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CN109302027A - 横向磁通电机 - Google Patents

横向磁通电机 Download PDF

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CN109302027A
CN109302027A CN201811288029.9A CN201811288029A CN109302027A CN 109302027 A CN109302027 A CN 109302027A CN 201811288029 A CN201811288029 A CN 201811288029A CN 109302027 A CN109302027 A CN 109302027A
Authority
CN
China
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stator
tooth
yoke
stator yoke
stator tooth
Prior art date
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Pending
Application number
CN201811288029.9A
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English (en)
Inventor
李文瑞
左亚军
于明湖
李虎
周倩云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Welling Motor Manufacturing Co Ltd
Huaian Welling Motor Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Guangdong Welling Motor Manufacturing Co Ltd
Huaian Welling Motor Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Guangdong Welling Motor Manufacturing Co Ltd, Huaian Welling Motor Manufacturing Co Ltd filed Critical Guangdong Welling Motor Manufacturing Co Ltd
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Publication of CN109302027A publication Critical patent/CN109302027A/zh
Priority to PCT/CN2019/114215 priority patent/WO2020088488A1/zh
Priority to US17/244,063 priority patent/US11936257B2/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本发明提供了一种横向磁通电机,包括:定子、第一转子和第二转子,定子包括定子轭、多个第一定子齿和多个第二定子齿,定子轭由沿轴向叠压的多个定子轭冲片组成,每个第一定子齿及每个第二定子齿均由沿径向叠压的多个形状相同的定子齿冲片组成,第一定子齿和第二定子齿固定在定子轭沿轴向的两侧;第一转子和第二转子分设于定子沿轴向的两侧,第一转子包括第一背铁及沿轴向充磁的多个第一永磁体;第二转子包括第二背铁及沿轴向充磁的多个第二永磁体,第一永磁体和第二永磁体镜像对称。本发明提供的横向磁通电机,既简化生产工艺,又提高电机功率密度;通过设计横向磁路结构,实现电机电、磁解耦,槽面积不再受磁负荷的约束。

