[发明专利]一种具有单匝波绕组的大功率永磁耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及具有单匝波绕组的大功率永磁耦合器，属于机械驱动领域。

背景技术

目前，绕组式永磁耦合器由永磁转子和绕组转子组成，当绕组转子随动力轴旋转， 绕组被永磁转子的磁场切割产生电动势，继而产生电流。绕组中的电流与永磁磁场耦合 产生转矩，带动负载轴旋转。

在体积相同条件下，采用永磁转子为外转子，绕组转子为内转子时，永磁耦合器的 功率密度更高，所能提供的转矩也更大。

对于大功率的绕组式永磁耦合器而言，由于绕组转子的电压、电流较大，采用散嵌 绕组已不能满足生产要求，一般设计成由多个串联线匝组成的硬绕组成型线圈，其绕组 铁芯只能设计成开口槽，这就带来了以下问题：一方面，耦合器运行时绕组高速旋转产 生很大的离心力，长期运行极易导致槽楔脱落，影响耦合器正常运行；另一方面，开口 槽设计导致气隙磁场谐波含量较大，在永磁体中会产生很大的涡流损耗，极易导致永磁 体退磁，虽然采用磁性槽楔可以起到改善气隙磁密波形，降低永磁体涡流损耗的作用， 但是磁性槽楔的性能欠佳，经常出现起层或者破损等现象，同时也存在脱落的可能。

为了最大程度的利用永磁体的性能，永磁转子通常设计成表贴式，在永磁电机领域， 由于转子与定子磁场同步旋转，常常忽略永磁体表面的涡流损耗，但是对于永磁耦合器 而言，存在离合状态，此时内、外转子的转差很大，永磁体表面的涡流损耗足以使永磁 体温度升高并退磁，不能被忽略。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种具有单匝波绕组的大 功率永磁耦合器，由于半闭口槽的槽口宽度远小于开口槽，有效地改善了气隙磁密的波 形，降低了永磁体中产生的涡流损耗。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种具有单匝波绕组的大功率永磁耦合 器，包括绕组转子和永磁转子，所述绕组转子为内转子，永磁转子为外转子，所述绕组 转子包含第一铁芯和绕组，第一铁芯开设有若干个半闭口槽，绕组位于半闭口槽中，在 半闭口槽中插入有固定绕组的槽楔。

为了降低了永磁体中产生的涡流损耗，所述半闭口槽包含矩形槽、槽口和过渡段， 所述槽口的宽度为0.5-10mm，所述过渡段为斜肩，斜肩用来放置槽楔，绕组插入到矩 形槽中，用槽楔塞紧。

更进一步的，所述槽口的宽度为1-6mm。

更进一步的，所述槽口位于半闭口槽的正中间。

更进一步的，所述槽口位于半闭口槽的一侧。

更进一步的，所述斜肩限制槽楔移动的面为平面或圆弧曲面。

更进一步的，所述绕组为单匝线圈。

更进一步的，为了减少极间连线，降低绕组有效材料的消耗，所述绕组包含上层绕 组和下层绕组，转子的绕组为波绕组结构。

更进一步的，所述波绕组的连线按短距与长距交替进行，最后将两个大线圈串联起 来构成一相绕组。

更进一步的，所述绕组是三相或者多相分布，绕组接成星形接法。

更进一步的，所述永磁转子包含第二铁芯和永磁体，所述第二铁芯中有若干个槽， 永磁体嵌入槽中。

更进一步的，永磁体的截面形状为矩形或瓦片形。

有益效果：本发明的一种具有单匝波绕组的大功率永磁耦合器，由于半闭口槽的槽 口宽度远小于开口槽，有效地改善了气隙磁密的波形，降低了永磁体中产生的涡流损耗； 由于过渡段为斜肩状，绕组产生的离心力就由半闭口槽的斜肩承受，槽楔不会脱落，解 决了大功率的绕组式永磁耦合器长期运行极易导致槽楔脱落的问题；采用波绕组可以减 少极间连线，降低绕组有效材料的消耗。

附图说明

图1为本发明中波绕组的原理示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明中半闭口槽的结构示意图。

图4为本发明中半闭口槽的另一种结构示意图。

图5为本发明中半闭口槽的第三种结构示意图。

图6为本发明中半闭口槽的第四种结构示意图。

具体实施方式

实施例1