一种机械调磁式的横向磁通永磁电机的制作方法

1.本实用新型涉及机械调磁式的永磁电机技术领域，尤其涉及一种机械调磁式的横向磁通永磁电机。


背景技术：

2.与常规交流电机相比，横向磁通永磁电机具有输出转矩高、设计灵活、结构模块化、易于实现多相多极的特点，在电力直驱领域有良好的应用前景，已成为新型特种电机结构的重要分支。然而，横向磁通永磁电机具有永磁电机的固有特点，即永磁磁通难以调节，电机调速范围收到限制，因此，当电机在高速运行情况下，需要对电机进行弱磁，目前常用的有两种方法，一种是通过增加直轴弱磁电流，减小气隙磁场；另一种是增设励磁绕组，在高速下对电机施加去磁电流，但是，以上两种方法不同程度上增加了定子电流，铜耗增加，电机效率和功率因数降低。
3.机械式调磁基于机械调磁装置运动方式与电机运行工况间的关系，改变调磁装置与永磁体间的气隙磁通，形成程度不同的漏磁，以实现有效拓宽电机调速范围的目的。


技术实现要素：

4.本实用新型的技术方案是：一种机械调磁式的横向磁通永磁电机，解决了电机磁通的调节问题。
5.本方案中涉及的机械调磁式的横向磁通永磁电机的结构包括：定子铁芯以电机轴线为中心呈回转排列；定子铁芯对应转子铁芯形成处于电机轴线平面的磁通路径；
6.定子铁芯，实施为侧面开口的环状体；在开口两侧向的环状体同一侧边上分别布置一永磁体；
7.转子铁芯，实施为半环状体；半环状体的两个端部分别与任一永磁体及该永磁体远离的开口端进行对应接触以形成闭合的所述磁通路径；
8.相邻两个磁通路径的定子铁芯与转子铁芯基于不同的永磁体来形成对接；
9.调磁装置，包括：布置于电机轴向两端且随转子转动的调磁托盘、随调磁托盘自转离心力而向调磁托盘边缘移动的调磁块；调磁托盘上设置有用于调磁块离心位移导向的槽；
10.调磁块离心位移至调磁托盘边缘并与定子铁芯上的永磁体形成磁路以产生漏磁。定子部分，定子铁芯以电机轴线为中心呈回转排列；
11.转子部分，转子铁芯与定子铁芯对应呈回转排列；
12.电枢绕组，电枢绕组顺序穿过转子铁芯形成闭合；
13.定子铁芯，实施为侧面开口的环状体。在开口两侧向的环状体同一侧边上分别布置一永磁体。具体的，定子铁芯为轴向端面轮廓呈扇形的柱体，柱体中部切割贯穿呈矩形轮廓的环状体。环状体上近转子一侧设置开口，开口的两端形成凸起的齿部，齿部与永磁体位于同一轴向上。
14.转子铁芯，实施为半环状体。半环状体的两个端部分别与任一永磁体及该永磁体远离的开口端进行对应接触以形成闭合的磁通路径，因此，定子铁芯对应转子铁芯形成处于电机轴线平面的磁通路径。
15.本方案中，定子铁芯呈c型，且沿圆周均匀分布而成回转排列。每个c型定子铁芯靠近转子的内侧边上设有一个开口，开口的端部形成凸起的齿。同时，在开口两侧的定子铁芯上布置齿状的永磁铁。因此，四个齿处于同一轴向上。同一定子铁芯上的永磁体均径向充磁，且充磁方向一致。
16.转子铁芯也呈c型，转子铁芯的数量与定子铁芯数量相同。转子铁芯的两个端部分别与任一永磁体及该永磁体远离的开口端进行对应接触以形成闭合的磁通路径。
17.相邻两对定子铁芯与转子铁芯，基于不同的永磁体来形成对接。因此，相邻转子铁芯通过对接至相应定子铁芯上不同高度的永磁体以形成转子铁芯的高低交错布置。
18.电机轴向两端设有调磁装置，调磁装置由调磁托盘与调磁块组成，调磁块为导磁材料。调磁托盘随转子转动，调磁托盘表面分布调磁块。调磁托盘自转产生离心力因而使得调磁块向调磁托盘边缘移动，同时调磁托盘上设置有用于调磁块离心位移导向的槽。
19.当电机运行时，定子铁芯与其对应的转子铁芯之间形成磁通回路，随着电机转速增加，调磁块顺着槽向外移动，与定子铁芯形成磁通回路。
20.两端的调磁托盘在端面的分度上错开角度β，β=360
°
/p，其中p为定子铁芯个数。
21.进一步的，转子铁芯上包括用于匹配调磁托盘边缘的凹槽，调磁托盘的边缘嵌入该凹槽。
22.进一步的，调磁装置包括若干弹簧，每个弹簧两端连接一个调磁块和调磁托盘，弹簧提供调磁块向心位移的拉力，有效调节调磁块的径向位置，并使调磁块约束在调磁托盘中。
23.本实用新型的优点是：
24.1、定子部分与转子部分的综合作用，产生双极性磁通，提高了电机的功率密度和转矩密度。
25.2、电机两端的调磁装置中设有总量与c型转子铁芯数量相同且对应的调磁块，在离心力作用下，调磁块的径向位置随电机运行速度变化，与c型定子铁芯上的永磁体形成磁路，产生漏磁，可实现对电机磁通的有效调节，缓解永磁电机气隙磁密难以调节的问题，拓宽电机调速范围。
26.3、定子部分与转子部分由模块化铁芯组装而成，结构简单，利于加工，降低生产成本。
附图说明
27.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
28.图1为机械调磁式的横向磁通永磁电机的结构图；
29.图2为单块c型定子铁芯结构示意图；
30.图3为转子部分与c型转子铁芯的结构示意图；
31.图4为单块c型转子铁芯结构示意图；
32.图5为调磁装置结构示意图；
和9
‑
4为5
‑
2两端的永磁体，6
‑
1和6
‑
2为相邻c型转子铁芯。图8中，磁通由永磁体9
‑
1——气隙——转子铁芯6
‑
1——气隙——定子铁芯5
‑
1——气隙——永磁体9
‑
1形成主磁通回路。
54.图10中，当电机旋转速度较低时，调磁块8
‑
1的离心力小，弹簧10
‑
1拉伸长度小，调磁块8
‑
1与永磁体9
‑
1间的气隙较大，两者产生的气隙磁通小，漏磁小，对主磁通的弱磁效果小.
55.图11中，当电机旋转速度大时，调磁块8
‑
1的离心力大，弹簧10
‑
1拉伸长度大，调磁块8
‑
1与永磁体9
‑
1间的气隙磁通大，漏磁大，对主磁通的弱磁效果大，相邻c型定子铁芯5
‑
2中的主磁通由轴向另一端的调磁装置进行调磁，这里不详细说明。因此，通过调磁装置，可对不同转速下的电机进行磁通调节，扩大电机的调速范围。
56.本实用新型实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型的。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。


