一种周径向脉振助磁配合多路风冷的高速永磁电机的制作方法

文档序号:20915669发布日期:2020-05-29 13:29阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种周径向脉振助磁配合多路风冷的高速永磁电机,包括机壳(1),周向助磁铁芯(3),定子绕组(4),转子铁芯(8),永磁体(9),定子铁芯(12),周向助磁绕组(13),径向助磁绕组(14),所述定子铁芯(12)安装在机壳(1)内,转子铁芯(8)安装在定子铁芯(12)内,转子铁芯(8)外周安装永磁体(9),转子铁芯(8)与定子铁芯(12)构成气隙11,定子绕组(4)安装于定子铁芯(12)上;

其特征在于:所述定子铁芯(12)沿周向分为n段,n为大于2的偶数,周向相邻的两个定子铁芯段之间通过周向助磁铁芯(3)连接,周向相邻的两个定子铁芯段之间形成径向进风通道(2)和径向出风通道(15),所述周向助磁铁芯(3)的周向跨度远小于定子铁芯段的周向跨度,周向助磁铁芯(3)上安装有周向助磁绕组(13),定子铁芯段的齿部绕有径向助磁绕组(14);所述高速永磁电机共三套绕组进行励磁,之一为在定子铁芯(12)槽沿圆周分布的定子绕组(4),用于建立周向旋转的磁场,之二为绕周向助磁铁芯(3)沿圆周分布的周向助磁绕组(13),对定子绕组(4)在定子铁芯段轭部产生的周向磁通起到增强的作用,之三为径向助磁绕组(14),用于在相邻定子铁芯段之间的径向出风通道(15)、径向进风通道(2)建立径向辅助磁场,对定子绕组(4)在定子铁芯(12)齿部产生的径向磁通起到增强的作用。

2.根据权利要求1所述的一种周径向脉振助磁配合多路风冷的高速永磁电机,其特征在于:所述定子铁芯(12)沿周向分为四段,分别定义为定子铁芯段i(12-1)、定子铁芯段ii(12-2)、定子铁芯段iii(12-3)、定子铁芯段iv(12-4),

所述定子铁芯段i和定子铁芯段iv相邻,两者之间由在轴向上分布的多个周向助磁铁芯连接,周向助磁铁芯上绕有周向助磁绕组i(13-1),定子铁芯段i和定子铁芯段iv之间形成径向进风通道i(2-1);

所述定子铁芯段i和定子铁芯段ii相邻,两者之间由在轴向上分布的多个周向助磁铁芯连接,周向助磁铁芯上绕有周向助磁绕组ii(13-2),定子铁芯段i和定子铁芯段ii之间形成径向出风通道i(15-1);

所述定子铁芯段iii和定子铁芯段ii相邻,两者之间由在轴向上分布的多个周向助磁铁芯连接,周向助磁铁芯上绕有周向助磁绕组iii(13-3),定子铁芯段iii和定子铁芯段ii之间形成径向进风通道ii(2-2);

所述定子铁芯段iv和定子铁芯段iii相邻,两者之间由在轴向上分布的多个周向助磁铁芯连接,周向助磁铁芯上绕有周向助磁绕组iv(13-4),定子铁芯段iv和定子铁芯段iii之间形成径向出风通道ii(15-2)。

3.根据权利要求1或2所述的一种周径向脉振助磁配合多路风冷的高速永磁电机,其特征在于:所述径向进风通道(2)由内至外弧长递增,径向出风通道(15)由内至外弧长递减,径向进风通道(2)和径向出风通道(15)在靠近转子铁芯(8)侧的周向弧长相同。

4.根据权利要求3所述的一种周径向脉振助磁配合多路风冷的高速永磁电机,其特征在于:所述周向助磁绕组i(13-1)、周向助磁绕组ii(13-2)、周向助磁绕组iii(13-3)和周向助磁绕组iv(13-4)绕法完全相同,通单相交流电,通电频率与定子绕组(4)相同;相邻定子铁芯段间,在轴向上分部的4套绕组绕法也完全相同,并串联连接,以产生周向脉振磁通。

5.根据权利要求4所述的一种周径向脉振助磁配合多路风冷的高速永磁电机,其特征在于:所述周向助磁绕组ii(13-2)通电电流相位对周向助磁绕组iii(13-3)、周向助磁绕组iv(13-4)、周向助磁绕组i(13-1)通电电流相位分别超前1/2、1和3/2个周期。

6.根据权利要求3所述的一种周径向脉振助磁配合多路风冷的高速永磁电机,其特征在于:所述径向助磁绕组(14)共四组,依次为径向助磁绕组i(14-1)、径向助磁绕组ii(14-2)、径向助磁绕组iii(14-3)和径向助磁绕组iv(14-4),径向助磁绕组与周向助磁绕组绕法相同,通单相交流电,通电频率与定子绕组相同;径向助磁绕组ii(14-2)通电电流相位对径向助磁绕组iii(14-3)、径向助磁绕组iv(14-4)、径向助磁绕组i(14-1)相位分别超前1/2、1和3/2个周期。

7.根据权利要求6所述的一种周径向脉振助磁配合多路风冷的高速永磁电机,其特征在于:所述径向助磁绕组ii(14-2)通电电流相位超前于周向助磁绕组ii(13-2)1/4个周期。

8.根据权利要求2所述的一种周径向脉振助磁配合多路风冷的高速永磁电机,其特征在于:在轴向上分布的多个周向助磁铁芯由左至右依次定义为周向助磁铁芯i(3-1)、周向助磁铁芯ii(3-2)、周向助磁铁芯iii(3-3)、周向助磁铁芯iv(3-4),所述周向助磁铁芯i(3-1)、周向助磁铁芯ii(3-2)、周向助磁铁芯iii(3-3)、周向助磁铁芯iv(3-4)在轴向设置为均匀分布,数量设置为大于2的偶数来保证轴向中部不设置周向助磁铁芯。

9.根据权利要求2所述的一种周径向脉振助磁配合多路风冷的高速永磁电机,其特征在于:在轴向上分布的多个周向助磁铁芯由左至右依次定义为周向助磁铁芯i(3-1)、周向助磁铁芯ii(3-2)、周向助磁铁芯iii(3-3)、周向助磁铁芯iv(3-4),所述周向助磁铁芯i、周向助磁铁芯ii、周向助磁铁芯iii、周向助磁铁芯iv在轴向上设置为不均匀分布,使中部径向进风通道的轴向长度大于其他径向进风通道的轴向长度。


技术总结
一种周径向脉振助磁配合多路风冷的高速永磁电机,属于电机技术领域。本发明解决了定子液冷和单轴向风冷对永磁体温度较高较易退磁处和定子绕组冷却效果差的问题,通过采用定子铁芯周向分段,形成径向进、出风通道,冷却气体可通过较短路径直接到达温度较高较易退磁的永磁体表面、轴向中部部位和定子绕组散热较难部位,冷却气体流通性好,对永磁体温度较高较易退磁处降温效果明显。在定子铁芯段之间增加通单相交流电的周、径向助磁绕组产生周、径向脉振磁通,对定子绕组在定子铁芯产生的周、径向磁通起到了增强的作用,在保证电机功率密度的基础上进一步提高了电机的冷却效果,同时降低了电机的制造成本。

技术研发人员:王立坤;李渊;隋义;戈宝军;寇宝泉;蔡蔚
受保护的技术使用者:哈尔滨理工大学
技术研发日:2020.01.20
技术公布日:2020.05.29
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