CN100338847C - 短磁路结构的无刷直流电机 - Google Patents

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Abstract

短磁路结构的无刷直流电机，它具体涉及无刷直流电机的一种磁路结构的改进，它消除了电枢中的相间磁耦合。本发明由定子4、多个永磁体1、转子2、激磁绕组3组成；4的圆柱套内表面上开有多个宽槽4-2和窄槽4-3，4-2与4-3之间的极身4-1的厚度都相等并且4-1的根部分别间隔绕有第一激磁绕组3a和第二激磁绕组3b，每个4-2两侧4-1上的第一激磁绕组3a和第二激磁绕组3b串联连接，4套在2的外侧，并使4的圆柱套内表面与2上1的外表面之间留有气隙5，同时4的轴心线与2的转动轴心重合。本发明缩短了绕组励磁磁通的磁路，从而提高了电机效率和电流控制精度；它既能作为电动机用，又能作为发电机用，可用于机器人、数控机床及电动车辆上。

Description

短磁路结构的无刷直流电机
技术领域：
本发明涉及一种无刷直流电机，具体涉及无刷直流电机的一种磁路结构的改进。
背景技术：
现有技术中的无刷直流电机的电枢多采用分布绕组结构和集中绕组结构，采用这两种绕组结构时，电枢中相与相之间都存在磁耦合，这样一方面会因互感的存在影响电流的控制精度；另一方面也会因每一相绕组通电产生的磁通所经过的磁路较长而使定子铁耗较大，从而限制了电机效率的进一步提高。
发明内容：
本发明的目的是为解决电枢中相与相之间存在的磁耦合，进而影响控制的精度和增加定子铁耗的问题而设计了一种短磁路结构的无刷直流电机。本发明由定子4、多个永磁体1、转子2、激磁绕组3组成；定子4是圆柱套，转子2为圆柱筒；多个永磁体1装在转子2上并以转子2的转动轴心线为中心轴相互间隔均匀排列，每个永磁体1的长度方向与转子2的轴心线平行并且永磁体1的长度贯穿于转子2的圆柱筒外表面；定子4套在转子2的外侧，并使定子4的圆柱套内表面与永磁体1的外表面之间留有气隙5，同时定子4的轴心线与转子2的转动轴心重合；定子4的圆柱套内表面上开有多个宽槽4-2和窄槽4-3，宽槽4-2和窄槽4-3的长度方向与定子4的轴心线平行并且宽槽4-2和窄槽4-3的长度贯穿于定子4的圆柱套内表面，宽槽4-2与窄槽4-3相互间隔均匀排列，宽槽4-2与窄槽4-3之间的极身4-1的厚度都相等，定子4中的每个极身4-1的根部分别间隔绕有第一激磁绕组3a和第二激磁绕组3b，第一激磁绕组3a和第二激磁绕组3b组成激磁绕组3，每个宽槽4-2两侧的极身4-1上的第一激磁绕组3a和第二激磁绕组3b串联连接。工作原理：每个宽槽4-2两侧极身4-1上的第一激磁绕组3a和第二激磁绕组3b串联连接，构成一相激磁绕组，当其中通以交变电流时，电励磁磁力线利用缠绕着第一激磁绕组3a的极身4-1和缠绕着第二激磁绕组3b的极身4-1就可以形成闭合磁通路，这样的励磁方式可避免相间的磁耦合、缩短绕组励磁磁通的磁路，进而提高电机效率，减少电机的定位转矩，易于电流控制，减少电磁转矩波动。本发明即能作为电动机用、又能作为发电机用，可用于机器人、数控机床及电动车辆上。
附图说明：
图1是本发明整体结构的横截面结构示意图，图2是图1的A-A向剖视图，图3是具体实施方式一中的转子2和永磁体1的组合结构的横截面结构示意图，图4是具体实施方式二的横截面结构示意图，图5是具体实施方式二中的转子2的横截面结构示意图。
具体实施方式：
具体实施方式一：结合图1、图2和图3说明本具体实施方式，本具体实施方式由定子4、多个永磁体1、转子2、激磁绕组3组成；定子4是圆柱套，转子2为圆柱筒；多个永磁体1装在转子2上并以转子2的转动轴心线为中心轴相互间隔均匀排列，每个永磁体1的长度方向与转子2的轴心线平行并且永磁体1的长度贯穿于转子2的圆柱筒外表面；定子4套在转子2的外侧，并使定子4的圆柱套内表面与永磁体1的外表面之间留有气隙5，同时定子4的轴心线与转子2的转动轴心重合；定子4的圆柱套内表面上开有多个宽槽4-2和窄槽4-3，宽槽4-2和窄槽4-3的长度方向与定子4的轴心线平行并且宽槽4-2和窄槽4-3的长度贯穿于定子4的圆柱套内表面，宽槽4-2与窄槽4-3相互间隔均匀排列，宽槽4-2与窄槽4-3之间的极身4-1的厚度都相等，定子4中的每个极身4-1的根部分别间隔绕有第一激磁绕组3a和第二激磁绕组3b，由第一激磁绕组3a和第二激磁绕组3b组成激磁绕组3，每个宽槽4-2两侧极身4-1上的第一激磁绕组3a和第二激磁绕组3b串联连接。定子4选用硅钢片叠加制成；转子2选用硅钢片叠加制成；定子4上宽槽4-2的宽度是窄槽4-3宽度的m-1倍，其中m是电机的相数，并m≥3；永磁体1采用径向充磁，并呈长条形均匀镶在转子2的圆柱筒外表面上，每相邻的两个永磁体1的外表面的磁极极性相反；转子2的圆柱筒外表面上每相邻两个永磁体1之间的中心距L2的长度与定子4上宽槽4-2的宽度L1相等。
具体实施方式二：结合图4和图5说明本具体实施方式，本具体实施方式与具体实施方式一的不同之处在于转子2的外圆柱面上均匀开有多个深槽2-1，每个深槽2-1中都镶嵌着一个永磁体1，永磁体1采用切向充磁，永磁体1的N极和S极分别连接深槽2-1的两个竖壁面；每相邻两个深槽2-1之间的中心距L3的长度与定子4上宽槽4-2的宽度L1相等。

