本發(fā)明涉及電機(jī)，具體是涉及一種混合勵磁電滾筒直驅(qū)電機(jī)。

背景技術(shù)：

1、永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)矩由永磁轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩構(gòu)成，永磁轉(zhuǎn)矩由永磁體提供，磁阻轉(zhuǎn)矩由磁阻結(jié)構(gòu)提供，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的主磁場調(diào)節(jié)和控制，從而改善電機(jī)的調(diào)速、驅(qū)動性能或調(diào)壓特性，電滾筒直驅(qū)則意味著采用電機(jī)直接驅(qū)動滾筒，無需通過皮帶等傳動介質(zhì)，從而提高了效能，降低了噪音和震動。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，常規(guī)稀土永磁電機(jī)的工作原理與電勵磁同步電機(jī)相同，但區(qū)別在于稀土永磁電機(jī)是以永磁體替代勵磁繞組進(jìn)行勵磁，當(dāng)稀土永磁電機(jī)的三相定子繞組通入頻率為f的三相交流電后，將產(chǎn)生一個以同步轉(zhuǎn)速推移的旋轉(zhuǎn)磁場，從而驅(qū)動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，然而，稀土永磁材料如釹鐵硼等，價格昂貴，且其生產(chǎn)過程涉及稀土元素的提取與加工，這不僅導(dǎo)致了材料成本的上升，而且由于稀土資源的有限性和市場波動，最終也會影響電機(jī)的整體價格，其次，隨著使用時間的推移，稀土永磁電機(jī)中的永磁體可能會出現(xiàn)磁場退化的現(xiàn)象，這種退化主要是由于周圍環(huán)境的影響、機(jī)械磨損以及長時間運(yùn)行造成的，因此難以避免，容易影響電機(jī)的運(yùn)行效率。

3、此外，稀土永磁電機(jī)對溫度變化非常敏感，高溫環(huán)境會導(dǎo)致永磁材料的磁性能下降，甚至可能出現(xiàn)部分失磁現(xiàn)象，這種性能下降不僅影響電機(jī)的效率和輸出功率，還可能導(dǎo)致電機(jī)的壽命縮短。

4、有鑒于此，本發(fā)明提出了一種混合勵磁電滾筒直驅(qū)電機(jī)以彌補(bǔ)和改善現(xiàn)有技術(shù)的欠缺之處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種能夠降低材料成本和減少出現(xiàn)磁場退化的現(xiàn)象的；能夠提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度和效率的；能夠增強(qiáng)電機(jī)在不同環(huán)境下的通用性和使用壽命的混合勵磁電滾筒直驅(qū)電機(jī)，以解決上述背景技術(shù)中提出的相應(yīng)技術(shù)問題。

2、為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種混合勵磁電滾筒直驅(qū)電機(jī)，包括外殼，所述外殼的中心處轉(zhuǎn)動連接有軸，所述軸的外壁轉(zhuǎn)動連接有定子鐵心，還包括有：省料勵磁機(jī)構(gòu)，用于混磁及合理排布減少稀土永磁體的用量；組合驅(qū)熱機(jī)構(gòu)，用于在不同環(huán)境下組合使用不同驅(qū)熱方式。

3、作為優(yōu)選的，所述省料勵磁機(jī)構(gòu)包括抵接于外殼內(nèi)壁的外轉(zhuǎn)子鐵芯，所述外轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)壁繞圓周等距開設(shè)有多對第一孔槽，每對所述第一孔槽靠近外殼處均開設(shè)若干螺紋孔，所述第一孔槽與外殼對應(yīng)螺紋孔的位置處均共同螺紋連接有固定螺栓，所述外轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)壁繞圓周還等距開設(shè)有多對第二孔槽，所述第二孔槽與第一孔槽間隔分布于外轉(zhuǎn)子鐵芯上。

