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上海发明专利申请_一种永磁双转子电机的磁钢阵列
2022-03-22 05:32:41 阅读(3948)

上海发明专利申请_一种永磁双转子电机的磁钢阵列:本发明公开了一种永磁双转子电机的磁钢阵列,包括:外磁钢阵列,包括N(N>=2)个外转子磁钢组,任意相邻的两个外磁钢的极性相异,任意相邻的两个外磁钢沿周向长度不同,任意相邻的两个外磁钢的有间隙且间隙相同;内磁钢阵列,包括N(N>=2)个内转子磁钢组,沿圆筒型内转子轭周向设置为均匀的分布,其中内转子磁钢组设置为M(M>=2)个沿周向排列的且极性相异的内磁钢,任意相邻的两个内磁钢的极性相异,任意相邻的两个内磁钢沿周向长度不同;转子连接盘,用于固定外转子轭和内转子轭,使得外转子轭和内转子轭有共同的轴心,使得外转子轭和内转子轭的转速相同。本发明的技术方案使得减小了齿槽转距,在保证较高转距密度的同时,降低了转距脉动。



【上海发明专利申请】一种永磁双转子电机的磁钢阵列的权利要求


1.一种永磁双转子电机的磁钢阵列,其特征在于,包括:


外磁钢阵列,包括N(N>=2)个外转子磁钢组,沿圆筒型外转子轭周向设置为均匀分布,其中外转子磁钢组设置为M(M>=2)个沿周向排列的且极性相异的外磁钢,任意相邻的两个外磁钢的极性相异,任意相邻的两个外磁钢沿周向长度不同,任意相邻的两个外磁钢的有间隙且间隙相同;


内磁钢阵列,包括N(N>=2)个内转子磁钢组,沿圆筒型内转子轭周向设置为均匀的分布,其中内转子磁钢组设置为M(M>=2)个沿周向排列的且极性相异的内磁钢,任意相邻的两个内磁钢的极性相异,任意相邻的两个内磁钢沿周向长度不同;任意相邻的两个内磁钢的有间隙且间隙相同;


转子连接盘,用于固定外转子轭和内转子轭,使得外转子轭和内转子轭有共同的轴心,使得外转子轭和内转子轭的转速相同。


2.如权利要求1所述的磁钢阵列,其特征在于,所述磁钢为径向充磁,所述磁钢为扇形、矩形或梯形为底面的柱型结构。
3.如权利要求1所述的磁钢阵列,其特征在于,所述外磁钢为沿周向的弧形磁钢。
4.如权利要求1所述的磁钢阵列,其特征在于,所述外磁钢与内磁钢一一相对且极性相同。
5.如权利要求1所述的磁钢阵列,其特征在于,所述外转子轭上的磁钢厚度要小于内转子轭上的磁钢厚度。
6.如权利要求1所述的磁钢阵列,其特征在于,所述M,优选的数值为2。
7.如权利要求1所述的磁钢阵列,其特征在于,所述内磁钢沿周向的内边长大于外边长。
8.如权利要求1所述的磁钢阵列,其特征在于,所述外磁钢沿周向的内边长小于外边长。
9.如权利要求1所述的磁钢阵列,其特征在于,所述外磁钢表贴式固定外转子轭的内侧。
10.如权利要求1所述的磁钢阵列,其特征在于,所述内磁钢表贴式固定内转子轭的外侧。
11.如权利要求1所述的磁钢阵列,其特征在于,所述外磁钢组两个沿周向长度不同的磁钢的长度比值范围1.5~1.3:1。
12.如权利要求1所述的磁钢阵列,其特征在于,所述内转子磁钢组两个沿周向长度不同的磁钢的长度比值范围1.5~1.1:1。
13.如权利要求1或6任意一条所述的磁钢阵列,其特征在于,外转子轭和内转子轭的角度使得外转子磁钢组与内转子磁钢组一一对应。
14.如权利要求13所述的磁钢阵列,其特征在于,外转子轭上较长的磁钢与内转子轭上的较短的磁钢一一相对;外转子轭上较短的磁钢与内转子轭上较长的磁钢一一相对。
15.如权利要求14所述的磁钢阵列,其特征在于,外转子轭上磁钢的对称轴与内转子相对应的磁钢的对称轴在同一平面。

【上海发明专利申请】一种永磁双转子电机的磁钢阵列的说明书


【上海发明专利申请】一种永磁双转子电机的磁钢阵列的技术领域
本发明涉及电机领域,尤其涉及一种永磁双转子电机的磁钢阵列。
【上海发明专利申请】一种永磁双转子电机的磁钢阵列的背景技术

