根据磁通路径的不同,电机可以分为径向磁通电机、轴向磁通电机和横向磁通电机,如图所示。
(a)横向磁通电机转子,(b)横向磁通电机定子,(c)轴向磁通电机,(d)径向磁通电机
横向磁通电机最早由德国Herbert Weh教授提出,这种新型电机的磁通路径与传统径向磁通电机区别较大,其磁通路径的走向为由转子左侧的永磁体经由气隙、左侧定子齿、定子轭部、右侧定子齿,再经由气隙到转子右侧的永磁体再至转子轭部到左侧的永磁体形成闭合回路。
横向磁通电机的绕组也与传统的径向磁通电机和轴向磁通电机的不同,其为集中式环形绕组。正是由于这些独特之处,横向磁通电机比较适合高转矩低转速驱动场合,如舰船驱动等。而横向磁通电机的主要缺点在于由于需要三维磁通路径使得电机的制造工艺较为复杂,另外由于其漏磁现象较为严重使得电机的总电感较高。随着新型软磁复合材料的出现和特性的逐步提高,制造横向磁通电机的工艺能够得到大大的简化。
经过二十多年的发展,国内外的科研工作者们已经设计并制造出各种各样的横向磁通电机。轴向磁通电机的优势在于其特别适合直径轴长比较大的场合。轴向磁通电机的结构形式非常多变,就拓扑结构而言有双定子单转子、双转子单定子、单定子单转子、多定子多转子等,就定子和绕组或者转子的结构而言,其有无铁芯结构,无槽铁芯,有槽铁芯,跨绕在定子齿部的绕组,跨绕在定子轭部的绕组,分布式绕组,集中式绕组,表面贴转子,聚磁式转子等。
轴向磁通电机的制造主要有硅钢片卷制而成。而随着新型材料的发展,其也可以使用非晶合金材料、取向性硅钢片或者软磁复合材料进行制造。相比于横向磁通电机和轴向磁通电机,径向磁通电机的研究最为成熟。
来源:飞行电机
参考文献:刘成成.软磁复合材料铁芯永磁电机新型拓扑结构及优化设计研究[D].河北工业大学,2016.