一種定子電勵磁游標電機的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電機領域，具體設及一種定子電勵磁游標電機，適用于低速、大轉矩的 應用領域，如風力發電、汽車或艦船的驅動等。
【背景技術】
[0002] 近年來隨著電動汽車的興起，輪穀電機重新引起了人們的重視。電傳動系統采用 輪穀電機直接驅動，可降低車輛驅動系統的機械結構的復雜程度，提高系統的效率和可靠 性，降低制造成本。具體優勢為：（1)動力控制由硬連接改為軟連接，實現各電動輪的無級 變速和各電動輪間的差速要求，省略了傳統汽車的機械式操縱換檔裝置、離合器、變速器、 傳動軸、差速器等，使得驅動系統和整車結構簡單、有效利用空間大、傳動效率提高。（2)可 實現對各輪的獨立控制，從而提高惡劣路面條件下的行駛性能。（3)容易實現各電動輪的電 氣制動、機電復合制動和制動能量回饋，節約能源。（4)底架結構大為簡化。（5)對于4輪 驅動系統，若進一步引入線控四輪轉向技術，可提高車輛轉向性能，有效減小轉向半徑，甚 至實現零轉向半徑。
[0003] 輪穀驅動方式可分為減速驅動和直接驅動兩大類。減速驅動由高速電機和減速齒 輪組成，具有較高的功率比和效率，體積小，重量輕，扭矩大、爬坡性能好等優點。缺點是難 W實現液態潤滑，齒輪磨損塊、壽命短、不易散熱、噪聲大。直接驅動多采用外轉子，直接將 轉子與輪輛鏈接，結構更加簡單、緊湊，效率進一步提高，響應速度也變快。缺點是，電機效 率峰值區域小，承載大扭矩時需大電流，易損壞電池和永磁體。現有的永磁體式游標電機結 構圖如圖1所示，其缺點為：在特定運行環境下勵磁磁場不能變化，且容易造成失磁的等問 題。
[0004] 電傳動車輛對驅動電機的要求為具有較寬的調速范圍、體積小、重量輕，車輛在啟 動、加速或爬坡時需要電機提供很大的轉矩，而高速行駛時，電機則工作在低轉矩狀態，且 有較強動態制動和能量回饋等特性。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足提供一種不靠永 磁體實現游標效應W提供低速大轉矩的定子電勵磁游標電機。
[0006] 本發明所采用的技術方案為：一種定子電勵磁游標電機，其特征在于，包括：
[0007] 定子，其呈圓柱狀，在環體壁上沿周向開設有多個凹槽，各凹槽用于嵌放電樞繞組 和勵磁繞組，各凹槽之間的凸起部分形成定子齒；
[0008] 轉子，其呈圓環形，其環體周向間隔均勻設置有多個由導磁材料制成的調磁塊；
[0009] 所述定子與轉子同軸套裝，且兩者之間有間隙。
[0010] 按上述技術方案，所述定子的槽數為成，電樞繞組形成的磁場極對數為P。，勵磁繞 組形成極對數為P。，轉子的調磁塊數量記為Nf,所述定子電勵磁游標電機滿足： W11] |Ns+ e Nfl = |pa+ e pj，其中，|Ns+ e Nfl 聲 Pa 聲 Pe 聲化 a聲化 6，e = ±1。
[0012] 按上述技術方案，所述定子為一個，形成單定子結構。
[0013] 按上述技術方案，所述定子為兩個，形成雙定子結構，其分為直徑不同的內定子和 外定子，兩者呈同軸內外套裝，兩定子上的凹槽數相同，兩者的電樞繞組繞法相同且形成的 極對數相同，兩者的勵磁繞組的繞法也相同且形成的極對數相同，所述轉子同軸夾裝在內 定子和外定子之間。
[0014] 按上述技術方案，所述內定子齒與外定子齒相對設置或內定子齒與外定子槽相對 設置。
[0015] 按上述技術方案，所述轉子調磁塊之間為空氣或者用非導磁材料誘鑄。