4、作為優(yōu)選的，所述省料勵磁機(jī)構(gòu)還包括固定連接于外轉(zhuǎn)子鐵芯外壁的多個釹鐵硼，多個所述釹鐵硼均位于每對第二孔槽靠近外殼的一側(cè)，所述外轉(zhuǎn)子鐵芯靠近外殼的外壁邊緣等距固定連接有多個鐵氧體，所述鐵氧體和釹鐵硼的設(shè)置數(shù)量和圓周對應(yīng)位置均一致，所述鐵氧體遠(yuǎn)離釹鐵硼的一側(cè)均貼合于外殼的內(nèi)壁。

5、作為優(yōu)選的，所述組合驅(qū)熱機(jī)構(gòu)包括固定連接于外殼外壁的螺紋環(huán)，所述螺紋環(huán)的外壁螺紋連接有風(fēng)機(jī)，所述外殼的外壁等距固定連接有若干翅片，所述外殼的外壁還固定連接有冷卻管，所述冷卻管的一端固定連通有進(jìn)水口，所述冷卻管的另一端固定連通有出水口。

6、作為優(yōu)選的，所述組合驅(qū)熱機(jī)構(gòu)還包括固定連接于外殼內(nèi)壁邊緣的第二葉門，所述第二葉門遠(yuǎn)離軸的一側(cè)固定連接有滑柱，所述滑柱與風(fēng)機(jī)相抵接，所述第二葉門的中心處開設(shè)有多個凹槽，所述滑柱的外壁活動套接有第一葉門，所述第一葉門靠近第二葉門的一側(cè)固定連接有多個凸塊，所述凸塊的外壁卡接于凹槽內(nèi)。

7、作為優(yōu)選的，所述組合驅(qū)熱機(jī)構(gòu)還包括多個密封圈，多個所述密封圈等距固定連接于第一葉門靠近第二葉門的一側(cè)，所述密封圈的外壁與第二葉門相貼合。

8、作為優(yōu)選的，所述組合驅(qū)熱機(jī)構(gòu)還包括固定連接于第一葉門邊緣的卡塊，所述外殼靠近第二葉門的一側(cè)開設(shè)有一對卡槽，所述卡塊卡接于卡槽內(nèi)，所述第一葉門遠(yuǎn)離第二葉門的一側(cè)固定連接有一對防脫塊。

9、作為優(yōu)選的，所述組合驅(qū)熱機(jī)構(gòu)還包括固定連接于外殼內(nèi)壁的安裝架，所述軸轉(zhuǎn)動貫穿于安裝架的內(nèi)壁。

10、作為優(yōu)選的，所述冷卻管呈均勻且平滑彎曲的方式鋪設(shè)于外殼上。

11、作為優(yōu)選的，所述釹鐵硼的體積設(shè)置小于鐵氧體的體積。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1、通過省料勵磁機(jī)構(gòu)的設(shè)置，將混磁技術(shù)應(yīng)用在助磁同步磁阻電機(jī)上，相比常規(guī)的稀土永磁電機(jī)而言，一方面，利用助磁同步磁阻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，充分利用磁阻轉(zhuǎn)矩，減少永磁體用量，另一方面，采用混磁技術(shù)，將不含稀土的鐵氧體和含稀土的釹鐵硼混合使用，可進(jìn)一步減少稀土永磁體的用量，使得相同性能指標(biāo)下，可減少約一半的稀土永磁體用量，從而降低材料成本。

13、其次，通過合理的永磁體排布，可以提高鐵氧體在反向磁場下的抗退磁能力，在外轉(zhuǎn)子鐵芯上開設(shè)第二孔槽與第一孔槽，可以方便地將外轉(zhuǎn)子鐵芯與外殼進(jìn)行連接和固定，不僅提高了裝配效率，還保證了產(chǎn)品質(zhì)量，使得整個設(shè)備的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固可靠，同時，還可以增加外轉(zhuǎn)子鐵芯的散熱面積，從而提高其散熱性能，高功率電機(jī)中，可確保設(shè)備在長時間運(yùn)行過程中能夠保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)，此外，由于鐵氧體和釹鐵硼的設(shè)置數(shù)量和圓周對應(yīng)位置均一致，以及釹鐵硼的體積設(shè)置小于鐵氧體的體積，配合第一孔槽開設(shè)在釹鐵硼的兩側(cè)，可以有效地調(diào)整磁場的分布，使得磁路設(shè)計更加優(yōu)化，精確控制磁場，減少出現(xiàn)磁場退化的現(xiàn)象。

