新型高效复合永磁电机Halbch铁芯结构制造技术

本发明专利技术公开了一种新型高效复合永磁电机Halbch铁芯结构，包括同轴设置的转子铁芯和定子铁芯，定子铁芯由若干定子冲片叠合而成，定子冲片内环面上开设绕组孔，绕组孔内放置定子绕组，绕组孔设为径向分布的长条形，并且宽度由内环面向外逐渐增大，转子铁芯外环面上镶嵌磁钢，磁钢充磁方式采用Halbch阵列，Halbch阵列每极由2块磁钢组成，并通过耐热高强度非金属碳纤维缠绕。是一款能减少电机谐波含量，提高电机输出性能指标，有效降低电机损耗的高效复合永磁电机Halbch铁芯结构。

【技术实现步骤摘要】
新型高效复合永磁电机Halbch铁芯结构
本专利技术涉及永磁电机
，尤其是一种新型高效复合永磁电机Halbch铁芯结构。
技术介绍
在各类驱动电机中，永磁同步电机能量密度高，效率高，体积小，惯性低，响应快，有很好的应用前景。永磁电机既具有交流电动机的无电刷结构、运行可靠等优点，又具有直流电动机的调速性能好的优点，且无需励磁绕组，可以做到体积小、控制效率高，是当前电动机研发与应用的热点。目前，永磁同步电机理论还不如直流电机和感应电机完善，还有许多问题需要进一步研究，比如，降低电机损耗、提升输出性能、减小漏磁以及增强气隙磁场等，这些问题的解决对改善永磁电机运行性能具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：设计一种新型复合永磁同步电机Halbach铁芯结构，使得380V-68p-18kW该电机具备良好的运行性能，并能够降低电机噪声和振动,同时提高电机的工作性能。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型高效复合永磁电机Halbch铁芯结构，包括同轴设置的转子铁芯和定子铁芯，所述的定子铁芯由若干定子冲片叠合而成，所述的定子冲片内环面上开设绕组孔，绕组孔内放置定子绕组，所述的绕组孔设为径向分布的长条形，并且宽度由内环面向外逐渐增大，所述的转子铁芯外环面上镶嵌磁钢，磁钢充磁方式采用Halbch阵列，Halbch阵列每极由2块磁钢组成，并通过耐热高强度非金属碳纤维缠绕。进一步，所述的定子绕组采用单层铜线型。进一步，所述的绕组孔两侧设置内凹部，所述的内凹部设在靠近内环面处，更好地固定定子绕组，防止定子绕组从绕组孔中脱落。进一步，所述的绕组孔设为圆周均布的84个。进一步，所述的绕组孔两侧边缘线夹角为4°。进一步，所述的磁钢通过耐热胶水黏贴于转子铁芯上。进一步，所述的磁钢设为圆周均布的136个。本专利技术的新型高效复合永磁单机Halbch铁芯结构，其有益效果是：转子部分采用Halbach充磁方式，减少电机谐波含量，提高电机输出性能指标；简化当前复合永磁电机配套使用的变频器控制方式，可以有效降低电机损耗和提升输出性能；缩短电机启动时间，和增强电机堵转特性；与永磁电机驱动系统相比，减少驱动系统维修费用。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的结构示意图；图2是绕组孔的结构示意图；图中：1.定子铁芯、2.定子绕组、3.转子铁芯、4.磁钢、5.绕组孔、6.内凹部。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1所示的包括同轴设置的转子铁芯3和定子铁芯1，定子铁芯1由若干定子冲片叠合而成，定子冲片内环面上开设绕组孔5，绕组孔5内放置定子绕组2，绕组孔5设为径向分布的长条形，并且宽度由内环面向外逐渐增大，两侧边缘线夹角为4°(如图2所示)，转子铁芯3外环面上镶嵌磁钢4，磁钢4充磁方式采用Halbch阵列，Halbch阵列每极由2块磁钢组成，并通过耐热高强度非金属碳纤维缠绕。定子绕组2采用单层铜线型。绕组孔5设为圆周均布的84个，绕组孔5两侧设置内凹部6，内凹部6设在靠近内环面处。磁钢4通过耐热胶水黏贴于转子铁芯3上，磁钢4设为圆周均布的136个。转子冲片采用牌号为50W470的硅钢材料，代替选用特殊硅钢片材料，在性能达标情况下，实现节省成本的目的。磁钢选用高性能的稀土永磁材料(较高的剩磁密度、矫顽力和高磁能积)，可以容许电机具有较大的气隙长度和功率密度，因而在永磁体镶嵌和磁路结构设计上有很大灵活性和易变性。将本专利技术的新型高效复合永磁电机Halbch铁芯结构运用于380V-68p-18kW电机，电机具备良好的运行性能，并能够降低电机噪声和振动，同时提高电机的工作性能。设计过程中，结合设计性能目标(电机体积大小、电流、电压等),采用生物算法对电机的铁芯长度、转子外径大小和磁钢进行优化计算，从而确定转子铁芯的结构。磁钢安装过程中，采用专用的安装模具进行磁钢的镶嵌；安装完毕之后，再统一利用装配吊装模具和夹具，进行转子装配。以上述依据本专利技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项专利技术技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项专利技术的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型高效复合永磁电机Halbch铁芯结构，其特征是：包括同轴设置的转子铁芯(3)和定子铁芯(1)，所述的定子铁芯(1)由若干定子冲片叠合而成，所述的定子冲片内环面上开设绕组孔(5)，绕组孔(5)内放置定子绕组(2)，所述的绕组孔(5)设为径向分布的长条形，并且宽度由内环面向外逐渐增大，所述的转子铁芯(3)外环面上镶嵌磁钢(4)，磁钢(4)充磁方式采用Halbch阵列，Halbch阵列每极由2块磁钢组成，并通过耐热高强度非金属碳纤维缠绕。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型高效复合永磁电机Halbch铁芯结构，其特征是：包括同轴设置的转子铁芯(3)和定子铁芯(1)，所述的定子铁芯(1)由若干定子冲片叠合而成，所述的定子冲片内环面上开设绕组孔(5)，绕组孔(5)内放置定子绕组(2)，所述的绕组孔(5)设为径向分布的长条形，并且宽度由内环面向外逐渐增大，所述的转子铁芯(3)外环面上镶嵌磁钢(4)，磁钢(4)充磁方式采用Halbch阵列，Halbch阵列每极由2块磁钢组成，并通过耐热高强度非金属碳纤维缠绕。


2.根据权利要求1所述的新型高效复合永磁电机Halbch铁芯结构，其特征是：所述的定子绕组(2)采用单层铜线型。


3.根据权利要求1所述的新型高效复合永磁电机Halbch铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈虎威，钱伟，赵勇，程寿国，
申请(专利权)人：江苏航天动力机电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32