[0016] 按上述技術方案，在所述轉子調磁塊上設有螺栓孔，轉子通過螺栓孔與轉矩管相 連接。
[0017] 按上述技術方案，所述外定子通過螺栓固定在機座上，內定子通過靜止軸或機械 臂與機座固定，所述轉子通過軸向螺栓與連接在電機轉軸上的轉矩管固定。
[0018] 按上述技術方案，所述勵磁繞組采用直流勵磁或交流勵磁。
[0019] 本發明所取得的有益效果為：1、本發明通過在定子槽中繞制電樞繞組和勵磁繞組 W及采用轉子調磁塊，從而不靠永磁體實現游標效應W提供低速大轉矩，解決現有永磁游 標電機在特定運行環境失磁的問題，提高了效率，節省了成本；2、在內定子和外定子上繞制 勵磁繞組和電樞電阻，可W同時使用，也可W只用其中的一套，可W提高功率因數；3、轉子 上采用均勻布置的由導磁材料制成的調磁塊，而沒有永磁體和繞組，能防止永磁體的失磁， 提高了效率，節省了材料。
【附圖說明】
[0020] 圖1為現有技術中的一種永磁游標電機結構示意圖。
[0021] 圖2中為本發明實施例的雙定子電勵磁游標電機結構示意圖（內定子齒與外定子 槽相對）；
[0022] 圖3為本發明實施例的雙定子電勵磁游標電機結構示意圖（內定子齒與外定子齒 相對）。
[0023] 圖4a-4b為本發明實施例的定子電勵磁游標電機裝配示意圖。
【具體實施方式】
[0024] 為使本發明的技術方案更加清晰，下面結合具體實施例對本發明作進一步說明， W下實施例僅用于詳細解釋本發明，并不構成對本發明的限定。
[00巧]如圖2、3所示，本實施例的定子電勵磁游標電機包括兩個定子和一個轉子，即外 定子、內定子和轉子，=者同軸套裝在一起，從外向內分別為：圓柱狀外定子1、圓環狀轉子 2、圓環狀內定子5,其中，外定子1與轉子2之間、轉子2與內定子5之間均設有間隙，形成 氣隙。在外定子1的內壁周向間隔均勻設置有多個凹槽，在各個凹槽中嵌放電樞繞組3和 勵磁繞組4,各凹槽之間凸起的部分形成外定子齒；在內定子5的環體外壁周向間隔均勻設 置有多個凹槽，在各個凹槽中嵌放電樞繞組5和勵磁繞組4,各凹槽之間凸起的部分形成內 定子齒。其中外定子和內定子具有相同的槽數，其中，內定子齒和外定子槽相對設置或內定 子齒與外定子齒相對設置，各凹槽中嵌放的電樞繞組3位于底層，勵磁繞組4位于頂層，反 之也可。
[0026] 本實施例的轉子2為調磁圈，在調磁圈的周向均勻設置有多個用娃鋼片疊成的調 磁塊，調磁塊之間為空氣或者用非導磁材料誘鑄，本實施例優選調磁塊之間用環氧樹脂灌 注。
[0027] 本實施例的內定子與外定子凹槽數（記為成）相同，兩者的電樞繞組3繞法相同且 形成磁場極對數相同（記極對數為P。)，勵磁繞組4的繞法相同且形成磁場極對數相同（記 極對數為P。)，轉子2的調磁塊數量記為Nf,所述定子電勵磁游標電機滿足： 陽02引 |Ns+eNr| = |pa+epj，其中，|Ns+eNr|聲Pa聲Pe聲2Pa聲2Pe，e = ±1
[0029] 例如：內定子和外定子設有36個凹槽，兩定子中的電樞繞組繞制成6對極，勵磁繞 組繞制成4對極，轉子有34個調磁塊，滿足上述關系式。
[0030] 本實施例的磁路經過外定子輛、外定子齒、調磁塊、內定子齒、內定子輛、內定子 齒、調磁塊外定子齒、外定子輛閉合。
[0031] 本實施例的雙定子電勵磁游標電機機械結構較為復雜。圖4a、4b給出了兩種機械 結構示意，本發明不限于運兩種機械結構，其他類似結構也在本發明的保護范圍。圖4a為 懸臂梁結構，在轉子2上設有螺栓孔，轉子2與轉矩管通過軸向螺釘相連接，轉矩管為懸臂 梁形式，其固定設置在轉軸6上，外定子1固定設置在機座7上，內定子4通過支撐架固定 設置在靜止軸5上。圖4b中的定子結構與圖4a相同，不同之處在于轉子的結構，在轉子的 兩端對稱設置有轉矩管，轉子2的兩端均通過軸向螺栓與轉矩管相連。