Description

横向磁通电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域,具体而言,涉及一种横向磁通电机。
背景技术
随着环保意识的逐渐提高,电机效率得到越来越高的关注。从电机设计角度来看,电机的铁耗决定于磁感强度,与定子齿宽直接相关;电机的铜耗决定于绕组电阻,与槽宽(面积)相关。对于传统结构电机,槽宽与齿宽为相互制约的两个变量,在外形固定的前提下,无法满足二者同时优化,而横向磁通电机是电负荷与磁负荷正交解耦,不再存在制约问题,可大幅提升电机效率。
虽然横向磁通电机具有电磁解耦,效率高的特点,但其磁路结构导致定子冲片无法沿轴向叠片以降低涡流损耗,无论从切向或径向对定子铁芯进行叠片,都存在冲片工艺复杂、难以绕线等问题,制约了横向磁通永磁电机的工程推广。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题至少之一。
为此,本发明的目的在于,提供一种横向磁通电机。
为了实现上述目的,本发明的技术方案提供了一种横向磁通电机,包括:定子,所述定子采用齿、轭分离结构,包括定子轭、多个第一定子齿和多个第二定子齿,多个所述第一定子齿和多个所述第二定子齿均沿所述定子轭的周向间隔设置、且相对固定在所述定子轭沿轴向的两侧,所述定子轭由沿轴向叠压的多个定子轭冲片组成,每个所述第一定子齿及每个所述第二定子齿均由沿径向叠压的多个形状相同的定子齿冲片组成;和第一转子及第二转子,分设于所述定子沿轴向的两侧,所述第一转子包括第一背铁及沿周向依次设置的多个第一永磁体,所述第一永磁体沿轴向充磁,相邻的所述第一永磁体的极性相异;所述第二转子包括第二背铁及沿周向依次设置的多个第二永磁体,所述第二永磁体沿轴向充磁,相邻的所述第二永磁体的极性相异,且所述第一永磁体和所述第二永磁体镜像对称,轴向同位置的所述第一永磁体和所述第二永磁体的对称面具有相同极性。
本发明上述技术方案提供的横向磁通电机,通过设计横向磁路结构,实现电机电、磁解耦,槽面积不再受到磁负荷的约束;定子采用齿、轭分离结构,第一定子齿和第二定子齿均沿径向方向叠片,可极大提升横向磁通电机的可制造性,沿径向方向叠片的第一定子齿和第二定子齿的每个定子齿冲片形状一致,大大降低了冲片的工艺复杂程度,保证大批量制造生产的效率;沿轴向方向叠片的定子轭,在极大提升横向磁通电机的可制造性同时,提高了电机的功率密度,与现有横向磁通电机相比,采用这种分离的定子轭的电机结构性能可提升13%左右;通过设计两个转子且两个转子轴向对应的两个永磁体的对称面的极性相同,并通过共用的定子轭进行磁通聚集,可极大提高现有电机功率密度,在上述分离的定子轭的电机结构基础上,采用本方案所设计的聚磁式横向磁通电机结构性能可提升17%左右,从而达到既简化电机的生产工艺,又提高电机功率密度的效果。
具体地,第一定子齿及第二定子齿的叠片方向均与定子轭的叠片方向正交,第一定子齿及第二定子齿的磁场方向均沿径向分布,与径向叠片的第一定子齿及第二定子齿平行,定子轭的磁场方向沿轴向分布,与轴向叠片的的定子轭平行;轴向相对的两个极性相同的永磁体形成的磁场,经过气隙进入定子齿,轴向相对的定子齿磁场方向相异;轴向两个相对的永磁体产生的磁场共用定子轭联通,即通过定子轭汇总,并与定子绕组匝链,经过两侧的定子齿导通最终与轴向相同面的异性永磁体构成磁回路,第一转子的第一永磁体产生的磁场回路依次流经:一个第一永磁体→第一永磁体和第一定子齿之间的气隙→一个第一定子齿→共用的定子轭→另一个第一定子齿→第一定子齿与第一永磁体之间的气隙→另一个第一永磁体→第一背铁,与上述第一转子的第一永磁体轴向相对的第二转子的第二永磁体产生的磁场回路依次流经:一个第二永磁体→第二永磁体和第二定子齿之间的气隙→一个第二定子齿→共用的定子轭→另一个第二定子齿→第二定子齿与第二永磁体之间的气隙→另一个第二永磁体→第二背铁,通过共用的定子轭进行磁通聚集,相较于设置一个转子的方案,可极大提高电机功率密度,从而提高横向磁通电机结构性能。
