一种转子及一种轴向磁通电机的制作方法

1.本实用新型涉及轴向磁通电机技术领域，更具体地说，涉及一种转子及一种轴向磁通电机。


背景技术：

2.目前，永磁体材料大多为稀土材料，近年来随着稀土材料成本不断升高，电机成本也不断攀升，对于轴向磁通电机，永磁体材料成本达到总制造成本的40％左右。
3.因此，如何减少永磁体的用量，同时确保轴向磁通电机的性能，是本领域技术人员亟待解决的关键性问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是减少永磁体的用量，同时确保轴向磁通电机的性能。为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
5.一种转子，包括转子铁芯和永磁体磁极，还包括导磁体磁极，所述永磁体磁极与所述导磁体磁极围绕所述转子铁芯的中心间隔排布。
6.优选地，所述转子铁芯的材质为导磁体，所述导磁体磁极形成于所述转子铁芯，所述转子铁芯上设置有磁极孔，所述磁极孔为闭合结构，所述磁极孔沿着所述转子铁芯的厚度方向贯穿所述转子铁芯，所述永磁体磁极装配于所述磁极孔中。
7.优选地，所述永磁体磁极包括多个永磁体磁极块，多个所述永磁体磁极块沿着所述转子铁芯的径向组装成所述永磁体磁极。
8.优选地，多个所述永磁体磁极块之间通过胶粘接为所述永磁体磁极。
9.优选地，所有的所述永磁体磁极的充磁方向相同，且均沿着轴向磁通电机的轴向。
10.优选地，在所述转子铁芯的厚度方向上，所述永磁体磁极沉于所述装配槽内。
11.优选地，所述永磁体磁极相对于所述转子铁芯向内沉降0
‑
3mm
12.本实用新型还提供了一种轴向磁通电机，包括两个定子和一个转子，所述转子位于两个所述定子之间，所述转子为上述任意一种转子。
13.优选地，还包括闭环系统，所述闭环系统根据所述轴向磁通电机的转速和转矩来向电枢绕组注入目标谐波电流，所述目标谐波电流用于削弱或消除所述轴向磁通电机的脉动转矩。
14.在传统的转子中，相邻的两个永磁体磁极之间产生磁回路，而本实用新型将相邻的两个永磁体磁极中的一个更换为了导磁体磁极，如此，永磁体磁极的用量减少了一半，那么就会显著降低轴向磁通电机的成本。由于将磁回路中的一块永磁体磁极用导磁体磁极代替，磁动势减小了一半，但导磁体磁极的磁导率远大于永磁体，因此磁导较原来大幅度提升，再通过合理选取气隙的长度，那么就可以使本实用新型中的磁通密度与传统方案中的磁通密度接近。本实用新型还设置了闭环系统来削弱脉动转矩，从而提高轴向磁通电机的转矩品质。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的方案，下面将对实施例中描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
16.图1为本实用新型一具体实施例提供的转子铁芯的结构示意图；
17.图2为本实用新型一具体实施例提供的转子铁芯与永磁体磁极组装后的结构示意图；
18.图3为本实用新型一具体实施例提供的定子与转子组装后的结构示意图。
19.其中，1为转子铁芯、2为磁极孔、3为永磁体磁极、4为定子。
具体实施方式
20.本实用新型公开了一种转子，该转子能够将永磁体磁极的用量减半，同时确保轴向磁通电机与传统的轴向磁通电机具有同等的性能。本实用新型还公开了一种轴向磁通电机和一种提高轴向磁通电机转矩品质的方法。
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.本实用新型公开的转子包括转子铁芯1和永磁体磁极3，特别地，还包括导磁体磁极。永磁体磁极3与导磁体磁极围绕转子铁芯1的中心间隔排布。那么，相邻的永磁体磁极3与导磁体磁极之间会产生磁回路。在传统的转子中，相邻的两个永磁体磁极3之间产生磁回路，而本实用新型将相邻的两个永磁体磁极3中的一个更换为了导磁体磁极，如此，永磁体磁极3的用量减少了一半，那么就会显著降低轴向磁通电机的成本。
23.另外需要说明的是，磁通密度的大小与磁动势和磁导的乘积成正比，而磁动势与永磁体磁极3的磁化方向长度近似呈正比。本实用新型将磁回路中的一块永磁体磁极3用导磁体磁极代替，那么磁动势减小了一半，但导磁体磁极的磁导率远大于永磁体，因此磁导较原来大幅度提升。再通过合理选取气隙的长度，那么就可以使本实用新型中的磁通密度与传统方案中的磁通密度接近。因此，本实用新型在将永磁体磁极3的用量减半的同时，还确保了轴向磁通电机与传统的轴向磁通电机具有同等的性能。
24.在本实用新型一具体实施例中，将转子铁芯1的材质优选为导磁体，即整个转子铁芯1为导磁体。若干个永磁体磁极3围绕转子铁芯1的中心布置。转子铁芯1位于相邻两个永磁体磁极3之间的部分即为上文中的导磁体磁极，因此也可以理解为导磁体磁极形成于转子铁芯1。比如在传统的转子中设置有12个永磁体磁极3，而在本实用新型中仅需要6个永磁体磁极3。将6个永磁体磁极3设置在导磁材质的转子铁芯1上即可。本实用新型中的转子结构简化了制作难度，提高了制作效率。
25.本实用新型中的永磁体磁极3由多个永磁体磁极3块组装而成。多个永磁体磁极3块沿着转子铁芯1的径向排布、组装，之后利用专用胶粘接为一体即可。由多个永磁体磁极3块组装而成的永磁体磁极3能够减小涡流损耗。
26.永磁体磁极3与转子铁芯1的安装方式如下：在转子铁芯1上设置了磁极孔2。磁极孔2为闭合结构，其轮廓与永磁体磁极3的轮廓相同。磁极孔2沿着转子铁芯1的厚度方向贯穿转子铁芯1。永磁体磁极3过盈配合于磁极孔2中，从而实现了永磁体磁极3与转子铁芯1的组装。
27.对于传统的转子，相邻的两个永磁体磁极3的充磁方向相反，而本实用新型中所有的永磁体磁极3的充磁方向相同，且均沿着永磁体磁极3的厚度方向。如此，进一步降低了制作难度，提高了制作效率。
28.在本实用新型中，在转子铁芯1的厚度方向上，永磁体磁极3沉于装配槽中。换言之，永磁体磁极3的厚度要小于装配槽的深度。如此设置，便于转子与定子4之间形成足够的气隙。
29.进一步地，永磁体磁极3相对于转子铁芯1向内沉降0
‑
3mm。换言之，永磁体磁极3的厚度比装配槽的深度要小0
‑
3mm。
30.本实用新型还公开了一种轴向磁通电机，该电机包括转子和定子4，且转子为两个，定子4位于两个转子之间。该转子为上述任意一项所述的转子。上述转子具有上述效果，具有上述转子的轴向磁通电机同样具有上述效果，故本文不再赘述。
31.申请人发现由于永磁体磁极3与导磁体磁极成间隔分布，并且永磁体磁极3的磁导小，导磁体磁极的磁导大，因此轴向磁通电机的气隙磁场变差，磁场谐波含量增加，从而造成脉动转矩幅度较大。
32.为此，申请人设置了闭环系统，该闭环系统能够根据轴向磁通电机的转速和转矩来向电枢绕组输入目标谐波电流，该目标谐波电流会产生目标谐波磁场，该目标谐波磁场会形成脉动转矩分量，该脉动转矩分量会削弱或者消除轴向磁通电机的脉动转矩。
33.最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
34.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
35.所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。