一種新型具有高轉矩密度的電動滾筒
1.本發明涉及一種新型具有高轉矩密度的電動滾筒，屬于電機領域。
背景技術：
2.電動滾筒屬于一種傳送帶驅動裝置，多工作在低速大轉矩狀態，現有電動滾筒多將驅動電機經齒輪減速后驅動滾筒旋轉，此種電動滾筒的體積與重量均較大，轉矩密度較低。直驅式電動滾筒的永磁外轉子驅動電機的轉子與滾筒固定，轉子旋轉時帶動滾筒旋轉，具有結構簡單，成本低的優點，但是如何使得直驅式電動滾筒能夠穩定工作在低速大轉矩狀態并且具備較高的轉矩密度屬于待研究的課題。
技術實現要素：
3.本發明為了克服以上不足，提供了一種具有高轉矩密度的電動滾筒，通過采用磁場調制永磁電機作為驅動電機使得電動滾筒具有低速大轉矩的輸出特性。
4.本發明的技術方案是：一種具有高轉矩密度的電動滾筒，所述電動滾筒包括外轉子永磁電機與滾筒，所述滾筒固定在外轉子的外周面上，外轉子包括轉子鐵芯與永磁體，多個永磁體沿周向均勻分布在轉子鐵芯的內周面，所述多個永磁體形成halbach陣列結構，定子包括多個定子齒，相鄰定子齒之間形成定子槽，所述外轉子永磁電機為磁場調制永磁電機，選取所述定子極數為p1，轉子極數為p2，p2/p1的值在14至17之間。
5.進一步的，選取所述定子的槽口系數為0.70-0.75，選取極弧系數為0.58-0.64，選取定子內徑與定子外徑的比值在0.64-0.68之間。
6.進一步的，選取定子軛部的磁密為1.58t-1.62t。
7.進一步的，選取永磁體的磁化長度為2.4mm-2.6mm。
8.本發明通過采用磁場調制永磁電機作為驅動電機使得電動滾筒具有低速大轉矩的輸出特性，同時通過對p2/p1、槽口系數、極弧系數、定子內徑與定子外徑的比值、定子軛部的磁密以及永磁體的磁化長度進行優化，使得電動滾筒具有高轉矩密度。
附圖說明
9.圖1是外轉子永磁電機結構示意圖；
10.圖2是轉矩t(p.u.)與p2/p1關系圖；
11.圖3是功率因數與p2/p1關系圖；
12.圖4是轉矩t(p.u.)與槽口系數關系圖；
13.圖5是功率因數與槽口系數關系圖；
14.圖6是轉矩t(p.u.)與極弧系數關系圖；
15.圖7是轉矩t(p.u.)與d2/d1關系圖；
16.圖8是轉矩t(p.u.)與定子軛部磁密關系圖；
17.圖9是功率因數與定子軛部磁密關系圖；
18.圖10是轉矩t(p.u.)與永磁體磁化長度關系圖；
19.圖1-10中所示：1、轉子鐵芯；2、主磁鋼；3、定子齒。
具體實施方式
20.下面結合附圖對本發明作詳細描述：
21.一種具有高轉矩密度的電動滾筒，所述電動滾筒包括外轉子永磁電機與滾筒，所述滾筒固定在外轉子的外周面上，如圖1所述，外轉子包括轉子鐵芯1與永磁體，多個永磁體沿周向均勻分布在轉子鐵芯1的內周面，定子包括多個定子齒3，相鄰定子齒之間形成定子槽，所述外轉子永磁電機為磁場調制永磁電機，通過采用磁場調制永磁電機作為驅動電機使得電動滾筒具有低速大轉矩的輸出特性。
22.進一步的，如圖2與圖3所示，所述定子極數為p1，轉子極數為p2，對p2/p1的值進行優化，分別分析了轉矩t(p.u.)與p2/p1的關系，功率因數pf與p2/p1的關系，選取p2/p1的值在14至17之間，使得電機具備較大的轉矩。
23.進一步的，如圖4與圖5所示，對槽口系數的值進行優化，所述槽口系數為槽開口寬度與定子槽距的比值，分別分析了轉矩t(p.u.)與槽口系數的關系，功率因數pf與槽口系數的關系，選取所述定子的槽口系數為0.70-0.75，如圖6所示，對極弧系數的值進行優化，所述極弧系數為永磁體的極弧長度與轉子極距的比值，選取極弧系數為0.58-0.64，如圖7所示，對d2/d1的值進行優化，選取定子內徑d2與定子外徑d1的比值在0.64-0.68之間，使得電機具備較大的轉矩。
24.進一步的，如圖8與圖9所示，對定子軛部的磁密進行優化，分別分析了轉矩t(p.u.)與定子軛部磁密的關系，功率因數pf與定子軛部磁密的關系，選取定子軛部的磁密為1.58-1.62t，使得電機具備較大的轉矩。
25.進一步的，如圖10所示，對永磁體的磁化長度進行優化，選取永磁體的磁化長度為2.4mm-2.6mm，使得電機具備較大的轉矩。
技術特征：
1.一種新型具有高轉矩密度的電動滾筒，所述電動滾筒包括外轉子永磁電機與滾筒，所述滾筒固定在外轉子的外周面上，外轉子包括轉子鐵芯與多個永磁體，所述多個永磁體沿周向均勻分布在所述轉子鐵芯的內周面，所述多個永磁體形成halbach陣列結構，定子包括多個定子齒，相鄰定子齒之間形成定子槽，其特征在于，所述外轉子永磁電機為磁場調制永磁電機，選取所述定子極數為p1，轉子極數為p2，p2/p1的值在14至17之間。2.根據權利要求1所述的一種新型具有高轉矩密度的電動滾筒，其特征在于，選取所述定子的槽口系數為0.70-0.75，選取極弧系數為0.58-0.64，選取定子內徑與定子外徑的比值在0.64-0.68之間。3.根據權利要求1所述的一種新型具有高轉矩密度的電動滾筒，其特征在于，選取定子軛部的磁密為1.58t-1.62t。4.根據權利要求1所述的一種新型具有高轉矩密度的電動滾筒，其特征在于，選取永磁體的磁化長度為2.4mm-2.6mm。
技術總結
本發明提供一種具有高轉矩密度的電動滾筒，屬于電機領域，所述電動滾筒包括外轉子永磁電機與滾筒，所述滾筒固定在外轉子的外周面上，外轉子包括轉子鐵芯與永磁體，多個永磁體沿周向均勻分布在轉子鐵芯的內周面，所述多個永磁體形成HALBACH陣列結構，定子包括多個定子齒，相鄰定子齒之間形成定子槽，所述外轉子永磁電機為磁場調制永磁電機，使得電動滾筒具有低速大轉矩的輸出特性，選取所述定子極數為P1，轉子極數為P2，P2/P1的值在14至17之間，選取所述定子的槽口系數為0.70-0.75，選取極弧系數為0.58-0.64，選取定子內徑與定子外徑的比值在0.64-0.68之間，選取定子軛部的磁密為1.58T-1.62T，選取永磁體的磁化長度為2.4mm-2.6mm，使得電動滾筒具有高轉矩密度。使得電動滾筒具有高轉矩密度。使得電動滾筒具有高轉矩密度。
