的定子型外壳和中间的一个转子型结构外壳；此为中转子两侧定子型式的永磁电机结构型式。

本实用新型的技术解决方案中所述的无铁芯高分子材料精铸定子构架位于主轴中间，两侧各设有一个无铁芯高分子材料精铸转子构架，无铁芯高分子材料精铸转子构架铰接紧固在主轴上；所述机壳包括两侧的转子型外壳和中间的一个定子型结构外壳，无铁芯高分子材料精铸定子构架直接间隔套装在定子型结构外壳内壁；此为中定子两侧转子型式的永磁电机结构型式。

本实用新型的技术解决方案中所述的无铁芯高分子材料精铸定子构架共有三组，其中一组位于主轴中间，另外二组分别位于主轴的两外侧，三组无铁芯高分子材料精铸定子构架分别直接安装在两侧的定子型外壳和中间的定子型结构外壳内壁；所述的转子骨架为无铁芯高分子材料精铸转子构架，共有二组，分别位于主轴中间位置无铁芯高分子材料精铸定子构架的两侧、两外侧无铁芯高分子材料精铸定子构架的内侧，无铁芯高分子材料精铸转子构架铰接紧固在主轴上；所述机壳包括两侧的定子型外壳，中间的定子型结构外壳，以及定子型结构外壳与两侧定子型外壳之间的转子型结构外壳。

本实用新型的技术解决方案中所述的无铁芯高分子材料精铸定子构架包括外圆框架、中圆框架、无铁芯高分子材料精铸构架散热通道、无铁芯高分子材料精铸构架增矩加强结构、以及其之间呈径向连接的连接直杆；外圆框架、中圆框架和连接直杆上设有无铁芯高分子材料精铸构架结构孔；无铁芯高分子材料精铸构架增矩加强结构的中心形成第二主轴结构套口；外圆框架、中圆框架和两相邻的连接直杆之间形成绕组线圈舱。

本实用新型的技术解决方案中所述的无铁芯高分子材料精铸转子构架包括外圆框架、中圆框架、无铁芯高分子材料精铸构架增矩加强结构、以及其之间呈径向连接的连接直杆；外圆框架、中圆框架和连接直杆上设有无铁芯高分子材料精铸构架结构孔；无铁芯高分子材料精铸构架增矩加强结构的中心形成无铁芯转子轴套口，无铁芯转子轴套口上设有键槽总成。

本实用新型的技术解决方案中所述的转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板包括外圆框架、中圆框架、以及其之间呈径向连接的连接直杆；外圆框架、中圆框架和连接直杆上设有无铁芯高分子材料精铸构架结构孔。

本实用新型的技术解决方案中所述的定子无铁芯绕组为定子无铁芯径向式绕组或定子无铁芯轴向式绕组；定子无铁芯径向式绕组或定子无铁芯轴向式绕组缠绕装入无铁芯高分子材料精铸定子构架中，绕组间形成绕组线圈间隙1～3mm。

本实用新型的技术解决方案中所述的转子无铁芯永磁体组装于无铁芯高分子材料精铸转子构架内，用转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板，封装在无铁芯高分子材料精铸转子构架与转子无铁芯永磁体压边镶填夹装紧固成为一体；所述主轴上设有键槽，键槽和键槽总成与无铁芯高分子材料精铸转子构架和转子无铁芯永磁体整体的铰接，再与轴承总成及压盖完成和合铰接成为一体。

定子无铁芯绕组，安装在电机轴向中间，气隙的两侧端设置转子无铁芯永磁体；计算转子无铁芯的轴向挠度变形量，转子无铁芯永磁体受到单边力，可避免气隙厚度不均匀现象。两端的无铁芯永磁体磁性很强，可直接形成两端轴磁回路，无铁芯结构没有铁耗，效率更高。属于双气隙结构转矩密度大，其结构两个转子无铁芯永磁体在外两侧，双定子无铁芯绕组在中间；设置定子无铁芯绕组与转子无铁芯永磁体的内冷风路可以提高散热效率，受高转矩密度可获得更高的功率转矩密度，是本实用新型的次选结构。