另外,本发明上述技术方案中提供的横向磁通电机还可以具有如下附加技术特征:
在上述技术方案中,优选地,所述定子包括定子绕组,所述定子绕组包括第一定子绕组和第二定子绕组,每个所述第一定子齿上绕设有所述第一定子绕组,每个所述第二定子齿上绕设有所述第二定子绕组。
将第一定子绕组和第二定子绕组对应绕设在第一定子齿和第二定子齿上,使得第一定子绕组及第二定子绕组的绕线更方便,且相较于定子绕组绕设在定子轭上,有利于减小电机的轴向尺寸;具体地,第一定子绕组和第二定子绕组可以均包括绝缘框架和缠绕在绝缘框架上的绕组线圈,以利用绝缘框架将绕组线圈与第一定子齿或绕组线圈与第二定子齿隔离开,起到绝缘作用。
在上述技术方案中,优选地,所述定子包括定子绕组,位于相邻的所述第一定子齿之间的所述定子轭上绕设有所述定子绕组。
将定子绕组绕设在定子轭上,同样能够形成横向磁路,实现电机电、磁解耦,槽面积不再受到磁负荷的约束。
在上述任一技术方案中,优选地,所述定子轭上设有与所述第一定子齿的数量相等的开口槽,所述第一定子齿朝向所述第二定子齿的一端部和所述第二定子齿朝向所述第一定子齿的一端部沿轴向相对插装在所述开口槽中。
第一定子齿和定子轭、第二定子齿和定子轭均采用这种插装连接结构,使得第一定子齿与定子轭、第二定子齿与定子轭的装配操作简单,装配牢固;第一定子齿与定子轭、第二定子齿与定子轭的具体机械配合方式,可以是过盈配合,也可以是焊接固定等方式,均能够实现牢固装配。
在上述技术方案中,优选地,所述定子轭整体呈环形,所述开口槽开设在所述定子轭的内侧面上且沿所述定子轭的径向向所述定子轭的外侧面方向延深,且所述开口槽沿轴向贯穿所述定子轭。
上述方案,利用开口槽实现将多个第一定子齿和多个第二定子齿沿周向间隔固定在定子轭上,且多个第一定子齿和多个第二定子齿固定在定子轭沿轴向的两侧,且确保每个第一定子齿及每个第二定子齿的定子齿冲片的叠压方向均沿径向。
在上述技术方案中,优选地,所述第一定子齿包括沿轴向延伸的第一齿部及与所述第一齿部沿轴向的一端部相连的第一齿靴部,所述第一齿靴部沿垂直于轴向的方向延伸,且所述第一齿靴部的两端均延伸出所述第一齿部,使所述第一定子齿呈T字形,所述第一齿部沿轴向的另一端部插装在所述开口槽中;所述第二定子齿包括沿轴向延伸的第二齿部及与所述第二齿部沿轴向的一端部相连的第二齿靴部,所述第二齿靴部沿垂直于轴向的方向延伸,且所述第二齿靴部的两端均延伸出所述第二齿部,使所述第二定子齿呈T字形,所述第二齿部沿轴向的另一端部插装在所述开口槽中。
具体地,沿轴向方向延伸的第一齿部及第二齿部,其在垂直于轴向方向(即沿切向)的尺寸较短,该第一齿部及该第二齿部用于绕设定子绕组,以给绕线留下足够的空间,且该第一齿部及该第二齿部用于导磁以形成磁回路;沿垂直于轴向方向延伸的第一齿靴部及第二齿靴部,其在垂直于轴向方向(即沿切向)的尺寸较长,该第一齿靴部及该第二齿靴部能够收集从转子来的磁链,聚磁作用好,从而增加电机的性能输出。
在上述技术方案中,优选地,所述定子轭冲片由条形冲片弯圆后形成,所述条形冲片上开设有槽,所述条形冲片弯圆后其上槽的槽面积减小,且减小后的所述槽的形状及尺寸与所述第一定子齿朝向所述第二定子齿的一端部及所述第二定子齿朝向所述第一定子齿的一端部的截面形状及尺寸均相适配。
采用条形冲片弯圆后形成的定子轭冲片,相较于圆形冲片,可以减小中间废料,从而提高冲片材料的利用率,便于降低材料成本;条形冲片上开槽的形状及尺寸可以根据实际情况进行合理设计,例如需要弯圆后形成矩形的开口槽,则可以在条形冲片上设计开口相对较宽的梯形槽,弯圆后开口宽度减小,形成开口宽度与槽底部宽度相等的矩形开口槽。