技术特征：
1.一种机械调磁式的横向磁通永磁电机，包括定子铁芯以电机轴线为中心呈回转排列；其特征在于：定子铁芯对应转子铁芯形成处于电机轴线平面的磁通路径；定子铁芯，实施为侧面开口的环状体；在开口两侧向的环状体同一侧边上分别布置一永磁体；转子铁芯，实施为半环状体；半环状体的两个端部分别与任一永磁体及该永磁体远离的开口端进行对应接触以形成闭合的所述磁通路径；相邻两个磁通路径的定子铁芯与转子铁芯基于不同的永磁体来形成对接；调磁装置，包括：布置于电机轴向两端且随转子转动的调磁托盘、随调磁托盘自转离心力而向调磁托盘边缘移动的调磁块；调磁托盘上设置有用于调磁块离心位移导向的槽；调磁块离心位移至调磁托盘边缘并与定子铁芯上的永磁体形成磁路以产生漏磁。2.根据权利要求1所述的一种机械调磁式的横向磁通永磁电机，其特征在于：相邻转子铁芯通过对接至相应定子铁芯上不同高度的永磁体以形成转子铁芯的高低交错布置。3.根据权利要求1所述的一种机械调磁式的横向磁通永磁电机，其特征在于：电机轴向两端的调磁托盘在端面的分度上错开角度β，β=360
°
/p，其中p为定子铁芯个数。4.根据权利要求1所述的一种机械调磁式的横向磁通永磁电机，其特征在于：所述槽内布置有用于提供调磁块向心位移拉力的弹簧。5.根据权利要求1所述的一种机械调磁式的横向磁通永磁电机，其特征在于：定子铁芯为轴向端面轮廓呈扇形的柱体，柱体中部切割贯穿呈矩形轮廓的环状体；环状体上近转子一侧设置开口，开口的两端形成凸起的齿部；齿部与所述永磁体位于同一轴向上。6.根据权利要求2所述的一种机械调磁式的横向磁通永磁电机，其特征在于：同一定子铁芯上的两个永磁体充磁方向相同。7.根据权利要求1所述的一种机械调磁式的横向磁通永磁电机，其特征在于：转子铁芯为c形的半环状体。8.根据权利要求4所述的一种机械调磁式的横向磁通永磁电机，其特征在于：转子铁芯上包括用于匹配调磁托盘边缘的凹槽。9.根据权利要求1所述的一种机械调磁式的横向磁通永磁电机，其特征在于：所述调磁块为导磁件。10.根据权利要求1所述的一种机械调磁式的横向磁通永磁电机，其特征在于：包括电枢绕组，电枢绕组顺序穿过转子铁芯形成闭合。

技术总结
本实用新型公开了一种机械调磁式的横向磁通永磁电机，包括定子铁芯以电机轴线为中心呈回转排列；定子铁芯对应转子铁芯形成处于电机轴线平面的磁通路径；定子铁芯侧面开口；在开口两侧向的环状体同一侧边上分别布置一永磁体；转子铁芯为半环状体；半环状体的两个端部分别与任一永磁体及该永磁体远离的开口端进行对应接触以形成闭合的磁通路径；相邻两个磁通路径的定子铁芯与转子铁芯基于不同的永磁体来形成对接；调磁组件包括：调磁托盘、调磁块；调磁托盘上设置有用于调磁块离心位移导向的槽；调磁块离心位移至调磁托盘边缘并与定子铁芯上的永磁体形成磁路以产生漏磁。本实用新型由模块化铁芯组装而成，结构简单，利于加工，降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。


技术研发人员：裴瑞琳 丁宇
受保护的技术使用者：苏州英磁新能源科技有限公司
技术研发日：2020.10.28
技术公布日：2021/10/23