组合结构是三定子二转子型式、多组定子无铁芯绕组结构和多组转子无铁芯永磁体结构组合的，其结构型式转矩密度大，设计装配简单；设计转子无铁芯永磁体两侧磁极属性相同排列或不同排列，其磁场转子轭磁路不同，异性排列没有转子轭磁路，转子无铁芯永磁体很薄节省材料，同理没有定子无铁芯绕组轭磁路，定子无铁芯绕组很薄损耗小。同性排列转子无铁芯永磁体厚转动惯量大，定子无铁芯绕组小槽部位槽满率高。定子无铁芯绕组型式简单，绕组利用率高；各相间相互独立效率高，也可以联合叠加功率扭矩，回收能量大。

无铁芯高分子材料精铸定子构架、无铁芯高分子材料精铸转子构架、转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板的材料选择，高分子材料在机械工业中的应用广泛， 所谓“ 以塑代钢” ，“ 以塑代铁” 成为材料科学研究应用科学的重点，其拓宽了材料选用范围，使机械产品从传统的安全笨重、高消耗向安全轻便耐用和经济转变。聚甲醛在汽车行业代替锌、铜、铝等有色金属，大量用于制造各种齿轮、轴承、凸轮、螺母、各种泵体以及导轨等机械设备的结构零部件，取代铸铁和钢冲压件，应用于无铁芯高分子材料精铸定子构架、无铁芯高分子材料精铸转子构架、转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板是本实用新型的最佳选择。

本实用新型的有益效果在于：1、使用时，可通过本实用新型独立的无铁芯永磁体，其磁场可达到高磁密度；2、叠加双用多用可节省永磁体磁钢的使用量，由于稀土永磁价格高，通过减少使用量可降低永磁电机的成本，以永磁体的高性能补偿其用量的缺失，降低了成本的问题；3、气隙的体积大，直线风摩无曲径冷却速度快，有利于永磁电机对工作环境的要求，可加速绕组和永磁体热量的均匀扩散，消除了永磁体退磁和失效的风险；4、转子无铁芯永磁体的和合，无铁芯高分子材料精铸转子构架，经转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板压边镶填夹装工艺，对永磁体紧固牢固，在剧烈运动或温差较大的情况下，不会有断裂现象，轴向磁场型式无齿槽旋转气隙能量发生交替波动，能量对位置求偏导就是转矩，轴向磁场消除了能量的周期变化和转矩的波动；5、设置中间轴向转子无铁芯永磁体结构，中间轴向定子无铁芯绕组结构，多组定子无铁芯绕组和多组转子无铁芯永磁体结构，转子无铁芯永磁体结构型式设置为弧磁极型式、圆形磁极型式、多形磁极型式多种结构，此结构对永磁电机过载有一定的保护作用，因此就不存在过载退磁的问题，电磁负荷和磁场密度可自行调节。

本实用新型与传统电机相比，无铁芯永磁电机具有的性能优势。一是高效节能。其电机功率因数高，无铁损、无磁阻尼，效率高。实施例应用证明，无铁芯永磁电机7千瓦与14千瓦传统柴油发电机相比，节油率达45%。二是量轻节材。体积小，重量只有传统电机的35%。实施例应用证明，无铁芯永磁电机7千瓦可节约80%的钢材，100%的硅钢片，50%的铜材。三是调速性能好。永磁电机的转速与电源频率保持恒定，可简化变频调速控制系统，调速范围宽，精度高。易制成多极、低速大功率电机，可取消附加装备直接驱动。四是可靠性能强。电机运行温升低，无铁芯绕组采用高分子材料精铸绝缘封装，环境适应性好，运行可靠。无铁芯永磁电机与传统电机相比，节能节材性能优异，与目前的永磁电机相比，效率更高、重量更轻、稳定性更好。

本实用新型具有结构简单、功率密度高、转矩密度高、磁场能量密度高、成本低效果好等特点，可广泛推广使用于交通装备动力领域的自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的剖面图。