在上述技术方案中,优选地,所述定子轭冲片由圆形冲片冲压后形成,所述开口槽为设于所述定子轭的叠片平面上的齿槽,使得定子轭冲片的加工方便,制造成本低。
在上述技术方案中,优选地,所述定子轭由多个定子轭单元沿周向拼装而成,相邻的所述定子轭单元之间留有间隙形成所述开口槽,或所述定子轭单元上设有所述开口槽,使得组成每个定子轭单元的冲片的长度减小,便于每个定子轭单元顺利叠片。
在上述任一技术方案中,优选地,所述定子包括定子外壳,所述第一定子齿、所述第二定子齿、所述定子轭及所述定子绕组形成的整体塑封在所述定子外壳内。
包含有定子齿、定子轭、定子绕组的定子组件,通过填充材料进行包裹,将该定子组件塑封在定子外壳内,所述的填充材料可以为团状模塑料。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明一个实施例的横向磁通电机的分解结构示意图;
图2是图1所示横向磁通电机的装配结构示意图;
图3是本发明另一个实施例的横向磁通电机的分解结构示意图;
图4是图3所示横向磁通电机的装配结构示意图;
图5是本发明一个实施例的横向磁通电机的定子齿的结构示意图;
图6是本发明一个实施例的横向磁通电机的定子轭的结构示意图;
图7是本发明一个实施例的横向磁通电机的磁通回路示意图,图示中的箭头表示磁回路方向。
其中,图1至图7中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
1定子轭,11开口槽,2第一定子齿,21第一齿部,22第一齿靴部,3第二定子齿,31第二齿部,32第二齿靴部,4第一定子绕组,5第二定子绕组,6第一永磁体,7第二永磁体,8第一背铁,9第二背铁,10定子绕组。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图7描述根据本发明一些实施例所述的横向磁通电机。
如图1至图7所示,根据本发明的一些实施例提供的一种横向磁通电机,包括:定子、第一转子和第二转子。
具体地,如图1至图4所示,定子采用齿、轭分离结构,定子包括定子轭1、多个第一定子齿2和多个第二定子齿3,多个第一定子齿2和多个第二定子齿3均沿定子轭1的周向间隔设置、且相对固定在定子轭1沿轴向的两侧,定子轭1由沿轴向叠压的多个定子轭冲片组成,每个第一定子齿2及每个第二定子齿3均由沿径向叠压的多个形状相同的定子齿冲片组成。
第一转子和第二转子同轴相连,第一转子及第二转子分设于定子沿轴向的两侧,第一转子包括第一背铁8及沿周向依次设置在第一背铁8上的多个第一永磁体6,第一背铁8设置在第一永磁体6沿轴向背向第一定子齿2的一侧,第一永磁体6沿轴向充磁,相邻的两个第一永磁体6的极性相异;第二转子包括第二背铁9及沿周向依次设置在第二背铁9上的多个第二永磁体7,第二背铁9设置在第二永磁体7沿轴向背向第二定子齿3的一侧,第二永磁体7沿轴向充磁,相邻的第二永磁体7的极性相异,且第一永磁体6和第二永磁体7镜像对称,轴向同位置的第一永磁体6和第二永磁体7的对称面具有相同极性,即轴向相同位置的第一永磁体6和第二永磁体7极性相异。
需要说明的是,此处的“周向”、“轴向”以及“径向”均指的是定子轭的周向、定子轭的轴向、定子轭的径向,与常规电机定子轭的“周向”、“轴向”以及“径向”定义相同。
本发明上述实施例提供的横向磁通电机,通过设计横向磁路结构,实现电机电、磁解耦,槽面积不再受到磁负荷的约束;定子采用齿、轭分离结构,第一定子齿2和第二定子齿3均沿径向方向叠片,可极大提升横向磁通电机的可制造性,沿径向方向叠片的第一定子齿2和第二定子齿3的每个定子齿冲片形状一致,大大降低了冲片的工艺复杂程度,保证大批量制造生产的效率;沿轴向方向叠片的定子轭1,在极大提升横向磁通电机的可制造性同时,提高了电机的功率密度,与现有横向磁通电机相比,采用这种分离的定子轭1的电机结构性能可提升13%左右;通过设计两个转子且两个转子轴向对应的两个永磁体的对称面的极性相同,并通过共用的定子轭1进行磁通聚集,可极大提高现有电机功率密度,在上述分离的定子轭1的电机结构基础上,采用本方案所设计的聚磁式横向磁通电机结构性能可提升17%左右,从而达到既简化电机的生产工艺,又提高电机功率密度的效果。
