专利名称：多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及了一种“多元电/磁通路、低齿槽转矩的磁通切换型电机”，是一种电负荷 和磁负荷分成多单元独立通路，低齿槽转矩，具自容错性的磁通切換型电机。包括定子双永 磁铁心凸极、齿顶弧面弧度削齿转子、三相多元电磁通路的电枢绕组等主要部分。三相电枢 绕组的各相分成若干独立电磁通路，定子铁心凸极采用双永磁，加上转子齿顶弧面的弧度 削齿方法，两者的协同作用最终使电机的齿槽转矩降为最低。该电机是一种具有功率密度 高，高效节能，运转平滑，噪音低，自容错性强，功率可调，且当某一电枢绕组发生故障仍可 继续运行的高可靠性，可作电动机亦可作发电机，全封闭结构，适宜高速、高温和恶劣环境 以及水下使用，适用范围广的全创新型电机。该电机中文简称为多元磁通切换电机，英文缩 写为MFSPM。
背景技术：
随着社会的发展、能源的紧缺，各领域对电机的高性能、高效率、高可靠性等各方面提 出了更高的需求，特别在航空航天、军事装备、海陆交通及一些重要的工矿设备，尤其急需 具有高功率密度(体积小)、高效率(节能)、高可靠性(可带故障运行)、运行平稳(噪声低)、结 构坚固、能耐受恶劣环境、适用范围广等综合性能好的新型电机。但传统的各类电机都很难 完全适应这些条件的要求。目前较为先进的永磁类电机，包括“永磁无刷电机BLDC”、“永磁 同步电机” PMSM、“无铁心永磁电机”等虽有较高的效率，但由于制造工艺和防护性等原因， 一般都采用内转子永磁型结构(无铁心永磁电机则必需釆用转子永磁型结构，而且目前功 率只局限于小、微型电机)。由于转子在运行时温升较高、散热条件差，加上高速旋转时产生 的离心力，易使永磁件退磁或脱落，使用一段时间后容易造成电机性能逐渐下降，甚至不能 使用。“开关磁阻SPM电机”具有结构简单，鲁棒性好，电/磁路独立性好，具容错性，转子没 有永磁，也没有绕组，适应高速、高温运行，但亦存在齿槽转矩脉动大，噪声大，振动大，效率 也低于永磁类电机，加上驱动控制系统复杂、成本高等缺点，未能广泛推广应用。目前除了 开关磁阻电机(但也存在上述的缺点)，其他类型电机都会因某绕组发生很小的一点故障， 电机即时不能继续运行的致命弊端，可靠性不理想，在一些有高可靠性要求的领域，甚至会 酿成重大的安全事故，在军事上会延误战机。研制一种新型的、高功率密度、高效率、鲁棒 性好、具有自容错的高可靠性、在恶劣环境具较强耐受性的节能、环保、坚固、耐用的新型电 机，成为世界各国工程技术人员科研的热点和亟待突破的课题。我司工程技术人员综合分 析各类电机的长、短处，尤其对永磁类电机和开关磁阻电机两类电机所具有的优点或潜在 的可融性，对此进行分析、对比、借鉴、整合，研制发明一种结构、原理、技术特征全新的“多 元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机”。本发明属自主原创性发明。
发明内容
通过对现有的各类电机的各自结构、性能、特点的综合解析，尤其对永磁类、开关磁阻 等较先进电机的深入剖析其各自具有的优点，或潜在的可融性，通过分析、对比、借鉴、整 合、研制发明一种创新型的“多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机”。发明内容如 下。
“多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机”的结构是由带散热肋的外壳、前/ 后端盖，前/后端盖O形密封圈、前端盖转轴密封组件、转轴、前/后轴承、弹簧垫圈、引出线孔密封组件、电枢绕组引出线、电流过载保险器、齿顶弧面削齿的转子、双永磁铁心凸极定子、三相多元电/磁通路电枢绕组等主要构成。
“多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机”的齿顶弧面削齿的转子，技术特征是由硅钢片按要求的尺寸、形状的冲片叠压而成，外圆周均布有偶数个凸齿，凸齿数量根据电机的相数、极数来确定，数量为偶数个，各个凸齿的齿顶弧面均经适度的弧度修削。
“多元电/磁通路、低齿槽转矩的磁通切换型电机”的双永磁铁心凸极定子，技术特征是由硅钢片按要求的尺寸、形状的冲片叠压而成，此有两种方法一，将硅钢片冲成整片后，叠压成一定的厚度而成；方法二，将定子铁心按凸极的数量分成同等份，先按要求的尺寸、形状冲片，再组装叠压成铁心轭部两端有凹凸定位的组件，再组装成整体定子铁心；定子的圆周内均布有偶数铁心凸极，数量是根椐电机的相数、极数来确定，数量为偶数个。
“多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切換型电机”的双永磁铁心凸极，技术特征是 各铁心凸极在沿定子轴向的二槽沟中，均分别各嵌入一片同极性永磁体，即每个凸极中嵌有2片永磁体，构成双永磁铁心凸极，与相邻铁心凸极嵌入的永磁体为异极性；再在定子铁心轭部以上的凸极周边，用玻纤绝缘带包覆、粘结、增强兼作绝缘层。