图2为本实用新型实施例1的轴向结构图。

图3为本实用新型实施例2的剖面图。

图4为本实用新型实施例2的轴向结构图。

图5为本实用新型实施例3的剖面图。

图6为本实用新型实施例3的轴向结构图。

图7为本实用新型无铁芯高分子材料精铸定子构架的结构图。

图8为本实用新型定子无铁芯绕组的结构图。

图9为本实用新型定子无铁芯轴向式绕组的结构剖面图。

图10为本实用新型定子无铁芯径向式绕组的结构剖面图。

图11为本实用新型无铁芯高分子材料精铸转子构架结构图。

图12为本实用新型转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板结构图。

图13为本实用新型转子无铁芯永磁体结构剖面图。

图中：1. 定子型外壳；2. 无铁芯高分子材料精铸定子构架；3. 定子无铁芯径向式绕组； 4. 无铁芯高分子材料精铸构架散热通道；5. 无铁芯高分子材料精铸构架增矩加强结构；6. 无铁芯高分子材料精铸转子构架；7. 转子无铁芯永磁体；8. 转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板；9. 主轴；10. 轴承总成及压盖；11. 键槽；12. 接线盒；13. 第一结构螺栓孔；14. 第一主轴结构套口；15. 转子型结构外壳；16. 凹企口；17. 凸企口；18. 螺栓总成；19. 定子型结构外壳；20. 转子型外壳；21. 第二结构螺栓孔；22. 无铁芯高分子材料精铸构架结构孔；23. 绕组线圈舱；24. 第二主轴结构套口；25. 绕组线圈间隙；26. 绕组线圈出线头；27. 无铁芯转子轴套口；28. 键槽总成；29. 定子无铁芯轴向绕组构架；30. 定子无铁芯绕组支架；31. 定子无铁芯轴向式绕组；32. 第三主轴结构套口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详述。

如图1至图13所示，本实用新型包括定子无铁芯绕组、无铁芯高分子材料精铸定子构架2、转子无铁芯永磁体7、无铁芯高分子材料精铸转子构架6、转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板8、主轴9、轴承总成及压盖10、螺栓总成18、接线盒12、和机壳。其中，无铁芯高分子材料精铸定子构架2包括外圆框架、中圆框架、无铁芯高分子材料精铸构架增矩加强结构5、以及其之间呈径向连接的连接直杆，外圆框架、中圆框架和连接直杆上设有无铁芯高分子材料精铸构架结构孔22，无铁芯高分子材料精铸构架增矩加强结构5的中心形成第二主轴结构套口24，外圆框架、中圆框架和两相邻的连接直杆之间形成绕组线圈舱23，无铁芯高分子材料精铸定子构架2直接安装在定子型外壳1或定子型结构外壳19内壁。无铁芯高分子材料精铸转子构架6包括外圆框架、中圆框架、无铁芯高分子材料精铸构架增矩加强结构5、以及其之间呈径向连接的连接直杆，外圆框架、中圆框架和连接直杆上设有无铁芯高分子材料精铸构架结构孔22，无铁芯高分子材料精铸构架增矩加强结构5的中心形成无铁芯转子轴套口27，无铁芯转子轴套口27上设有键槽总成28。转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板8包括外圆框架、中圆框架、以及其之间呈径向连接的连接直杆，外圆框架、中圆框架和连接直杆上设有无铁芯高分子材料精铸构架结构孔22。定子无铁芯绕组为定子无铁芯径向式绕组3或定子无铁芯轴向式绕组31，定子无铁芯径向式绕组3或定子无铁芯轴向式绕组31缠绕装入无铁芯高分子材料精铸定子构架2或无铁芯高分子材料精铸转子构架6的绕组线圈舱23中，沿无铁芯高分子材料精铸定子构架2圆周分布。转子无铁芯永磁体7沿无铁芯高分子材料精铸转子构架6圆周分布，组装于无铁芯高分子材料精铸转子构架6，铰链在转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板8，封装在无铁芯高分子材料精铸转子构架6与转子无铁芯永磁体7压边镶填夹装紧固成为一体。无铁芯高分子材料精铸转子构架6直接铰接紧固在主轴9上。主轴9上设有键槽11，键槽11和键槽总成28与无铁芯高分子材料精铸转子构架6、转子无铁芯永磁体7的铰接，再与轴承总成及压盖10完成和合铰接成为一体。机壳包括两侧定子型外壳1或转子型外壳20及中间的转子型结构外壳15或定子型结构外壳19，无铁芯高分子材料精铸定子构架2位于定子型外壳1或定子型结构外壳19内壁，无铁芯高分子材料精铸转子构架6位于转子型外壳20或转子型结构外壳15内。机壳通过螺栓总成18连接；定子型外壳1或/和定子型结构外壳19上设有接线盒12。定子无铁芯径向式绕组3是直接绕过无铁芯高分子材料精铸定子构架2的左右两槽舱，绕组端部上长下短，工艺简单槽满率高。定子无铁芯轴向式绕组31是直接绕过无铁芯高分子材料精铸定子构架2两侧的定子无铁芯轴向绕组构架29上缠绕线圈，定子无铁芯绕组支架30为保护壁，绕组端部上宽下窄，工艺简单槽满率高，定子无铁芯径向式绕组3与定子无铁芯轴向式绕组31的端部走向不一致，槽内电流方向是一致的，绕组形成的势动势形状是一致的，定子无铁芯径向式绕组3或定子无铁芯轴向式绕组31装入定子型外壳1或定子型结构外壳19。气隙设计在定子无铁芯绕组与转子无铁芯永磁体之间，设计距离不低于0.5～1.5mm，有助于热量耗散。