14、2、外轉(zhuǎn)子鐵芯的設(shè)置還兼顧性價比和功率密度的要求，可以在功率密度接近稀土永磁電機(jī)的情況下，材料成本更低，通過使用導(dǎo)磁性能的殼體設(shè)計，將外轉(zhuǎn)子鐵芯通過固定螺栓固定于外殼的內(nèi)壁，使?jié)L筒的外殼直接作為轉(zhuǎn)子軛部，省掉外轉(zhuǎn)子鐵芯軛部的部分，減少鐵芯材料用量，降低電機(jī)重量，同時，相對增加了氣隙半徑，減少磁路的磁阻，從而提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度和效率。

15、3、通過組合驅(qū)熱機(jī)構(gòu)的設(shè)置，旋轉(zhuǎn)開合第一葉門，配合卡塊、卡槽、凸塊、凹槽和密封圈的共同作用下，以按壓密封的方式，使外殼內(nèi)部形成獨(dú)立密封狀態(tài)，適應(yīng)外部環(huán)境需求，使得工作人員可選擇進(jìn)行風(fēng)冷、水冷和散熱片組合方式散熱，具體散熱方式可根據(jù)電機(jī)的功率密度、工作環(huán)境和成本等因素進(jìn)行權(quán)衡，有利于增強(qiáng)電機(jī)在不同環(huán)境下的通用性，減少出現(xiàn)高溫導(dǎo)致磁材料的磁性能下降的現(xiàn)象，從而提升電機(jī)使用壽命。

