一种双边磁钢复合永磁电机的制作方法

1.本实用新型属于航空作动器技术领域，更具体地说，是涉及一种双边磁钢复合永磁电机。


背景技术：

2.传统飞机的液压系统主要用于飞机机构操纵，主要包括飞机主飞行控制舵面和副飞行控制舵面的操纵，以及机轮刹车、起落架收放、舱门启闭等，其中液压能主要由发动机驱动的液压泵产生，通过液压管路传递到相应的作动机构，被称为集中式液压能源系统。集中式液压能源系统存在油液泄露的问题，多电／全电飞机采用机电作动机构和电液作动机构代替集中式能源系统，消除液压管路，显著提升了飞机操纵系统的可靠性和生命力。
3.机电作动机构和电液作动机构都是利用航空交流伺服电动机系统提供动力，永磁电机具有功率密度高、过载能力强、效率高的优势，成为机电作动机构与电液作动机构用电动机的首选。为了实现永磁电机的高功率密度，一般有两条技术路线：提高永磁电机的转速或者提高永磁电机的转矩密度。随着游标永磁电机等新型永磁电机的出现，磁场调制效应的利用使得永磁电机的转矩密度得到进一步提高，但仍难以满足航空作动器用高功率密度电机的要求，如何进一步提高永磁电机的转矩密度成为亟需解决的关键问题之一。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种双边磁钢复合永磁电机，其目的在于通过将径向磁路与轴向磁路集成到同一电机结构中，提高电机的转矩密度。
5.按照本实用新型提供的技术方案：一种双边磁钢复合永磁电机，包括嵌套布置的转子和定子，所述转子包括轴向布置的两段齿槽结构的导磁铁心，和位于两者之间的连接导磁铁心，所述导磁铁心径向错开半个齿距，所述导磁铁心槽内分别嵌放磁钢，且所述磁钢充磁方向相反；所述定子包括轴向布置的两段齿槽结构的导磁铁心，和位于两者之间的磁钢，所述导磁铁心轴向对齐，且为开口槽结构，所述槽中放置有电枢绕组。
6.作为本实用新型的进一步改进，所述转子导磁铁心槽中嵌放的磁钢为沿径向充磁。
7.作为本实用新型的进一步改进，所述转子导磁铁心槽中嵌放的磁钢为海尔贝克磁钢阵列。
8.作为本实用新型的进一步改进，所述定子导磁铁心间磁钢充磁方向与转子磁钢充磁方向相同。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述定子导磁铁心间磁钢充磁方向与转子磁钢充磁方向相反。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述定子电枢绕组为三相绕组。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述定子电枢绕组为双三相绕组。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述转子导磁铁心可通过导磁转轴构成磁场回路。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述定子导磁铁心间磁钢为直流励磁绕组。
14.本技术与现有技术相比，具有如下优点：
15.1、本实用新型结构简单，易于实现，成本较低。
16.2、本实用新型提供的双边磁钢复合永磁电机中，电机定子和转子均布置有磁钢，通过电机磁路结构的设计，让转子磁钢的径向磁路与定子磁钢的轴向磁路集成到同一电机结构中，两磁路产生的转矩的叠加使得电机的转矩密度得到很大提高。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例提供的双边磁钢复合永磁电机结构示意图。
18.图2为本实用新型实施例提供的双边磁钢复合永磁电机剖面示意图。
19.图3为本实用新型实施例提供的双边磁钢复合永磁电机结构爆炸图。
20.图4为本实用新型实施例提供的双边磁钢复合永磁电机定子结构示意图。
21.图5为本实用新型实施例提供的双边磁钢复合永磁电机定子导磁铁心示意图。
22.图6为本实用新型实施例提供的双边磁钢复合永磁电机定子磁钢示意图。
23.图7为本实用新型实施例提供的双边磁钢复合永磁电机定子绕组示意图。
24.图8为本实用新型实施例提供的双边磁钢复合永磁电机转子结构示意图。
25.图9本实用新型实施例提供的双边磁钢复合永磁电机转子导磁铁心结构示意图。
26.图10为本实用新型实施例提供的双边磁钢复合永磁电机一段转子导磁铁心示意图。
27.图11为本实用新型实施例提供的双边磁钢复合永磁电机转子连接导磁铁心示意图。
28.图12为本实用新型实施例提供的双边磁钢复合永磁电机径向磁路示意图。
29.图13为本实用新型实施例提供的双边磁钢复合永磁电机轴向磁路示意图。
具体实施方式
30.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。
31.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
32.图1
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13中，包括i
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定子：11
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第一定子导磁铁心，12
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定子磁钢，13
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第二定子导磁铁心，14
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绕组；ii
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转子：21
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第一转子导磁铁心，22
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第一转子磁钢，23
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转子连接导磁铁心，24
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第二转子导磁铁心，25
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第二转子磁钢等。
33.如图1所示，本实用新型是一种双边磁钢复合永磁电机，适用于航空作动器等领域。如图1至图11所示，本实用新型提供的双边磁钢复合永磁电机，包括定子部分i和转子部分ii。定子i由第一导磁铁心11，定子磁钢12，第二导磁铁心13和绕组14构成；第一导磁铁心11、磁钢12和第二导磁铁心13轴向相邻布置，第一导磁铁心11和第二导磁铁心13均为开口
槽结构，轴向对齐布置（见图4）；绕组14嵌放在定子导磁铁心11和13的槽中；磁钢12为环状结构，布置在绕组14的外侧，沿轴向充磁。
34.转子ii由第一导磁铁心21，连接导磁铁心23，第二导磁铁心24及嵌放在导磁铁心上的第一磁钢22和第二磁钢25构成；第一导磁铁心21和第二导磁铁心24均为齿槽结构，径向错开半个齿距；第一磁钢22和第二磁钢25充磁方向相反；连接导磁铁心23为环状结构。
35.如图12所示，对转子永磁磁路而言，磁通路径在径向平面内，从转子磁钢出发，经气隙到达定子齿，经由定子轭部从另一定子齿出，经气隙达到转子导磁铁心回到转子磁钢构成完整磁路。定子槽数为12，转子槽数为10，转子磁钢充磁方向相同为交替极结构，永磁磁动势为10，由于定子槽为开口槽，气隙磁导极对数为12，经开口槽的调制作用气隙磁密极对数为2（=12
‑
10），定子绕组极对数也为2，即满足机电能量转换原理，由于磁场调制的变极作用具有较高的转矩密度。如图13所示，对定子永磁磁路而言，磁通路径在轴向平面内，从定子磁钢出发沿轴向经定子第一导磁铁心，通过定子齿沿径向穿过气隙，到达第一转子导磁铁心，沿轴向穿过转子连接导磁铁心，再经由转子第二导磁铁心，沿径向穿过气隙到达定子第二导磁铁心回到定子磁钢，构成完整磁路。定子槽数为12，定子磁钢沿轴向充磁，在定子第一导磁铁心侧，定子齿部可看作n极，定子槽部可看作s极，即构成静止的12对极永磁磁动势，同理，对于定子第二导磁铁心侧，定子齿部可看作s极，定子槽部可看作n极，而转子槽数为10，通过转子旋转气隙磁导的调制作用，气隙中产生极对数为2（=12
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10）的气隙磁密波，也即不用改变定子绕组结构的前提下即能实现机电能量转换，实现转矩输出。综合来看，将两电机集成到同一结构中即为本实用新型提供的双边磁钢复合永磁电机，能实现成倍的转矩输出。
36.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。