实施例1如图1-2、图7-13所示。本实用新型实施例1包括定子型外壳1，无铁芯高分子材料精铸定子构架2，定子无铁芯径向式绕组3，无铁芯高分子材料精铸构架散热通道4，无铁芯高分子材料精铸构架增矩加强结构5，无铁芯高分子材料精铸转子构架6，转子无铁芯永磁体7，转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板8，主轴9，轴承总成及压盖10，键槽11，接线盒12，第一结构螺栓孔13，第一主轴结构套口14，转子型结构外壳15，凹企口16，凸企口17，螺栓总成18，无铁芯高分子材料精铸构架结构孔22，绕组线圈舱23，第二主轴结构套口24，绕组线圈间隙25，绕组线圈出线头26，无铁芯转子轴套口27，键槽总成28，定子无铁芯轴向绕组构架29，定子无铁芯绕组支架30，定子无铁芯轴向式绕组31，此为中转子两侧定子型式的永磁电机结构型式。

主要工艺流程：本实用新型首选轴向式绕组，次选径向式绕组，在定子无铁芯轴向绕组构架29和定子无铁芯绕组支架30内，制备定子无铁芯轴向式绕组31，或定子无铁芯径向式绕组3，无铁芯高分子材料精铸定子构架2组成一体的定子无铁芯轴向式绕组31，或定子无铁芯径向式绕组3，制备压合于定子型外壳1内壁的标定位置。

制备转子无铁芯永磁体7组装于无铁芯高分子材料精铸转子构架6，经过无铁芯高分子材料精铸构架结构孔22铰链在转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板8，封装在无铁芯高分子材料精铸转子构架6与转子无铁芯永磁体7压边镶填夹装紧固成为一体。

主轴9穿过定子型外壳1的第一主轴结构套口14、第二主轴结构套口24，定子型外壳1的凸企口17与转子型结构外壳15的凹企口16和合为永磁电机各类型式的外壳之间密封结构型式紧固，绕组线圈出线头26接在定子型外壳1的接线盒12上。

再穿过转子型结构外壳15的无铁芯转子轴套口27，安装无铁芯高分子材料精铸转子构架6与转子无铁芯永磁体7的制备整体部件，和合键槽11和键槽总成28铰链紧固为一体。

继续穿过定子型外壳1上的第一主轴结构套口14、第二主轴结构套口24，定子型外壳1的凸企口17与转子型结构外壳15的凹企口16和合为永磁电机各类型式的外壳之间密封结构形式紧固，绕组线圈出线头26接在定子型外壳1的接线盒12上。

主轴9上的键槽11和键槽总成28与无铁芯高分子材料精铸转子构架6、转子无铁芯永磁体7铰接制备，再与轴承总成及压盖10完成和合铰接成为一体。螺栓总成18穿过第一结构螺栓孔13铰接紧固无铁芯永磁电机成为一体，完成中转子两侧定子电机结构型式的整体工艺制备的整装流程。

