本發明涉及電機領域，具體是一種高功率密度電機。

背景技術：

在現代交通、高端制造裝備、航空航天、分布式供能系統和先進家用電器領域中，對相關驅動系統性能和可靠性方面的要求日益提高，而部分高端設備對高性能電機及其控制系統則要求具有高功率密度以及強容錯的特性。對于高功率密度和超高功率密度電機，其運行接近散熱和機械強度的極限，如何在提高電機功率密度的同時保障系統的熱穩定和容錯能力成為高性能電機設計面臨的關鍵問題和挑戰。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，提供一種散熱效果較好的高功率密度電機。

為解決上述技術問題，本發明提供的高功率密度電機，它包括機殼、轉子和定子；

定子包括定子鐵心和定子繞組，定子鐵心包括若干個第一區段和若干個第二區段，第一區段和第二區段沿定子鐵心的軸線方向間隔分布，每個第一區段均包括若干個圍繞定子鐵心的軸線周向間隔分布的第一定子齒部，每個第二區段均包括定子軛部和若干個圍繞定子鐵心的軸線周向間隔分布的第二定子齒部，第一定子齒部和第二定子齒部一一對應設置，相對應的第一定子齒部和第二定子齒部均沿定子鐵心的軸線方向重合；

定子鐵心上具有若干個定子槽，每個定子槽的槽底部均設置有一導熱板，每個導熱板均沿定子鐵心的軸線方向延伸，每個導熱板上均設置有若干個導熱齒，任意相鄰兩個第一區段和第二區段之間均設置有一導熱環，每個導熱環的外周沿均與機殼的內壁接觸，每個導熱環的內周沿均與每個導熱板接觸，導熱板、導熱齒和導熱環均由導熱材料制成。

作為優選，所述的定子繞組包括主繞組和輔助繞組，主繞組為集中式繞組，主繞組環繞在第一定子齒部和第二定子齒部上，輔助繞組為分布式繞組，輔助繞組環繞在導熱齒上。

作為優選，所述的定子鐵心的第一區段的軸向長度遠小于第二區段的軸向長度。

作為優選，每個導熱板上的若干個導熱齒均設置為多個齒排，多個齒排均沿導熱板的寬度方向間隔設置，每個齒排中的導熱齒均沿導熱板的長度方向間隔排布。

采用以上結構后，本發明與現有技術相比，具有以下的優點：

本發明的電機，由于在定子槽內設置有導熱板，導熱板上設置有導熱齒，導熱環的外周沿與機殼的內壁接觸，導熱環的內周沿與每個導熱板接觸，這樣，電機運行時產生的熱量可以依次通過導熱齒、導熱板進行軸向傳導，且導熱板上的熱量可以通過導熱環進行徑向傳導，這樣，電機運行時產生的熱量依次通過導熱齒、導熱板和導熱環快速傳導至機殼，然后機殼將熱量散發到空氣中，這樣本發明的散熱效率較高。

本發明的電機，設置有主繞組和輔助繞組，在輔助繞組中通以一定控制策略下的高頻小電流，產生高頻諧波磁場，對原有的主繞組產生的磁場進行補償和調制，通過磁場合成大幅提高氣隙磁場的質量，進而降低主繞組流經功率電流的頻率，減小主繞組逆變電源器件的開關頻率和損耗，提高系統可靠性；并且可以設置主繞組和輔助繞組的容錯運行控制策略，可以實現故障時快速重建恢復平衡磁場，充分發揮輔助繞組在正常運行和故障運行時的不同功用。

