[发明专利]一种磁钢交错式多级轴向磁通永磁动能装置

说明书

技术领域

本发明涉及电器设备技术领域，且特别涉及一种磁钢交错式多级轴向磁通永磁动能装置。

背景技术

传统多级叠加式轴向电机有两种，一种是把多个单一轴向电机装在同一根轴上，即无论是永磁体还是导磁背板，都是单一电机用量的整数倍，这样的叠加方案，经济性较差，成本较高，轴向长度较长，同时绕组之间的电气连接很困难，绕组一致性很难保证，不具有批产性；另一种如专利CN 203660839 U“基于有效磁域技术的模块化多层盘式电机”所描述的以一个盘面固定有多个永久磁铁的盘式转子和紧邻的盘式定子绕组作为一个动能转换单元，多个动能转换单元依次轴向对齐叠加构成，其中每个转子上的永久磁体的形状一致且轴向对齐；在下述长度的轴向距离内安装有至少2 组动能转换单元：该长度是所述永久磁体厚度的12 ～ 14倍。尽管比第一种类型改善不少，但是由于永磁体是依然是依次轴向对齐叠加构成，绕组之间的电气连接很困难，电机结构和生产工艺复杂，仍然不具有批产性。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明要解决现有叠加式轴向电机结构和生产工艺复杂、经济性较差、生产成本极高或不具有批产性，及在径向尺寸受限的情况下，轴向电机功率无法做大等问题。

为解决上述问题，提供一种交错式磁钢转子组,包括始端转子、末端转子和设置在始端转子与末端转子之间的至少一个中间转子,所述始端转子包括背板和设在背板一面上的磁钢,所述的末端转子包括背板和设在背板一面上的磁钢,所述的中间转子包括背板和设在背板两个面的磁钢,所述的中间转子两面的磁钢的磁体磁化方向在轴向上错开一定角度α; 所述磁钢的磁极以交替方式布置于背板上,并在装配时自动与相邻转子中的磁钢的相对磁极对准。

在本发明中，转子的背板为盘式结构，主要有两个主要平面，其中，对面的限制一般只是主要平面。

优选的，包括始端转子、第一中间转子、第二中间转子和末端转子，始端转子的磁钢设在背板第二面上，始端转子的磁钢与第一中间转子第一面的磁钢磁极方向重叠且相反；第一中间转子第一面上磁钢磁极方向与第一中间转子第二面的磁钢磁极方向在轴向上错开一定角度α；第一中间转子第二面的磁钢磁极方向与第二中间转子第一面的磁钢磁极方向重叠且相反；第二中间转子第一面上磁钢磁极方向与第二中间转子第二面的磁钢磁极方向在轴向上错开一定角度α；末端转子的磁钢设在背板第一面上，第二中间转子第二面的磁钢磁极方向与末端转子第一面的磁钢磁极方向重叠且相反。

第一平面和第二平面分别指盘式背板的两个主要平面，第一平面和第二平面主要为体现各转子的第一平面是同一侧的，同理，各转子的第二平面也是同侧的。

一种磁通永磁电机，包括定子组和转子组，所述定子组包括设置在所述转子组的相邻转子之间的绕组盘。

定子组包括多个绕组盘，绕组盘和转子之间间隔排布。

优选的，多个绕组盘上的绕组轴向重叠，相邻绕组盘上的绕组进、出线位置沿周向错开一定角度β。

沿周向错开一定角度：即从轴向看过去，3个绕组盘共3对进出线，这3对在同一个圆周上错开了一定角度

绕组盘可为一相绕组或三相绕组。

轴向重叠是指从轴向方向看，线圈是重叠的。也可以理解为角度是相同的。

优选的，所述的多组绕线组的进、出线位置沿周向依次错开一个线圈位置。

优选的，每个绕组盘由六个线圈依次串联组成。

一个线圈位置为相隔60°。一个绕组盘6个线圈，错开一个线圈，即错开60°

优选的，包括四个转子和三个绕组盘，所述绕组盘与转子间隔分布，所述中间转子的磁钢磁极方向在轴向上错开角度α=20°，相邻绕组盘上绕组进、出线位置沿周向错开的角度β=60°。

β=60°机械角，α=20°机械角；单个磁钢盘共6极，每个极为60°机械角，要错开1/3个磁极位置，即错开20°机械角，由于机械角*极对数=电角度，所以磁极错开20°×3=60°电角度。考虑到线圈错开60°机械角，即错开180°电角度，此时，线圈相对各自的磁极错开180°-60°=120°电角度，正好符合3相绕组电气连接各自错开120角度的原理。上述解释错开如此角度，带来的绕组满足电气连接原理，为满足绕组电气连接为120°电角度连接方式，所以要=60°机械角，α=20°机械角。

优选的，还包括PCB板，所述PCB板上沿周向依次错开一定角度焊接有每个绕组盘的进出线，所述PCB板上沿周向依次错开一定角度设置多个位置传感器。