定子无铁芯径向式绕组3经绕组线圈舱23缠绕于无铁芯高分子材料精铸定子构架2上，绕组线圈间隙25之间的间隙为1-3mm，形成定子无铁芯径向式绕组3整体部件。无铁芯高分子材料精铸构架散热通道4是无铁芯高分子材料精铸定子构架2的整体部分，为气流疏通降温散热通道，无铁芯高分子材料精铸构架增矩加强结构5同是无铁芯高分子材料精铸定子构架2的整体部分增矩的整体加强结构。无铁芯高分子材料精铸定子构架2组成一体的定子无铁芯绕组3，压合于定子型外壳1内壁的标定位置。无铁芯高分子材料精铸转子构架6是组装转子无铁芯永磁体7的载体，为转子无铁芯永磁体的骨架构件，用于安装永磁体的架构构架，经过无铁芯高分子材料精铸构架结构孔22铰链转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板8，封装无铁芯高分子材料精铸转子构架6与转子无铁芯永磁体7的压边镶填夹装紧固成为一体，他们安装于转子型结构外壳15内。主轴9是永磁电机主轴，主轴9上的键槽11和键槽总成28与无铁芯高分子材料精铸转子构架6、转子无铁芯永磁体7铰接成为一体，再与轴承总成及压盖10和合组成永磁电机运动启动的重要部分。主轴9穿过定子型外壳1的第一主轴结构套口14和第二主轴结构套口24、转子型结构外壳15的无铁芯转子轴套口27，与键槽总成28铰链为一体。其转子型结构外壳15为一体的凹企口16，和合与定子型外壳1为一体的凸企口17，经第一结构螺栓孔13、螺栓总成18紧固密封为整体。其绕组线圈出线头26出线按相位压紧于接线盒12中。

实施例2如图3-4、图7-13所示。本实用新型实施例2包括无铁芯高分子材料精铸定子构架2，定子无铁芯径向式绕组3，无铁芯高分子材料精铸构架散热通道4，无铁芯高分子材料精铸构架增矩加强结构5，无铁芯高分子材料精铸转子构架6，转子无铁芯永磁体7，转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板8，主轴9，轴承总成及压盖10，键槽11，接线盒12，第三主轴结构套口32，凹企口16，凸企口17，螺栓总成18，定子型结构外壳19、转子型外壳20，第二结构螺栓孔21，无铁芯高分子材料精铸构架结构孔22，绕组线圈舱23，第二主轴结构套口24，绕组线圈间隙25，绕组线圈出线头26，无铁芯转子轴套口27，键槽总成28，定子无铁芯轴向绕组构架29，定子无铁芯绕组支架30，定子无铁芯轴向式绕组31，第三主轴结构套口32，此为中定子两侧转子型式的永磁电机结构型式。

主要工艺流程：本实用新型首选轴向式绕组，次选径向式绕组，在定子无铁芯轴向绕组构架29和定子无铁芯绕组支架30内，制备定子无铁芯轴向式绕组31，或定子无铁芯径向式绕组3，无铁芯高分子材料精铸定子构架2组成一体的定子无铁芯轴向式绕组31，或定子无铁芯径向式绕组3，制备压合于定子型结构外壳19内壁的标定位置。

制备转子无铁芯永磁体7组装于无铁芯高分子材料精铸转子构架6，经过无铁芯高分子材料精铸构架结构孔22铰链在转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板8，封装在无铁芯高分子材料精铸转子构架6与转子无铁芯永磁体7压边镶填夹装紧固成为一体。

主轴9穿过转子型外壳20上的无铁芯转子轴套口27，定子型结构外壳19的凹企口16与转子型外壳20的凸企口17和合为永磁电机各类型式的外壳之间密封结构型式紧固，绕组线圈出线头26接在定子型结构外壳19的接线盒12上。

再穿过定子型结构外壳17的第三主轴结构套口32、第二主轴结构套口24，安装无铁芯高分子材料精铸转子构架6与转子无铁芯永磁体7的制备整体部件，和合键槽11和键槽总成28铰链紧固为一体。

继续穿过转子型外壳20上的第三主轴结构套口32、第二主轴结构套口24，转子型外壳20的凸企口17与定子型结构外壳19的凹企口16和合为永磁电机各类型式的外壳之间密封结构形式紧固，绕组线圈出线头26接在定子型结构外壳19的接线盒12上。

主轴9上的键槽11和键槽总成28与无铁芯高分子材料精铸转子构架6、转子无铁芯永磁体7铰接制备，再与轴承总成及压盖10完成和合铰接成为一体。螺栓总成18穿过第一结构螺栓孔13铰接紧固无铁芯永磁电机成为一体，完成中定子两侧转子电机结构型式的整体工艺制备的整装流程。