附圖說明

圖1是本發明的剖視圖；

圖2是圖1中的a-a向剖視圖；

圖3是圖1中的b-b向剖視圖；

圖4是導熱板、導熱齒和導熱環所組成的組件的結構示意圖；

圖5是導熱板、導熱齒和導熱環所組成的組件的剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細地說明。

由圖1~圖5所示，本發明高功率密度電機包括機殼1、轉子2、定子3和電機軸9。

定子3包括定子鐵心和定子繞組，定子鐵心包括若干個第一區段和若干個第二區段，第一區段和第二區段沿定子鐵心的軸線方向間隔分布，第一區段的外徑較小，每個第一區段均包括若干個圍繞定子鐵心的軸線周向間隔分布的第一定子齒部301，第二區段的外徑較大，每個第二區段均包括定子軛部302和若干個圍繞定子鐵心的軸線周向間隔分布的第二定子齒部303，第一定子齒部301和第二定子齒部303一一對應設置，相對應的第一定子齒部301和第二定子齒部302均沿定子鐵心的軸線方向重合。

定子鐵心上具有若干個定子槽304，每個定子槽304的槽底部均設置有一導熱板4，每個導熱板4均沿定子鐵心的軸線方向延伸，每個導熱板4上均設置有若干個導熱齒5，導熱齒5位于定子槽304內，任意相鄰兩個第一區段和第二區段之間均設置有一導熱環6，每個導熱環6的外周沿均與機殼1的內壁接觸，每個導熱環6的內周沿均與每個導熱板4接觸，導熱板4、導熱齒5和導熱環6均由導熱材料制成，每個導熱板4上的導熱齒5均與導熱板4一體成型設置，所有導熱板4均與所有導熱環6一體成型設置。

所述的定子繞組包括主繞組7和輔助繞組8，主繞組7為集中式繞組，主繞組7環繞在第一定子齒部301和第二定子齒部302上，輔助繞組8為分布式繞組，輔助繞組8環繞在導熱齒5上。

所述的定子鐵心的第一區段的軸向長度遠小于第二區段的軸向長度。

每個導熱板4上的若干個導熱齒5均設置為多個齒排，多個齒排均沿導熱板4的寬度方向間隔設置，每個齒排中的導熱齒5均沿導熱板4的長度方向間隔排布。

電機正常工作時，通過高頻率低功率控制器c2在輔助繞組8中通以一定控制策略下的高頻小電流，產生高頻諧波磁場；通過低頻率大功率控制器c1在主繞組7通以功率電流，產生能量轉換主磁場；高頻諧波磁場對主磁場進行補償和調制，通過磁場合成大幅提高氣隙磁場的質量，進而降低定子鐵心的附加鐵耗和轉子的損耗。

電機開路和短路故障時，通過高頻率低功率控制器c2在輔助繞組8中通以主動濾波效應的時頻控制策略下的跟隨補償電流，產生輔助磁場，伴隨補償因主繞組7故障引起的氣隙磁場畸變，重新建立平衡磁場，保證電機故障情況下一定工作能力。

以上僅就本發明應用較佳的實例做出了說明，但不能理解為是對權利要求的限制，本發明的結構可以有其他變化，不局限于上述結構。總之，凡在本發明的獨立權利要求的保護范圍內所作的各種變化均在本發明的保護范圍內。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種高功率密度電機，它包括機殼、轉子和定子；定子鐵心包括若干個第一區段和若干個第二區段，每個第一區段均包括若干個第一定子齒部，每個第二區段均包括定子軛部和若干個第二定子齒部，第一定子齒部和第二定子齒部一一對應設置，相對應的第一定子齒部和第二定子齒部均沿定子鐵心的軸線方向重合；定子鐵心上具有若干個定子槽，每個定子槽的槽底部均設置有一導熱板，每個導熱板上均設置有若干個導熱齒，任意相鄰兩個第一區段和第二區段之間均設置有一導熱環，每個導熱環的外周沿均與機殼的內壁接觸，每個導熱環的內周沿均與每個導熱板接觸，導熱板、導熱齒和導熱環均由導熱材料制成。本發明散熱效果較好。

技術研發人員：克里斯·杰拉德;張何;張曉晨;李靜;趙偉鐸;施博聞;王天昊
受保護的技術使用者：寧波諾丁漢大學
技術研發日：2017.03.08
技術公布日：2017.07.14