[0032] 本發明的定子電勵磁游標電機可W應用于電動車/混合動力車輪穀系統的直接 驅動。 W33] 本實施例的定子電勵磁游標電機，電樞繞組直接接電網，設頻率為 =50Hz，勵磁繞組接變頻器，通過改變頻率調節轉速。若勵磁電路頻率為W。= lOOOHz，轉子轉速為
。如果使用直流勵磁，轉子轉速為
[0034] 上述介紹的是雙定子電勵磁游標電機的結構，當然本發明并不限于上述結構，也 可W為單定子電勵磁游標電機，即采用內定子或外定子其中之一，在此就不一一累述。
【主權項】
1. 一種定子電勵磁游標電機，其特征在于，包括： 定子，其呈圓柱狀，在柱體壁上沿周向開設有多個凹槽，各凹槽用于嵌放電樞繞組和勵 磁繞組，各凹槽之間的凸起部分形成定子齒； 轉子，其呈圓環形，其環體周向間隔均勻設置有多個由導磁材料制成的調磁塊； 所述定子與轉子同軸套裝，且兩者之間設有間隙。2. 根據權利要求1所述的一種定子電勵磁游標電機，其特征在于，所述定子的槽數為 Ns，電樞繞組形成的磁場極對數相同為pa，勵磁繞組形成磁場極對數為?ν轉子的調磁塊數 量記為隊，其滿足以下關系式： Ns+εNr| = |pa+εpe|,其中，|NS+εNr| 乒pa#pe# 2pa# 2pe,ε= ±1。3. 根據權利要求1或2所述的一種定子電勵磁游標電機，其特征在于，所述定子為一 個，形成單定子結構。4. 根據權利要求1或2所述的一種定子電勵磁游標電機，其特征在于，所述定子為兩 個，形成雙定子結構，其分為直徑不同的內定子和外定子，兩者呈同軸內外套接，兩定子上 的凹槽數相同，兩者的電樞繞組繞法相同且形成磁場極對數相同，兩者的勵磁繞組的繞法 也相同且形成磁場極對數相同，所述轉子同軸夾裝在內定子和外定子之間。5. 根據權利要求4所述的一種定子電勵磁游標電機，其特征在于，內定子齒與外定子 齒相對設置或內定子齒與外定子槽相對設置。6. 根據權利要求1或2所述的一種定子電勵磁游標電機，其特征在于，所述轉子調磁塊 之間為空氣或者用非導磁材料澆鑄。7. 根據權利要求1或2所述的一種定子電勵磁游標電機，其特征在于，在所述轉子調磁 塊上設有螺栓孔，轉子通過螺栓孔與轉矩管相連接。8. 根據權利要求5所述的一種定子電勵磁游標電機，其特征在于，所述外定子通過螺 栓固定在機座上，內定子通過靜止軸或機械臂與機座固定，所述轉子通過軸向螺栓與連接 在電機轉軸上的轉矩管固定。9. 根據權利要求1或2所述的一種定子電勵磁游標電機，其特征在于，所述勵磁繞組采 用直流勵磁或交流勵磁。
【專利摘要】本發明公開了一種定子電勵磁游標電機，其特征在于，包括：定子，其呈圓環狀，在環體壁上沿周向開設有多個凹槽，各凹槽用于嵌放電樞繞組和勵磁繞組，各凹槽之間的凸起部分形成定子齒；轉子，其呈圓環形，其環體周向間隔均勻設置有多個由導磁材料制成的調磁塊；所述定子與轉子同軸套裝，且兩者之間設有間隙。本發明通過在定子槽中嵌放電樞繞組和勵磁繞組以及采用轉子調磁塊，從而不靠永磁體實現游標效應來提供低速大轉矩，解決現有永磁游標電機在特定運行環境失磁的問題，提高了效率，節省了成本。
【IPC分類】H02K16/04, H02K1/22, H02K1/16
【公開號】CN105391202
【申請號】CN201510808201
【發明人】李建貴, 李余毅, 姚鳴
【申請人】武漢理工大學
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年11月20日