[发明专利]无铁芯永磁电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种无铁芯永磁电机，尤其是一种双转子永磁无铁芯同步电机，属于电机领域。

背景技术

高速无铁芯永磁电机与传统电机相比，节能节材、性能优异；与目前先进的有铁心稀土永磁电机相比，效率更高、重量更轻、稳定性更好。稀土永磁无铁芯电机可应用于量大面广的风机、水泵、压缩机等通用设备，还可用在电动汽车、风力发电、数控机床、油田抽油机、移动电站等领域，而且有得天独厚的优势，发展前景广阔。据初步测算，如果新增电机中有1/3替代，每年可节电近500亿千瓦时，节约硅钢片50万吨、铜2万吨，可创造近百亿元的产值，经济效益和社会效益十分可观。据预测，2015年我国纯电动汽车产量将超过乘用车总产量的10％，年用电量超过200亿千瓦时。稀土永磁无铁芯电机效率更高，体积更小，在电动汽车领域比目前最先进适用的永磁无刷电机技术优势更明显。据保守测算，稀土永磁无铁芯电机在电动汽车上大规模应用，到2015年，年节电超过12亿千瓦时。如新增电机中有三分之一用这种新型产品替代，每年可节电近500亿千瓦时，节约硅钢片50万吨、铜2万吨，可创造近百亿元的产值，经济效益和社会效益十分可观。

另一方面，现有的无铁心永磁同步电机，由于涡流损耗、漏磁以及高速转动下的高温等问题的存在，使得电机的功率密度仍然有进一步提升的可能。因此，如何提高电机的电磁效率，降低电机工作中存在的损耗，成为本领域工作人员普遍关注的一个问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种新的无铁芯永磁电机，该无铁芯永磁电机能够降低了高速电机的铁耗，同时提高的电机的功率密度，降低转矩脉动，解决电机高速下发热的问题。

根据本发明的目的提出的一种无铁芯永磁电机，包括：

定子，该定子包括由多个绕组线圈浇注而成的空心杯，该空心杯绕电机转轴设置；

内转子，设置在所述定子内部，该内转子包括固定在电机转轴上的轮辐、安装在所述轮辐上的转子轭铁，以及固定在该转子轭铁上的永磁体；

外转子，该外转子包括有软磁材料构成的外转子杯筒和将所述外转子杯筒固定在电机转轴上的外转子法兰，所述外转子杯筒设计在定子外侧，并与所述内转子同步共轴转动。

优选的，所述定子还包括定子前法兰与定子后法兰，所述定子的空心杯与该定子前法兰、定子后法兰用环氧胶粘结成一个整体。

优选的，所述定子前法兰后定子后法兰分别通过一组深沟球轴承固定于电机转轴上。

优选的，所述永磁体以外粘的方式固定在所述转子轭铁上，或者所述永磁体内嵌在所述转子轭铁上。

优选的，所述外转子杯筒通过环氧胶连接在外转子法兰上，且两者之间过盈配合。

优选的，所述外转子法兰通过一径向的紧定螺栓固定在电机转轴上，且两者之间过盈配合。

优选的，该电机还包括用于内转子旋转圈数统计的位置传感系统，所述位置传感系统包括编码器保持架、编码器导磁环和编码器磁钢环。

优选的，所述定子和内转子的槽极配合满足节距为1的条件。

优选的，所述定子和内转子的槽极配合方案为8极9槽、6级9槽或8极12槽中的一种。

本发明的无铁芯永磁电机，定子为杯型绕组，转子为双转子结构，电机的内转子安装永磁体，外转子采用导磁较好的软磁材料，内转子永磁体励磁磁场通过线圈进入外转子，使外转子和励磁磁场同步，减小涡流损耗，提高了效率。本发明降低了高速电机的铁耗，同时提高的电机的功率密度，降低转矩脉动，解决电机高速下发热的问题，提出了新的技术方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1给出了本发明无铁芯永磁电机的结构示意图。

1.永磁体  2.转子轭铁  3.定子前法兰  4.编码器保持架  5编码器导磁环  6.编码器磁钢环  7.电机转轴  8转子轮辐  9.定子空心杯  10.外转子杯筒  11.外转子法兰  12.定子后法兰  13.深沟球轴承  14.挡圈  15.调整垫16.紧定螺钉

具体实施方式

随着电动汽车领域的发展，对于高速无铁芯永磁电机的需求也越来越大。作为永磁无刷电机的替代方案，无铁芯永磁电机在制作成本以及能耗节省上具有更大的优势，能够带来更多的经济效益和社会效益。