CN101673973B - 电机 - Google Patents

Abstract

一种电机，包括定子及位于定子内的转子，所述定子包括一外壳，所述外壳垂直电机轴线的横截面为多边形，所述外壳包括若干侧壁及连接相邻侧壁的弧形连接部，所述定子还包括2n个磁铁装设于所述弧形连接部处，所述磁铁形成2m个磁极，m、n皆为正整数且m等于n的两倍或二分之一。本发明电机的永久磁铁设置于多边形外壳内侧的角处，从而转子的外径可做到最大，在同样的体积下，可以最大化电机的功率密度。

Description

电机

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其涉及一种方形电机的定子结构。

背景技术

图5所示为一种传统的永磁直流电机的截面图，此种电机采用圆柱形的外壳1，永久磁铁2安装于圆柱形外壳1的内表面并围绕在转子3的外围。然而，具有此种外形结构的电机存在以下问题：1)运输过程中容易滚动；2)安装不便，需要额外的定位装置。

图6所示为近年来业界开发的一种方形电机，此种电机采用方形的外壳1’，永久磁铁2’安装于外壳1’内表面的四侧壁。此种具方形外壳的电机虽然解决了上述传统圆柱形电机的不足，然而其存在以下问题：1)外壳空间利用率低，四个角处的空间没有得到利用；2)转子3’的外径等于外壳1’的宽度减去外壳1’侧壁的厚度与永久磁铁2’的厚度以及磁铁2’与转子3’之间气隙的宽度，在要求电机外壳尺寸较小的情况下，转子的外径会受外壳1’与磁铁2’厚度的限制，导致体积一定时，电机功率密度低。

因此，有必要开发一种新型的空间利用率高的方形电机。

发明内容

本发明提供一种电机，包括定子及位于定子内的转子，所述定子包括一外壳，所述外壳垂直电机轴线的横截面为多边形，所述外壳包括若干侧壁及连接相邻侧壁的弧形连接部，所述定子还包括2n个磁铁装设于所述弧形连接部处，所述磁铁形成2m个磁极，m、n皆为正整数且m等于n的两倍或二分之一。

本发明所举实施例具有的有益效果：电机的永久磁铁设置于多边形外壳内侧的角处，从而转子的外径可做到最大，在同样的体积下，可以最大化电机的功率密度。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1为本发明一实施例的电机的截面示意图；

图2A为本发明一实施例的电机的磁场分布示意图；

图2B为本发明另一实施例的电机的磁场分布示意图；

图2C为本发明再一实施例的电机的磁场分布示意图；

图3为本发明又一实施例的电机的磁场分布示意图；

图4为本发明又再一实施例的电机的磁场分布示意图；

图5为一现有技术的电机的截面示意图；

图6为另一现有技术的电机的磁场分布示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细描述。

如图1所示，依本发明一实施例的电机包括定子及装设于定子内的转子。所述定子包括一多边形外壳10，及若干个永久磁铁12。优选地，所述外壳10为正多边形。在本实施例中，所述外壳10的垂直电机轴线方向的横截面为正方形，其包括四个侧壁10a，相邻侧壁10a通过一弧形连接部10b连接，所述弧形连接部10b的半径小于外壳10外接圆的半径。所述外壳10为均匀厚度，所述永久磁铁12为四个，分别安装于弧形连接部10b内侧。所述磁铁12的中心线与弧形连接部10b的中心线重合，磁铁12的两端分别紧靠外壳10侧壁的内表面，磁铁12的中间部位与弧形连接部10b之间有间隙，所述间隙内可容置粘结剂用于将磁铁12更牢固地粘到外壳10，在本实施例中，所述间隙内容置一铁块14。转子16收容于外壳10内。在上述实施例中，由于永久磁铁12位于外壳10的四个角处，转子16的外径等于外壳10的宽度减去外壳10侧壁的厚度及转子16与外壳10内壁间气隙的宽度，这样，转子的外径可不受磁铁12的限制，相较于具有同样外壳尺寸的现有技术，本发明的转子16的外径可做到最大。

图2A为本发明一实施例的电机的磁场分布示意图。请参阅图2A，所述磁铁12沿径向极化，其中两相邻磁铁的极化方向为北极朝外，另外两相邻磁铁的极化方向为南极朝外，从北极朝外的磁铁的北极发出的磁力线经过外壳10后进入相邻的南极朝外的磁铁，再经过转子16回到北极朝外的磁铁的南极，这样，两相邻极化方向相反的磁铁共同形成一个磁回路，图中的实线和虚线分别代表两个磁回路，四个磁铁12共形成两个磁极。可以理解地，所述外壳10的厚度也可以不均匀，位于四个角处的弧形连接部10b可以厚于侧壁10a的厚度，从而使得所述磁铁12可直接贴靠于弧形连接部10b的内表面，此种方式称之为表贴式。在本实施例中，所述磁铁12通过粘贴方式固定至弧形连接部10b的内表面，当然，也可以通过其他方式固定。