具体地,第一定子齿2及第二定子齿3的叠片方向均与定子轭1的叠片方向正交,第一定子齿2及第二定子齿3的磁场方向均沿径向分布,与径向叠片的第一定子齿2及第二定子齿3平行,定子轭1的磁场方向沿轴向分布,与轴向叠片的的定子轭1平行;轴向相对的两个极性相同的永磁体形成的磁场,经过气隙进入定子齿,轴向相对的定子齿磁场方向相异;轴向两个相对的永磁体产生的磁场共用定子轭联通,即通过定子轭汇总,并与定子绕组匝链,经过两侧的定子齿导通最终与轴向相同面的异性永磁体构成磁回路。
如图7中的箭头所示,第一转子的第一永磁体6产生的磁场回路依次流经:一个第一永磁体6→第一永磁体6和第一定子齿2之间的气隙→一个第一定子齿2→共用的定子轭1→另一个第一定子齿2→第一定子齿2与第一永磁体6之间的气隙→另一个第一永磁体6→第一背铁8,与上述第一转子的第一永磁体轴向相对的第二转子的第二永磁体7产生的磁场回路依次流经:一个第二永磁体7→第二永磁体7和第二定子齿3之间的气隙→一个第二定子齿3→共用的定子轭1→另一个第二定子齿3→第二定子齿3与第二永磁体7之间的气隙→另一个第二永磁体7→第二背铁9,通过共用的定子轭1进行磁通聚集,相较于设置一个转子的方案,可极大提高电机功率密度,从而提高横向磁通电机结构性能。
优选地,如图1和图2所示,定子包括第一定子绕组4和第二定子绕组5,每个第一定子齿2上绕设有第一定子绕组4,每个第二定子齿3上绕设有第二定子绕组5,将第一定子绕组4和第二定子绕组5对应绕设在第一定子齿2和第二定子齿3上,使得第一定子绕组4及第二定子绕组5的绕线更方便,且相较于定子绕组绕设在定子轭1上,有利于减小电机的轴向尺寸;具体地,第一定子绕组4和第二定子绕组5可以均包括绝缘框架和缠绕在绝缘框架上的绕组线圈,以利用绝缘框架将绕组线圈与第一定子齿2或绕组线圈与第二定子齿3隔离开,起到绝缘作用。
可选地,如图3和图4所示,定子包括定子绕组10,位于相邻的第一定子齿2之间的定子轭1上绕设有定子绕组10,即也可以将定子绕组10绕设在定子轭1上,同样能够形成横向磁路,实现电机电、磁解耦,槽面积不再受到磁负荷的约束。
在本发明的一些实施例中,如图1至图4及图6所示,定子轭1上设有与第一定子齿2的数量相等的开口槽11,第一定子齿2朝向第二定子齿3的一端部和第二定子齿3朝向第一定子齿2的一端部沿轴向相对插装在开口槽11中。
第一定子齿2和定子轭1、第二定子齿3和定子轭1均采用这种插装连接结构,使得第一定子齿2与定子轭1、第二定子齿3与定子轭1的装配操作简单,装配牢固;第一定子齿2与定子轭1、第二定子齿3与定子轭1的具体机械配合方式,可以是过盈配合,也可以是焊接固定等方式,均能够实现牢固装配。
进一步地,如图6所示,定子轭1整体呈环形,开口槽11开设在定子轭1的内侧面上且沿定子轭1的径向向定子轭1的外侧面方向延深,且开口槽11沿轴向贯穿定子轭1,利用开口槽11实现将多个第一定子齿2和多个第二定子齿3沿周向间隔固定在定子轭1上,且多个第一定子齿2和多个第二定子齿3固定在定子轭1沿轴向的两侧,且确保每个第一定子齿2及每个第二定子齿3的定子齿冲片的叠压方向均沿径向。
进一步地,如图1至图5所示,第一定子齿2包括沿轴向延伸的第一齿部21及与第一齿部21沿轴向的一端部相连的第一齿靴部22,第一齿靴部22沿垂直于轴向的方向延伸,且第一齿靴部22的两端均延伸出第一齿部21,使第一定子齿2呈T字形,第一齿部21沿轴向的另一端部(即第一齿部21远离第一齿靴部22的一端部)插装在开口槽11中;第二定子齿3包括沿轴向延伸的第二齿部31及与第二齿部31沿轴向的一端部相连的第二齿靴部32,第二齿靴部32沿垂直于轴向的方向延伸,且第二齿靴部32的两端均延伸出第二齿部31,使第二定子齿3呈T字形,第二齿部31沿轴向的另一端部(即第二齿部31远离第二齿靴部32的一端部)插装在开口槽11中。