Claims (6)

1、短磁路结构的无刷直流电机，它由定子(4)、多个永磁体(1)、转子(2)、激磁绕组(3)组成；定子(4)是圆柱套，转子(2)为圆柱筒；多个永磁体(1)装在转子(2)上并以转子(2)的转动轴心线为中心轴相互间隔均匀排列，每个永磁体(1)的长度方向与转子(2)的轴心线平行并且永磁体(1)的长度贯穿于转子(2)的圆柱筒外表面；定子(4)套在转子(2)的外侧，并使定子(4)的圆柱套内表面与永磁体(1)的外表面之间留有气隙(5)，同时定子(4)的轴心线与转子(2)的转动轴心重合，其特征在于定子(4)的圆柱套内表面上开有多个宽槽(4-2)和窄槽(4-3)，宽槽(4-2)和窄槽(4-3)的长度方向与定子(4)的轴心线平行并且宽槽(4-2)和窄槽(4-3)的长度贯穿于定子(4)的圆柱套内表面，宽槽(4-2)与窄槽(4-3)相互间隔均匀排列，宽槽(4-2)与窄槽(4-3)之间的极身(4-1)的厚度都相等，定子(4)中的每个极身(4-1)的根部分别间隔绕有第一激磁绕组(3a)和第二激磁绕组(3b)，第一激磁绕组(3a)和第二激磁绕组(3b)组成激磁绕组(3)，每个宽槽(4-2)两侧极身(4-1)上的第一激磁绕组(3a)和第二激磁绕组(3b)串联连接。
2、根据权利要求1所述的短磁路结构的无刷直流电机，其特征在于永磁体(1)采用径向充磁，并呈长条形均匀镶在转子(2)的圆柱筒外表面上，每相邻的两个永磁体(1)的外表面的磁极极性相反。
3、根据权利要求1所述的短磁路结构的无刷直流电机，其特征在于转子(2)的外圆柱面上均匀开有多个深槽(2-1)，每个深槽(2-1)中都镶嵌着永磁体(1)，永磁体(1)采用切向充磁，永磁体(1)的N极和S极分别连接深槽(2-1)的两个竖壁面。
4、根据权利要求1、2或3所述的短磁路结构的无刷直流电机，其特征在于定子(4)上宽槽(4-2)的宽度是窄槽(4-3)宽度的m-1倍，其中m是电机的相数，并m≥3。
5、根据权利要求2所述的短磁路结构的无刷直流电机，其特征在于转子(2)的圆柱筒外表面上每相邻两个永磁体(1)之间的中心距(L2)的长度与定子(4)上宽槽(4-2)的宽度(L1)相等。
6、根据权利要求3所述的短磁路结构的无刷直流电机，其特征在于转子(2)上每相邻两个深槽(2-1)之间的中心距(L3)的长度与定子(4)上宽槽(4-2)的宽度(L1)相等。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
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Assignee: Huiyang Allan Plastic & Electric Industries Co., Ltd.

Assignor: Harbin Institute of Technology

Contract record no.: 2010440000685

Denomination of invention: Brushless DC electric machine in structure of short magnetic circuit

Granted publication date: 20070919

License type: Exclusive License

Open date: 20051116

Record date: 20100609

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Granted publication date: 20070919

Termination date: 20180429