图2B所示的电机与图2A所示的电机大致相同，不同之处在于：在图2B所示的电机中，磁铁12’沿转子的圆周方向极化，四个磁铁12’分别嵌入外壳10的四个弧形连接部10b内，此种方式称之为嵌入式，四个磁铁12’共形成两个磁极。

图2C所示的电机与图2A所示的电机大致相同，不同之处在于：在图2C所示的电机中，位于对应外壳10对角处的一对磁铁12’嵌入外壳10的弧形连接部10b内，且沿转子的圆周方向极化；位于对应外壳10另一对角处的一对磁铁12直接贴靠于弧形连接部10b的内表面，且沿转子径向极化，四个磁铁12’共形成两个磁极。

图3所示为依本发明另一实施例的电机，所述电机的四个磁铁12皆沿转子径向极化，并直接粘贴于弧形连接部10b的内表面，每一磁铁的极化方向相同，在本实施例中，每一磁铁的北极朝外。从每一磁铁北极发出的磁力线经过位于其两侧的外壳后经由转子回到所述磁铁的南极，这样，每一磁铁可形成两个磁极，所述四个磁铁共形成八个磁极。

图4所示为依本发明再一实施例的电机，所述电机包括两个磁铁12，分别粘贴于位于外壳两对角处的弧形连接部10b的内侧，所述两磁铁12皆沿转子径向极化，每一磁铁10b的极化方向相同，在本实施例中，每一磁铁的北极朝外。从每一磁铁北极发出的磁力线经过位于其两侧的外壳后经由转子回到所述磁铁的南极，这样，每一磁铁可形成两个磁极，所述两磁铁共形成四个磁极。

综上所述，本发明电机的永久磁铁设置于多边形外壳内侧的角处，从而转子的外径可做到最大，在同样的体积下，可以最大化电机的功率密度。可以理解地，上述实施例只是作为举例说明，不应理解为限制本发明，如本发明电机外壳的侧壁不限于四个，如还可以是六个、八个等；本发明的定子可以包括2n个磁铁，共同形成2m个磁极，m、n皆为正整数且m等于n的两倍或二分之一。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电机，包括定子及位于定子内的转子，所述定子包括一外壳，所述外壳垂直电机轴线的横截面为多边形，其特征在于：所述外壳包括若干侧壁及连接相邻侧壁的弧形连接部，所述定子还包括2n个磁铁装设于所述弧形连接部处，所述磁铁形成2m个磁极，m、n皆为正整数，m等于n的两倍或二分之一。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述外壳为均匀厚度，所述磁铁与相应的弧形连接部之间留有空隙用于容置粘结剂于其内。

3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述外壳为均匀厚度，所述磁铁与相应的弧形连接部之间设有铁块。

4.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述弧形连接部的厚度大于侧壁的厚度。

5.根据权利要求1或4所述的电机，其特征在于，所述磁铁贴靠于相应的弧形连接部的内表面或嵌入相应的弧形连接部的里面。

6.根据权利要求1或4所述的电机，其特征在于，所述磁铁中的一部分通过表贴的方式贴靠于相应的弧形连接部的内表面，另一部分通过嵌入的方式嵌入相应的弧形连接部的里面，所述表贴式磁铁与嵌入式磁铁沿所述外壳横截面的周向交替分布。

7.根据权利要求1至4任一项所述的电机，其特征在于，所述定子外壳为正方形，所述磁铁为四个，所述四个磁铁分别贴靠于所述外壳的四个弧形连接部的内表面或嵌入四个弧形连接部的里面，所述磁铁共形成两个磁极。

8.根据权利要求1至4任一项所述的电机，其特征在于，所述定子外壳为正方形，所述磁铁为四个，其中两个磁铁分别贴靠于所述外壳的位于一对角处的弧形连接部的内表面，另外两个嵌入所述外壳的位于另一对角处的弧形连接部的里面。

9.根据权利要求1至4任一项所述的电机，其特征在于，所述磁铁为四个，分别贴靠于所述外壳的四个弧形连接部的内表面，共形成八个磁极。

10.根据权利要求1至4任一项所述的电机，其特征在于，所述定子外壳为正方形，所述磁铁为两个，所述两个磁铁分别贴靠于所述外壳的位于一对角处的弧形连接部的内表面，共形成四个磁极。

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