[发明专利]径轴混合磁通式永磁游标电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种永磁同步游标电机，特别是采用外转子径轴混合磁通方式，适用于低速大扭矩的场合，属于永磁电机领域。

背景技术

随着科技的进步，电动汽车、机器人、外骨骼等科技产物得到了广泛的研究及实际应用。所有这些产品必须在驱动系统作用下实现受控运动，而这些驱动系统均需要具备低速大转矩的特点。传统的驱动方式多采用电机加减速器的方式实现，但该方式结构复杂、体积大、重量大、能量利用率低、成本较高。

永磁游标电机是一种基于“磁齿轮效应”的新型永磁电机，因具有低速大扭矩、功率密度高、结构简单的特点，利于直接驱动，特别适合用于对安装空间、结构复杂度、能源利用效率有较高要求的场合，如：。相比于磁齿轮复合电机，永磁游标电机的结构和制造工艺相对简单，单层气隙结构使其完全能运用常规永磁电机的分析、设计和制造方法，且相比于传统永磁电机，其转矩密度有大幅提高，且转矩脉动较小。

虽然永磁游标电机具有以上优点，但其也存在漏磁严重、功率因数偏低、过载能力弱等缺点，专利CN103066719A提出了一种聚磁式定子永磁型游标电机，通过在定子齿齿端设置虚齿和虚槽，从而减少永磁体用量降低成本，并利用永磁体间的相互配合降低漏磁，提高气隙磁通密度，用于解决现有定子永磁型游标电机中漏磁严重、气隙中磁密较小、定子绕组中反电势较小、永磁体用量过大的问题，但该结构复杂度较高、虽使得永磁体的相对漏磁率得到了提升，但整体磁通有所下降，电机输出转矩提升有限。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有永磁游标电机漏磁严重、气隙中磁通密度较小、扭矩偏小、铜耗大、重量大、部分改进形式结构复杂、外定子内转子结构不利于电动汽车、机器人野外作业、外骨骼关节驱动等场合应用的问题而提出的一种径轴混合磁通式永磁游标电机。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种径轴混合磁通式永磁游标电机，包括：外转子和内定子，所述外转子呈环状，截面呈L型，轴心方向固定一转轴，所述内定子由定子端盖和呈圆环形的定子铁芯构成。

外转子主体采用磁性材料一次成型，转子环形内侧均匀布置有多个N、S交替排列的矩形永磁体，转轴伸出端采用D形结构。

所述定子端盖外形呈圆饼状，中心设有通孔，用于伸出电机轴，端盖采用铝合金材料，定子端盖固定于机座上。

所述定子铁芯上开有多个凹槽，各凹槽用于容纳绕组，各凹槽之间的突起部分形成定子齿，铁芯采用磁性材料，铁芯轴向一侧上还均布有6个螺纹孔，铁芯通过螺栓固定在定子端盖上。

所述永磁体N、S极间隔布置的永磁体沿同一半径方向的径向永磁体与轴向永磁体极性相同。

本发明的有益效果在于本发明的径轴混合磁通电机适用于低速场合，相对于传统的电机加减速器的结构形式，结构简单、体积小、扭矩大、重量轻、铜耗小，易于加工、装配，成本较低。

附图说明

图1是本发明径轴混合磁通式永磁游标电机示意图；

图2是转子主视图；

图3是转子后视图；

图4是定子示意图；

图5是定子端盖主视图。

附图中标号的含义如下：1、转子；2、定子；3、定子端盖；4、永磁体；5、转轴；6、定子绕组；7、定子铁芯；8、螺纹孔、9、沉头孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和效果更加清晰明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例仅是用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。

本发明的径轴混合磁通式永磁游标电机包括：转子，整体呈环状，截面呈“L”型，环形内侧均匀布置有多个N、S交替的永磁体；定子，由铝合金端盖和呈圆环形的定子铁芯构成，铁芯上开有多个凹槽，各凹槽用于容纳绕组，各凹槽之间的突起部分形成定子齿。所述定子直接采用磁性材料，通过螺栓固定在定子端盖上，定子端盖与基座相连。所述转子采用磁性材料一次成型。