具体地,沿轴向方向延伸的第一齿部21及第二齿部31,其在垂直于轴向方向(即沿切向)的尺寸较短,该第一齿部21及该第二齿部31用于绕设定子绕组,以给绕线留下足够的空间,且该第一齿部21及该第二齿部31用于导磁以形成磁回路;沿垂直于轴向方向延伸的第一齿靴部22及第二齿靴部32,其在垂直于轴向方向(即沿切向)的尺寸较长,该第一齿靴部22及该第二齿靴部32能够收集从转子来的磁链,聚磁作用好,从而增加电机的性能输出。
在本发明的一个实施例中,如图6所示,定子轭冲片由条形冲片弯圆后形成,条形冲片上开设有槽,条形冲片弯圆后其上槽的槽面积减小,且减小后的槽的形状及尺寸与第一定子齿2朝向第二定子齿3的一端部及第二定子齿3朝向第一定子齿2的一端部的截面形状及尺寸均相适配。
采用条形冲片弯圆后形成的定子轭冲片,相较于圆形冲片,可以减小中间废料,从而提高冲片材料的利用率,便于降低材料成本;条形冲片上开槽的形状及尺寸可以根据实际情况进行合理设计,例如需要弯圆后形成矩形的开口槽11,则可以在条形冲片上设计开口相对较宽的梯形槽,弯圆后开口宽度减小,形成开口宽度与槽底部宽度相等的矩形开口槽11;优选地,条形冲片弯圆后其上槽的槽面积与定子齿(第一定子齿2、第二定子齿3)的齿顶(即第一定子齿2与定子轭1插装配合的一端部、第二定子齿3与定子轭1插装配合的一端部)轴向截面积相等。
具体地,定子轭1由多个条形冲片弯圆后叠装而成,每个条形冲片的形状相同,并在每个条形冲片上开槽,叠装完成形成的环形定子轭冲片的开槽数与横向磁通电机的第一定子齿2或第二定子齿3数量相等;条形冲片弯圆后,其上槽的槽面积变小,且槽面积与第一定子齿2的齿顶轴向截面积相等、且与第二定子齿3的齿顶轴向截面积相等;叠压后的每个定子齿(第一定子齿2及第二定子齿3)放置在弯圆并叠装后形成的定子轭1开口槽11内。
在本发明的另一个实施例中,定子轭冲片由圆形冲片冲压后形成,开口槽11为设于定子轭1的叠片平面上的齿槽,使得定子轭冲片的加工方便,制造成本低。
在本发明的又一个实施例中,定子轭1由多个定子轭1单元沿周向拼装而成,相邻的定子轭1单元之间留有间隙形成开口槽11,或定子轭1单元上设有开口槽11,拼装完成后定子轭1上形成的开口槽11的数量与第一定子齿2或第二定子齿3的数量相等,使得组成每个定子轭1单元的冲片的长度减小,便于每个定子轭1单元顺利叠片。
优选地,定子包括定子外壳,第一定子齿2、第二定子齿3、定子轭1及定子绕组形成的整体塑封在定子外壳内,具体而言,对于第一定子齿2和第二定子齿3上分别绕设第一定子绕组4和第二定子绕组5的情况,定子绕组包括第一定子绕组4和第二定子绕组5,即第一定子齿2、第二定子齿3、定子轭1、第一定子绕组4及第二定子绕组5形成的整体塑封在定子外壳内;对于定子轭1上绕设定子绕组10的情况,即第一定子齿2、第二定子齿3、定子轭1及定子绕组10形成的整体塑封在定子外壳内;具体地,包含有第一定子齿2、第二定子齿3、定子轭1、定子绕组的定子组件,通过填充材料进行包裹,将该定子组件塑封在定子外壳内,所述的填充材料可以为团状模塑料。
综上所述,本发明实施例提供的横向磁通电机,既可以简化电机的生产工艺,又可以提高电机功率密度,通过设计横向磁路结构,实现电机电、磁解耦,槽面积不再受到磁负荷的约束;通过沿径向方向叠片的定子齿,可极大提升横向磁通电机的可制造性,沿径向方向叠片的定子齿的每个定子齿冲片形状一致,保证大批量制造生产的效率;通过沿轴向方向叠片的分离轭部,在极大提升横向磁通电机的可制造性同时,提高了电机的功率密度,与现有横向磁通电机相比,采用这种分离轭部的电机结构性能提升13%左右;通过轴向对应的永磁体极性相同结构,并通过共用的定子轭进行磁通聚集,可极大提高现有电机功率密度,在上述分离的定子轭的电机结构基础上,采用本发明所设计的聚磁式横向磁通电机结构性能可提升17%左右。