“多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机”的三相多元电/磁通路电枢绕组， 技术特征是三相多元电/磁通路电枢绕组,分成A相电枢绕组、B相电枢绕组、C相电枢绕组，各相序的电枢绕组各自嵌绕在定子圆周内按各相序、各单元电/磁路对应的铁心凸极； 各相序的电枢绕组都被分成若干单元电/磁通路；同单元的电/磁通路电枢绕组，分别嵌绕在定子圆周内按电机的极数和电/磁路设计相对应的凸极，串联连接，构成一路独立的电/ 磁通路。以定子12极、转子10极电机为例每相在定子中各占有4个铁心凸极，各自分布在定子圆周内相互成90度机械角对应的位置，每2个铁心凸极中的电枢绕组为一单元电/ 磁通路；如A相电枢绕组Ala-Alb为Fl电/磁通路，A2a_A2b为F2电/磁通路；F1电/磁通路电枢绕组的Ala-Alb分别嵌绕在定子圆周内相互成90度机械角分布的铁心凸极，串联连接，构成Fl电/磁通路；A2a-A2b嵌绕在定子圆周径向与Fl通路绕组相对应的铁心凸极， 串联连接，构成F2电/磁通路；F1、F2两路电/磁通路电枢绕组，各自经串接“过载电流保险器”后再并联连接，成为A相具有2单元电/磁通路的电枢绕组，余下B相电枢绕组和C 相电枢绕组的嵌绕和连接方式与A相的电枢绕组相同。
共四张图，如下。
图1为多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机的径向截面原理图。
权利要求
1.“多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机”的结构是由带散热肋的外壳、前/ 后端盖、前/后端盖O形密封圈、转轴、前/后轴承、弹簧垫圈、前端盖转轴密封组件、引出线孔密封组件、过载电流保险器、三相电枢绕组引出电源线、齿顶弧面削齿的转子、双永磁铁心凸极定子、三相多元电/磁通路的电枢绕组等主要构成，技术特征是带散热肋的外壳和前/后端盖，是由铝合金材料或其它金属材枓成型后经机加工而成，外壳与前/后端盖的圆周连接部位有O形密封圈，前端盖的轴孔与转轴之间有密封组件，前端盖轴承室内有弹簧垫圈，前/后端盖的内端面都有加强肋。
2.“多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机”的齿顶弧面削齿的转子，技术特征是由硅钢片按要求的尺寸、形状的冲片叠压而成，外圆周均布有偶数个凸齿，凸齿数量根据电机的相数、极数来确定，数量为偶数个，各个凸齿的齿顶弧面均经适度的弧度修削。
3.“多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机”的双永磁铁心凸极定子，技术特征是由硅钢片按要求的尺寸、形状的冲片叠压而成，此有两种方法一，将硅钢片冲压成整片后，叠装压成一定的厚度而成；方法二，将定子铁心按凸极的数量分成同等份，按要求的尺寸、形状冲片，叠装成轭部两端带凹凸定位的组件，再组装成整体定子铁心；定子的圆周内均布有偶数个铁心凸极，数量是根椐电机的相数、极数来确定，数量为偶数个。
4.“多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切換型电机”的双永磁铁心凸极，技术特征是 各个铁心凸极在沿定子轴向的二槽沟中均分别嵌入一片同极性永磁体，即每个凸极中嵌有 2片永磁体，嵌入的永磁体可以是铁氧体永磁、或稀土钕铁硼永磁、或稀土钐钴永磁、或铝镍钴永磁，构成双永磁铁心凸极，与相邻铁心凸极嵌入的永磁体为异极性；再在定子铁心轭部以上的凸极周边，用玻纤绝缘带包覆粘结、增强兼作绝缘层。
5.“多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机”的三相多元电/磁通路电枢绕组， 技术特征是三相多元电/磁通路电枢绕组,分成A相电枢绕组、B相电枢绕组、C相电枢绕组，它们各自分别嵌绕在定子圆周内按各相序、各自单元电/磁路对应的铁心凸极，各相的电枢绕组都被分成若干单元电/磁通路，同单元电/磁通路的电枢绕组，分别嵌绕在定子圆周内按电机的极数和电/磁通路设计所对应的铁心凸极，串联连接，构成一独立的电/磁通路。
6.“多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机”在现有结构、原理、技术特征和具体实施方式
基础上进行的各种变化和改进、延伸技术。
7.“多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机”中文简称为多元磁通切换电机，英文缩写为MFSPM。
全文摘要
本发明公开了一种多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机，是一种电负荷和磁负荷分成多单元独立通路，低齿槽转矩，具自容错性的磁通切換型电机。包括定子双永磁铁心凸极、齿顶弧面弧度削齿转子、三相多元电磁通路的电枢绕组等主要部分。三相电枢绕组的各相分成若干独立电磁通路，定子铁心凸极采用双永磁，加上转子齿顶弧面的弧度削齿方法，两者的协同作用最终使电机的齿槽转矩降为最低。该电机是一种具有功率密度高，高效节能，运转平滑，噪音低，自容错性强，功率可调，且当某一电枢绕组发生故障仍可继续运行的高可靠性，可作电动机亦可作发电机，全封闭结构，适宜高速、高温和恶劣环境以及水下使用，适用范围广的创新型电机。
文档编号H02K1/14GK103051098SQ201310022818
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月22日 优先权日2013年1月22日
发明者不公告发明人 申请人:广东肇庆新广仪科技有限公司