[发明专利]一种新型结构的高功率密度永磁无刷双馈电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机，特别是一种具有双定子的新型高功率密度永磁无刷双馈电动机。

背景技术

与传统电励磁电机相比，永磁电机具有结构简单，运行可靠；体积小，质量轻；损耗少，效率高；电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点，因而受到电动汽车行业的广泛关注。双定子永磁无刷电机与传统单定子永磁无刷电机相比，具有更高的转矩密度和功率密度。因此在大功率驱动系统中，为了提高电机的功率密度，降低成本，其电机可采用双定子结构。

专利CN203352396U给出了一种具有双定子结构的新型电机，其转子为杯状结构，设置在第一定子和第二定子之间，电机的外定子、转子和内定子同轴心且相互独立。该电机分别在第二定子和转子的杯壁上等间距均匀地嵌入永磁体，通过两个永磁体共同作用可以实现电机急停急转，精度控制高。由于定转子上都嵌入永磁体，且第一定子和第二定子上都有绕组，电机运行时存在散热问题。

专利CN104300755A给出了一种双层多相对称绕组的双定子无刷双馈电机，其转子采用双层多相对称绕组的结构，电机的外定子、转子和内定子同轴心且相互独立。该电机取消了电刷滑环，提高了所在系统的可靠性，降低了维护成本。该电机将内定子和转子等效为一个绕线转子，且只有当转子外层绕组建立的旋转磁场与外定子绕组建立的旋转磁场同步才能实现期望的双馈同步运行。 但是该电机对电机的转速和绕组频率、极对数要求较高。

发明内容

本发明目的在于提供一种降低制造成本，提高电机功率密度和效率的双定子的新型高功率密度永磁无刷双馈电动机。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种新型结构的高功率密度永磁无刷双馈电动机，该电机包括第一定子、第二定子、转子；第一定子、第二定子位于转子的两侧，第一定子与转子之间设有外气隙，转子与第二定子之间设有内气隙，第一定子、第二定子通过定子支撑架连接固定；转子的内外侧上设有永磁体，转子固定在转轴上；所述的第一定子和第二定子分别安装有电枢绕组。

在一较佳实施例中：所述的第一定子和第二定子的横截面为环状结构。

在一较佳实施例中：所述电枢绕组为同相位绕组。

在一较佳实施例中：所述电枢绕组相互独立使用或者串联使用。

在一较佳实施例中：所述的转子的横截面是环状结构，所述永磁体在该转子的两个端面上形成圆周方向交替变化的磁极。

在一较佳实施例中：所述第一定子的外部和第二定子的内部分别设有散热装置。

在一较佳实施例中：所述转子与永磁体为嵌入或内置的连接关系。

在一较佳实施例中：所述转轴的一端通过轴承支撑。

相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

由于本发明提供的一种新型结构的高功率密度永磁无刷双馈电动机的两个定子的电枢绕组不旋转，因而避免了采用电刷和滑环进行供电的问题。

该新型结构的高功率密度永磁无刷双馈电动机的第一定子外部和第二定子内部可增加散热装置，以便于电机散热，解决了发明专利CN203352396U中存在的散热问题。

该新型结构的高功率密度永磁无刷双馈电动机的转子具有较低的转动惯量，且转子为导磁材料，电机采用双定子结构，其气隙磁通密度高于传统永磁无刷双馈电动机，具有较高的功率密度和转矩密度。

附图说明

图1为所述新型高功率密度永磁无刷双馈电动机结构示意图；

图2为所述新型高功率密度永磁无刷双馈电动机中转子结构示意图。；

图3为绕组磁动势F_a1、F_a3与磁动势为F_s的合成关系图。

具体实施方式

下文结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

一种新型结构的高功率密度永磁无刷双馈电动机的一种具体实现方式如图1-2所示，这是一种具有双定子的永磁电机，主要由三个部分构成，依次是第一定子1、转子2、第二定子3。在装配成型之后，两个定子1、3位于外侧，转子2位于两个定子1、3的里侧。两个定子通过定子支撑架12连接并固定住，转子2固定在转子轴23上，通过轴承24支撑。

本发明专利提出的新型高功率密度永磁无刷双馈电动机的转子2是环状结构，采用嵌入式结构将永磁体21、22嵌入转子内外侧，如图2所示。在高速系统中也可采用永磁体内置的结构。