本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接,或电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种横向磁通电机,其特征在于,包括:
定子,所述定子采用齿、轭分离结构,包括定子轭、多个第一定子齿和多个第二定子齿,多个所述第一定子齿和多个所述第二定子齿均沿所述定子轭的周向间隔设置、且相对固定在所述定子轭沿轴向的两侧,所述定子轭由沿轴向叠压的多个定子轭冲片组成,每个所述第一定子齿及每个所述第二定子齿均由沿径向叠压的多个形状相同的定子齿冲片组成;和
第一转子及第二转子,分设于所述定子沿轴向的两侧,所述第一转子包括第一背铁及沿周向依次设置的多个第一永磁体,所述第一永磁体沿轴向充磁,相邻的所述第一永磁体的极性相异;所述第二转子包括第二背铁及沿周向依次设置的多个第二永磁体,所述第二永磁体沿轴向充磁,相邻的所述第二永磁体的极性相异,且所述第一永磁体和所述第二永磁体镜像对称,轴向同位置的所述第一永磁体和所述第二永磁体的对称面具有相同极性。
2.根据权利要求1所述的横向磁通电机,其特征在于,
所述定子包括定子绕组,所述定子绕组包括第一定子绕组和第二定子绕组,每个所述第一定子齿上绕设有所述第一定子绕组,每个所述第二定子齿上绕设有所述第二定子绕组。
3.根据权利要求1所述的横向磁通电机,其特征在于,
所述定子包括定子绕组,位于相邻的所述第一定子齿之间的所述定子轭上绕设有所述定子绕组。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的横向磁通电机,其特征在于,
所述定子轭上设有与所述第一定子齿的数量相等的开口槽,所述第一定子齿朝向所述第二定子齿的一端部和所述第二定子齿朝向所述第一定子齿的一端部沿轴向相对插装在所述开口槽中。
5.根据权利要求4所述的横向磁通电机,其特征在于,
所述定子轭整体呈环形,所述开口槽开设在所述定子轭的内侧面上且沿所述定子轭的径向向所述定子轭的外侧面方向延深,且所述开口槽沿轴向贯穿所述定子轭。
6.根据权利要求4所述的横向磁通电机,其特征在于,
所述第一定子齿包括沿轴向延伸的第一齿部及与所述第一齿部沿轴向的一端部相连的第一齿靴部,所述第一齿靴部沿垂直于轴向的方向延伸,且所述第一齿靴部的两端均延伸出所述第一齿部,使所述第一定子齿呈T字形,所述第一齿部沿轴向的另一端部插装在所述开口槽中;
所述第二定子齿包括沿轴向延伸的第二齿部及与所述第二齿部沿轴向的一端部相连的第二齿靴部,所述第二齿靴部沿垂直于轴向的方向延伸,且所述第二齿靴部的两端均延伸出所述第二齿部,使所述第二定子齿呈T字形,所述第二齿部沿轴向的另一端部插装在所述开口槽中。
7.根据权利要求4所述的横向磁通电机,其特征在于,
所述定子轭冲片由条形冲片弯圆后形成,所述条形冲片上开设有槽,所述条形冲片弯圆后其上槽的槽面积减小,且减小后的所述槽的形状及尺寸与所述第一定子齿朝向所述第二定子齿的一端部及所述第二定子齿朝向所述第一定子齿的一端部的截面形状及尺寸均相适配。
8.根据权利要求4所述的横向磁通电机,其特征在于,
所述定子轭冲片由圆形冲片冲压后形成,所述开口槽为设于所述定子轭的叠片平面上的齿槽。
9.根据权利要求4所述的横向磁通电机,其特征在于,
所述定子轭由多个定子轭单元沿周向拼装而成,相邻的所述定子轭单元之间留有间隙形成所述开口槽,或所述定子轭单元上设有所述开口槽。
10.根据权利要求2或3所述的横向磁通电机,其特征在于,
所述定子包括定子外壳,所述第一定子齿、所述第二定子齿、所述定子轭及所述定子绕组形成的整体塑封在所述定子外壳内。
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