[发明专利]一种基于T型永磁体的交替极永磁游标电机

说明书

本发明公开了一种基于T型永磁体的交替极永磁游标电机，包括输出轴、外转子和内定子，所述外转子与输出轴固定连接，所述内定子与输出轴旋转连接；所述外转子由T型永磁体与转子铁芯组成，所述内定子上还设有电枢绕组，所述电枢绕组的外端还设有Halbach阵列永磁体；所述外转子和内定子设置在由前端盖和后端盖形成的空间内，所述内定子与后端盖固定连接，所述前端盖与输出轴旋转连接，所述前端盖与后端盖上设有通风孔。本发明的优点在于：其具有噪声小，永磁体利用率高，制造成本低，运行平稳，效率高的特点；其对交替极永磁电机进行了改进，能广泛应用于各种低速直驱的场合中，解决了目前交替极永磁电机应用范围窄，局限性大的问题。

技术领域

本发明涉及永磁游标电机技术领域，具体涉及一种基于T型永磁体的交替极永磁游标电机。

背景技术

随着对高性能永磁材料研究的不断深入，永磁电机近些年来发展迅速。交替极永磁电机最常用于磁悬浮领域，用来减小电机转矩与悬浮性能之间的耦合效应，同时其永磁体为同极性排列，以相邻铁芯代替另一极永磁体，减少永磁体用量，节约成本，简化工艺。然而寻常的交替极永磁电机永磁体利用率不高，且应用范围较窄，局限性较大。近年来有学者提出交替极永磁游标电机，来提高交替极永磁电机永磁体利用率。但是这种电机采用了爪极式定子齿作为调制极，其部分磁路会提前闭合，虽一定程度上提高了电机效率，但并不能对永磁体利用率有实质性的提高。

发明内容

本发明的目的就是要针对现有装置的不足，提供一种基于T型永磁体的交替极永磁游标电机，其采用平行定子齿的交替极永磁游标电机，具有噪声小，永磁体利用率高，制造成本低，运行平稳，效率高的特点。

为实现上述目的，本发明所涉及的一种基于T型永磁体的交替极永磁游标电机，包括输出轴、外转子和内定子，所述外转子与输出轴固定连接，所述内定子与输出轴旋转连接；

所述外转子由T型永磁体与转子铁芯组成，所述内定子上还设有电枢绕组，所述电枢绕组的外端还设有Halbach阵列永磁体；

所述外转子和内定子设置在由前端盖和后端盖形成的空间内，所述内定子与后端盖固定连接，所述前端盖与输出轴旋转连接，所述前端盖与后端盖上设有通风孔。

进一步地，所述T型永磁体与转子铁芯设有多块，所述永磁体的充磁方向皆为沿径向指向圆心方向，所述转子铁芯与所述T型永磁体交替排列布置，所述转子铁芯的径向厚度与所述T型永磁体的径向最厚处厚度相等。

更进一步地，所述内定子上设有多个定子槽，所述内定子的定子槽为平行齿梯形槽，所述电枢绕组为多个三相绕组，所述多个电枢绕组分别绕在各个定子槽上，所述Halbach阵列永磁体有多块，所述多块Halbach阵列永磁体设置在各个定子槽中固定，所述Halbach阵列永磁体由三块小永磁体组成，其中两块永磁体充磁方向为沿周向向内，另一块永磁体充磁方向为沿径向向外。

进一步地，所述外转子与输出轴之间通过外转子支撑件固定连接，所述内定子与后端盖之间通过内定子支撑件固定连接，所述内定子支撑件通过连接轴承与输出轴连接。

更进一步地，所述前端盖通过连接轴承套接在输出轴上。

作为优选项，所述转子铁芯的宽度为θ_c、径向厚度为l_c，所述T型永磁体的周向总宽度为θ_a，凸台宽度为θ_b，台阶处厚度为l_p，凸台处厚度为l_c-l_p，设参数α为T型永磁体上凸台所占宽度比，则α＝θ_b/θ_a，所述α的值为0.25～0.5。

作为优选项，设参数β为所述T型永磁体上凸台所占厚度比，则β＝(l_c-l_p)/l_c，所述β的值为0.25～0.75。