实施例3如图5-6、图7-13所示。本实用新型实施例3包括定子型外壳1，无铁芯高分子材料精铸定子构架2，定子无铁芯绕组3，无铁芯高分子材料精铸构架散热通道4，无铁芯高分子材料精铸构架增矩加强结构5，无铁芯高分子材料精铸转子构架6，转子无铁芯永磁体7，转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板8，主轴9，轴承总成及压盖10，键槽11，接线盒12，第一结构螺栓孔13，第一主轴结构套口14，转子型结构外壳15，凹企口16，凸企口17，螺栓总成18，定子型结构外壳19，无铁芯高分子材料精铸构架结构孔22，绕组线圈舱23，第二主轴结构套口24，绕组线圈间隙25，绕组线圈出线头26，无铁芯转子轴套口27，键槽总成28，定子无铁芯轴向绕组构架29，定子无铁芯绕组支架30，定子无铁芯轴向式绕组31，此为三定子二转子型式的永磁电机结构型式或多定子多转子型式的永磁电机结构型式。

主要工艺流程：本实用新型首选轴向式绕组，次选径向式绕组，在定子无铁芯轴向绕组构架29和定子无铁芯绕组支架30内，制备定子无铁芯轴向式绕组31，或定子无铁芯径向式绕组3，无铁芯高分子材料精铸定子构架2组成一体的定子无铁芯轴向式绕组31，或定子无铁芯径向式绕组3，制备压合于定子型外壳1和定子型结构外壳19内壁的标定位置。

制备转子无铁芯永磁体7组装于无铁芯高分子材料精铸转子构架6，经过无铁芯高分子材料精铸构架结构孔22铰链在转子无铁芯永磁体高分子材料精铸封装板8，封装在无铁芯高分子材料精铸转子构架6与转子无铁芯永磁体7压边镶填夹装紧固成为一体。

主轴9穿过定子型外壳1的第一主轴结构套口14、第二主轴结构套口24，定子型外壳1的凸企口17与转子型结构外壳15的凹企口16和合为永磁电机各类型式的外壳之间密封结构型式紧固，绕组线圈出线头26接在定子型外壳1的接线盒12上。

再穿过转子型结构外壳15的无铁芯转子轴套口27，安装无铁芯高分子材料精铸转子构架6与转子无铁芯永磁体7的制备整体部件，和合键槽11和键槽总成28铰链紧固为一体。

继续穿过定子型结构外壳19上的第一主轴结构套口14、第二主轴结构套口24，定子型结构外壳19的凸企口17与转子型结构外壳15的凹企口16和合为永磁电机各类型式的外壳之间密封结构形式紧固，绕组线圈出线头26接在定子型结构外壳19的接线盒12上。

继续穿过转子型结构外壳15的无铁芯转子轴套口27，安装无铁芯高分子材料精铸转子构架6与转子无铁芯永磁体7的制备整体部件，和合键槽11和键槽总成28铰链紧固为一体。

继续穿过定子型外壳1上的第一主轴结构套口14、第二主轴结构套口24，定子型外壳1的凸企口17与转子型结构外壳15的凹企口16和合为永磁电机各类型式的外壳之间密封结构形式紧固，绕组线圈出线头26接在定子型外壳1的接线盒12上。

将主轴9上的键槽11和键槽总成28与无铁芯高分子材料精铸转子构架6、转子无铁芯永磁体7的铰接制备，再与轴承总成及压盖10完成和合铰接成为一体。

螺栓总成18穿过第一结构螺栓孔13铰接紧固无铁芯永磁电机成为一体，完成三定子二转子电机结构型型式的永磁电机结构型式或多定子多转子型式永磁电机结构型式整体工艺制备的整装流程，多定多转电机结构型式工艺流程相同。