技術(shù)特征：

1.一種混合勵磁電滾筒直驅(qū)電機(jī)，包括外殼（1），其特征在于，所述外殼（1）的中心處轉(zhuǎn)動連接有軸（2），所述軸（2）的外壁轉(zhuǎn)動連接有定子鐵心（3），還包括有：省料勵磁機(jī)構(gòu)（4），用于混磁及合理排布減少稀土永磁體的用量；組合驅(qū)熱機(jī)構(gòu)（5），用于在不同環(huán)境下組合使用不同驅(qū)熱方式。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合勵磁電滾筒直驅(qū)電機(jī)，其特征在于，所述省料勵磁機(jī)構(gòu)（4）包括抵接于外殼（1）內(nèi)壁的外轉(zhuǎn)子鐵芯（41），所述外轉(zhuǎn)子鐵芯（41）內(nèi)壁繞圓周等距開設(shè)有多對第一孔槽（44），每對所述第一孔槽（44）靠近外殼（1）處均開設(shè)若干螺紋孔，所述第一孔槽（44）與外殼（1）對應(yīng)螺紋孔的位置處均共同螺紋連接有固定螺栓（46），所述外轉(zhuǎn)子鐵芯（41）內(nèi)壁繞圓周還等距開設(shè)有多對第二孔槽（45），所述第二孔槽（45）與第一孔槽（44）間隔分布于外轉(zhuǎn)子鐵芯（41）上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合勵磁電滾筒直驅(qū)電機(jī)，其特征在于，所述省料勵磁機(jī)構(gòu)（4）還包括固定連接于外轉(zhuǎn)子鐵芯（41）外壁的多個釹鐵硼（42），多個所述釹鐵硼（42）均位于每對第二孔槽（45）靠近外殼（1）的一側(cè)，所述外轉(zhuǎn)子鐵芯（41）靠近外殼（1）的外壁邊緣等距固定連接有多個鐵氧體（43），所述鐵氧體（43）和釹鐵硼（42）的設(shè)置數(shù)量和圓周對應(yīng)位置均一致，所述鐵氧體（43）遠(yuǎn)離釹鐵硼（42）的一側(cè)均貼合于外殼（1）的內(nèi)壁。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合勵磁電滾筒直驅(qū)電機(jī)，其特征在于，所述組合驅(qū)熱機(jī)構(gòu)（5）包括固定連接于外殼（1）外壁的螺紋環(huán)（59），所述螺紋環(huán)（59）的外壁螺紋連接有風(fēng)機(jī)（51），所述外殼（1）的外壁等距固定連接有若干翅片（52），所述外殼（1）的外壁還固定連接有冷卻管（53），所述冷卻管（53）的一端固定連通有進(jìn)水口（54），所述冷卻管（53）的另一端固定連通有出水口（55）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種混合勵磁電滾筒直驅(qū)電機(jī)，其特征在于，所述組合驅(qū)熱機(jī)構(gòu)（5）還包括固定連接于外殼（1）內(nèi)壁邊緣的第二葉門（57），所述第二葉門（57）遠(yuǎn)離軸（2）的一側(cè)固定連接有滑柱（512），所述滑柱（512）與風(fēng)機(jī)（51）相抵接，所述第二葉門（57）的中心處開設(shè)有多個凹槽（515），所述滑柱（512）的外壁活動套接有第一葉門（56），所述第一葉門（56）靠近第二葉門（57）的一側(cè)固定連接有多個凸塊（516），所述凸塊（516）的外壁卡接于凹槽（515）內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種混合勵磁電滾筒直驅(qū)電機(jī)，其特征在于，所述組合驅(qū)熱機(jī)構(gòu)（5）還包括多個密封圈（514），多個所述密封圈（514）等距固定連接于第一葉門（56）靠近第二葉門（57）的一側(cè)，所述密封圈（514）的外壁與第二葉門（57）相貼合。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種混合勵磁電滾筒直驅(qū)電機(jī)，其特征在于，所述組合驅(qū)熱機(jī)構(gòu)（5）還包括固定連接于第一葉門（56）邊緣的卡塊（510），所述外殼（1）靠近第二葉門（57）的一側(cè)開設(shè)有一對卡槽（58），所述卡塊（510）卡接于卡槽（58）內(nèi)，所述第一葉門（56）遠(yuǎn)離第二葉門（57）的一側(cè)固定連接有一對防脫塊（513）。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合勵磁電滾筒直驅(qū)電機(jī)，其特征在于，所述組合驅(qū)熱機(jī)構(gòu)（5）還包括固定連接于外殼（1）內(nèi)壁的安裝架（511），所述軸（2）轉(zhuǎn)動貫穿于安裝架（511）的內(nèi)壁。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種混合勵磁電滾筒直驅(qū)電機(jī)，其特征在于，所述冷卻管（53）呈均勻且平滑彎曲的方式鋪設(shè)于外殼（1）上。

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種混合勵磁電滾筒直驅(qū)電機(jī)，其特征在于，所述釹鐵硼（42）的體積設(shè)置小于鐵氧體（43）的體積。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種混合勵磁電滾筒直驅(qū)電機(jī)，涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，包括外殼，外殼的中心處轉(zhuǎn)動連接有軸，軸的外壁轉(zhuǎn)動連接有定子鐵心，通過省料勵磁機(jī)構(gòu)的設(shè)置，將混磁技術(shù)應(yīng)用在助磁同步磁阻電機(jī)上，相比常規(guī)的稀土永磁電機(jī)而言，一方面，利用助磁同步磁阻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，充分利用磁阻轉(zhuǎn)矩，減少永磁體用量，另一方面，采用混磁技術(shù)，將不含稀土的鐵氧體和含稀土的釹鐵硼混合使用，可進(jìn)一步減少稀土永磁體的用量，使得相同性能指標(biāo)下，可減少約一半的稀土永磁體用量，從而降低材料成本，其次，通過合理的永磁體排布，調(diào)整磁場的分布，使得磁路設(shè)計更加優(yōu)化，精確控制磁場，可以提高鐵氧體在反向磁場下的抗退磁能力。

技術(shù)研發(fā)人員：李慶潘,沈夢杰,馬勇明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江海川電氣科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/10