已公发的双转子径向磁场永磁电机是由一台外转子永磁电机和一台内转子永磁电机套在一起并共用一个定子的新型电机,该电机内外转子磁体采用常规磁体结构,即电机内外转子磁体的块数都与电机的极数相等,每块磁体形成电机的一个磁极,因此该电机低气隙磁密的本质没有变化,限制了该种电机性能的进一步提高;同时,该电机采用常规磁体结构,所产生的气隙磁密波形为梯形波,因此相电势波形也是梯形波,并不适应于正弦交流电源供电。


齿槽转矩是绕组不通电时永磁磁场与开槽铁心之间相互作用产生的转矩,会对电机的稳定运行产生不利的影响,并可能产生振动和噪声,是影响电机速度控制和位置控制系统性能,是永磁电机设计中需要重点考虑的问题之一。对于表面式及普通内置式等的永磁电机,其齿槽转矩的削弱措施可以分为四类:改变电枢齿数与电机极数的配合,改变电枢参数,改变永磁转子参数,通过电机控制方法抵消齿槽转矩的影响。


现有双转子电机尽管利用切削永磁体、斜极斜槽、优化齿部形状或采用复杂的驱动算法,可以一定程度上减少齿槽转矩和转矩脉动,但也不可避免造成输出转矩的下降并且增加制造难度,因此,现有双转子电机存在转矩密度提升和转矩脉动抑制两者不协调问题。


【上海发明专利申请】一种永磁双转子电机的磁钢阵列的发明内容


有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是提供一种双转子电机的磁钢阵列,用于降低双转子电机的齿槽转距和转距脉动,同时保持较高的转距密度。


为实现上述目的,本发明提供了一种永磁双转子电机的磁钢阵列,包括:


外磁钢阵列,包括N(N>=2)个外转子磁钢组,沿圆筒型外转子轭周向设置为均匀分布,其中外转子磁钢组设置为M(M>=2)个沿周向排列的且极性相异的外磁钢,任意相邻的两个外磁钢的极性相异,任意相邻的两个外磁钢沿周向长度不同,任意相邻的两个外磁钢的有间隙且间隙相同;


内磁钢阵列,包括N(N>=2)个内转子磁钢组,沿圆筒型内转子轭周向设置为均匀的分布,其中内转子磁钢组设置为M(M>=2)个沿周向排列的且极性相异的内磁钢,任意相邻的两个内磁钢的极性相异,任意相邻的两个内磁钢沿周向长度不同;任意相邻的两个内磁钢的有间隙且间隙相同;


转子连接盘,用于固定外转子轭和内转子轭,使得外转子轭和内转子轭有共同的轴心,使得外转子轭和内转子轭的转速相同。


进一步地,所述磁钢为径向充磁,所述磁钢为扇形、矩形或梯形为底面的柱型结构。

进一步地,所述外磁钢为沿周向的弧形磁钢。
进一步地,所述外磁钢与内磁钢一一相对且极性相同。
进一步地,所述外转子轭上的磁钢厚度要小于内转子轭上的磁钢厚度。
进一步地,所述M,优选的数值为2。
进一步地,所述内磁钢沿周向的内边长大于外边长。
进一步地,所述外磁钢沿周向的内边长小于外边长。
进一步地,所述外磁钢表贴式固定外转子轭的内侧。
进一步地,所述内磁钢表贴式固定内转子轭的外侧。
进一步地,所述外磁钢组两个沿周向长度不同的磁钢的长度比值范围1.5~1.3:1。
进一步地,所述内转子磁钢组两个沿周向长度不同的磁钢的长度比值范围1.5~1.1:1。
进一步地,外转子轭和内转子轭的角度使得外转子磁钢组与内转子磁钢组一一对应。
进一步地,外转子轭上较长的磁钢与内转子轭上的较短的磁钢一一相对;外转子轭上较短的磁钢与内转子轭上较长的磁钢一一相对。
进一步地,外转子轭上磁钢的对称轴与内转子相对应的磁钢的对称轴在同一平面。
本发明的技术方案使得双转子电机中的外转子的磁钢由弧度不同的磁钢组组成,内转子的磁钢由弧度不同的磁钢组组成,外转子较长的弧形磁钢与内转子的较短的弧形磁钢相对;外转子的较短的弧形磁钢与内转子的较长的弧形磁钢相对;进一步减小了齿槽转距,在保证较高转距密度的同时,降低了转距脉动。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

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