本实用新型的工作原理如下：

工作原理与传统电机基本相同，在固定于电动机的定子无铁芯轴向式绕组31或定子无铁芯径向式绕组3通入三相电流，在通入电流后就会在电动机的定子无铁芯轴向式绕组31或定子无铁芯径向式绕组3中形成旋转磁场，由于在转子无铁芯永磁体7上安装了永磁体，永磁体的磁极是固定的，根据磁极的同性相吸异性相斥的原理，在定子无铁芯轴向式绕组31或定子无铁芯径向式绕组3中产生的旋转磁场会带动转子无铁芯永磁体7进行旋转。用磁势等价的方式理解定子无铁芯轴向式绕组31或定子无铁芯径向式绕组3的工作原理 ，其定子无铁芯轴向式绕组31或定子无铁芯径向式绕组3竖嵌轴向式绕组和平嵌径向式绕组的端部走向不一致，每个槽内电流的方向是一致的，绕组形成的势动势形状也是一样的，所以定子无铁芯轴向式绕组31或定子无铁芯径向式绕组3是等价相应的。

极弧系数对转矩脉动的影响大，极弧电角度以适度时，转矩波动值最小，能够抑制转矩脉动，弧磁极型式、圆形磁极型式、多形磁极型式转子无铁芯永磁体7的永磁体的和合属于高分子材料精铸封装板8压边镶填夹装工艺，对永磁体紧固牢固，此设置相当于槽口变窄，转矩波动值最小，可抑制转矩脉动。

定子无铁芯轴向式绕组31，轴向式绕组是直接绕过铁芯的上下两槽，绕组端部很短，工艺简单槽满率高，齿槽转矩随位置周期性磁阻变化，永磁转子磁势经过所有位置时，磁场发生大小交变，产生出转矩，齿槽转矩此时不会产生转矩脉动。

定子无铁芯轴向式绕组31轴向式电枢绕组中感生反电动势，让谐波成份变小，削弱谐波转矩，包含基波外的谐波，相当于若干台谐波电机产生转矩，谐波转矩的叠加不会形成转矩脉动。

弧磁极型式、圆形磁极型式、多形磁极型式转子无铁芯永磁体7，设置扇形面为弧磁极型式，可降低齿槽的模数，圆形磁极型式和多形磁极型式，永磁体在半径截面的极弧系数不一致，这两种型式能达到极致效果，其齿槽转矩波形幅值不同，相位相同，转矩幅值叠加极高，主要达到“错相位”的效果。

无功运行，滑行，矢量的能量回收，由动力电机转换为发电机，发电回馈，可按设计控制回收能量。

本实用新型与市场上现有同类电机具有明显不同，其中：本实用新型永磁电机所使用的定子无铁芯轴向式绕组31，市场多为径向绕组结构，比较复杂，转子径向内置结构散热面积太大，涡流循环降温效果比较差，本方案采用定子无铁芯轴向式绕组31，轴向结构设置效果更好，气隙体积和空间大，有利于散热，有利于控制成本和方便维护；弧磁极型式、圆形磁极型式、多形磁极型式转子无铁芯永磁体7，属于扇形面为弧磁极型式，可降低齿槽的模数，圆形磁极型式和多形磁极型式，永磁体在半径截面的极弧系数不一致，这两种型式能达到极致效果，其齿槽转矩波形幅值不同，相位相同，转矩幅值叠加极高，主要为了达到“错相位”的效果。

高功率密度的实现，主要设置为高功率密度和高转矩密度，降低风摩损耗，选择优质高速轴承，其高转矩密度的高磁阻转矩比例，通过控制注入多次谐波产生谐波转矩，集合设置高单位体积内的磁场能量。所述高转矩密度,设置电机的磁场方向为轴向磁场，磁场以轴向展开，无铁芯永磁体扇形扩展面积大。预留气隙的体积大，气流导向为直线无涡流聚热现象。其提高磁能大密度，能量交换空间大，因此转矩密度比传统电机磁场提高幅度大25%以上；设置弧磁极型式、圆形磁极型式、多形磁极型式，其磁极型式异形技术转矩脉动噪音低，转矩密度高达25NM/kg。此为自动增减功率扭矩发电充电无铁芯高能密度永磁电机的高功率密度、高转矩密度、高磁能密度的基本工作原理。

这种设置，可以达到的有益效果是：其单位重量的高功率可达7kw/kg以上，转矩密度25Nm/kg；磁场能量密度高；可设计为500～25000转/ min；具有结构简单、功率密度高、转矩密度高、磁场能量密度高、成本低效果好等特点，可广泛推广使用于交通动力领域的自动增减功率扭矩发电充电高能量密度无铁芯永磁电机。