CN102111050A - 电梯的永磁电机 - Google Patents

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Abstract

一种电梯的永磁电机，其包括：一转子，其外周面包括多个永久磁铁；一定子，包围该转子，其内周面包括多个辐射状定子齿，相邻定子齿之间具有一定子槽，每一定子齿具有至少一第一延伸部与一第二延伸部，其中，该第一延伸部、第二延伸部沿径向延伸，且该第二延伸部的顶端与这些永久磁铁保持一个预定的气隙；多个线圈绕组，置于这些定子槽内；以及一个轴承，连接该定子与该转子。

Description

电梯的永磁电机
技术领域
本发明涉及一种永磁电机，特别涉及一种电梯的永磁电机。
背景技术
永磁电机可应用于电梯装置中，例如上海永大吉亿电机有限公司(http://www.giem.com.cn)所制作的永磁电机(PM motor)以及上海永大电梯设备公司(http://www.yungtay.com.cn)所制作的电梯产品。永磁电机包括外转子式(Outer rotor type)的永磁电机以及内转子式(Inner rotor type)的永磁电机。
图1为现有技术的外转子式永磁电机100的构造。(细节请参照IEEE文献，Wang，L.L.，Shen，J.X.，Wang，Y.，Wang，K.；PowerElectronics，Machines and Drives，2008.PEMD 2008.4th IETConference on，“A Novel Magnetic-Geared Outer-RotorPermanent-Magnet Brushless Motor”)外转子式永磁电机100由外表面具有多个辐射状定子齿140的定子135、围绕这些辐射状定子齿140并隔着一定气隙(gap)165而与这些辐射状定子齿140相对的多个磁场调制块130、及围绕这些磁场调制块130并隔着一定气隙160而与这些磁场调制块130相对的转子120所构成，其中，定子135固定于轴承170上。另外，多个磁极用永久磁铁110例如以黏结方式，沿着转子120的内缘面固定而形成圆弧状转子磁极，并与定子135相对。
至于内转子式永磁电机，其与外转子式永磁电机的差异主要在于：转子位于永磁电机内部，而定子包围该转子。也就是说，在内转子式永磁电机中，转子沿着定子内表面而动作。
一般而言，传统永磁电机(例如，外转子式永磁电机)存在着上述磁场调制块的固定问题。
发明内容
为了解决上述磁场调制块的固定问题，因此，本发明的实施例提出改良的永磁电机。
本发明的一个实施例提供了一种电梯的永磁电机，其包括：一转子，其外周面包括多个永久磁铁；一定子，包围该转子，其内周面包括多个辐射状定子齿，相邻定子齿之间具有一定子槽，每一定子齿具有至少一第一延伸部与一第二延伸部，其中该第一延伸部、该第二延伸部沿径向延伸，且该第二延伸部的顶端与这些永久磁铁保持一个预定的气隙；多个线圈绕组置于这些定子槽内；以及一个轴承，连接该定子与该转子。
本发明的另一个实施例提供了一种电梯的永磁电机，其包括：一定子，其外周面包括多个辐射状定子齿，相邻定子齿之间具有一定子槽，每一定子齿具有至少一第一延伸部与一第二延伸部，该第一延伸部、该第二延伸部沿径向延伸；多个线圈绕组置于该些定子槽内；一转子，包围该定子，其内周面包括多个永久磁铁，其中，这些永久磁铁与该第二延伸部的顶端保持一个预定的气隙；以及一个轴承，连接该定子与该转子。
附图说明
图1为现有技术的永磁电机的构造；
图2为根据本发明的一个实施例的永磁电机的构造；
图3为根据本发明的另个一实施例的永磁电机的构造。
主要组件符号说明
100外转子式永磁电机
110磁极用永久磁铁  120转子
130磁场调制块      135定子
140定子齿          160气隙
165气隙            170轴承
200永磁电机        205定子
210定子槽          220转子极
230气隙            240定子小齿
250定子齿          260轴承
270转子            300永磁电机
305定子            310定子槽
320转子极          330气隙
340定子小齿     350定子齿
360轴承         370转子
a宽度           b长度
c宽度           a’宽度
b’长度         c’宽度。
具体实施方式
以下将参照附图说明本发明的优选实施例。
图2为根据本发明的一个实施例的永磁电机200的构造。如图所示，永磁电机200为内转子式永磁电机，可作为电梯的驱动装置。永磁电机200主要由定子205、转子270与轴承260组成，其中，轴承260连接定子205与转子270，且定子205包围转子270。其余永磁电机200用于驱动电梯的构件(例如曳引轮等)可参考现有的上海永大吉仪电机有限公司所制作的永磁电机以及上海永大电梯设备公司所制作的电梯产品，在此不多说明。
定子205为一环状物，其内周面包括12个定子齿250，而每一个定子齿250包括两个定子小齿240，但本发明并不限于此，亦即在其它实施例中，每一个定子齿250可以包括一个或一个以上的定子小齿240(该例为两个定子小齿)。另外，在两相邻定子齿250之间皆具有一定子槽210，供设置线圈绕组(图未显示)。定子小齿240的作用是调制磁场。在此实施例中，定子齿250与两个定子小齿240构成一个类似“Y”字型的结构，但本发明并不限于此，亦即在其它实施例中，可为其它形状。
转子270也为一环状物，固定于轴承260上，其外周面包括44个均匀配置的转子极220，其中，转子极220由永久磁铁构成。另外，转子极220与定子小齿240顶端之间存在着一预定的气隙230，因此，随着轴承260转动的转子270可以沿着定子小齿240顶端转动。
请注意，在此实施例中，定子小齿240数目的总合(在此为24个)为定子槽210数目(在此为12个)的整数倍(在此为2倍)。转子极220(即永久磁铁)数目(在此为44个)等于所有定子小齿240数目与所有线圈绕组通对称多相电流时形成的极对数目之差的2倍。另外，定子小齿240在径向上具有相同长度b，且此长度b与上述气隙230长度的比值介于4～12之间。另外，定子小齿240在圆周方向上具有相同宽度a，且此宽度a与转子极220在圆周方向上的宽度c的比值介于0.8～1.2之间。
图3为根据本发明的另一个实施例的永磁电机300的构造。如图所示，永磁电机300也属于内转子式永磁电机，可作为电梯的驱动装置。永磁电机300主要由定子305、转子370与轴承360组成，其中，轴承360连接定子305与转子370，且定子305包围转子370。其余永磁电机300用于驱动电梯的构件(例如曳引轮等)可参考现有的上海永大吉仪电机有限公司所制作的永磁电机以及上海永大电梯设备公司所制作的电梯产品，在此不多说明。
定子305为一环状物，其内周面包括24个定子齿350，而每一个定子齿350包括一个定子小齿340，但本发明并不限于此，亦即在其它实施例中，每一个定子齿350可以包括一个或一个以上的定子小齿340(该例为一个定子小齿)。另外，在两相邻定子齿350之间皆具有一定子槽310，供设置线圈绕组(图未显示)。定子小齿340的作用是调制磁场。在此实施例中，定子齿350与定子小齿340构成一个类似“T”字型的结构，但本发明并不限于此，亦即在其它实施例中，也可为其它形状。
转子370也为一环状物，固定于轴承360上，其外周面包括44个均匀配置的转子极320，其中，转子极320由永久磁铁构成。另外，转子极320与定子小齿340顶端之间存在着一预定的气隙330，因此，随着轴承360转动的转子370可以沿着定子小齿340顶端转动。
请注意，在此实施例中，定子小齿340数目之总合(在此为48个)为定子槽310数目(在此为24个)的整数倍(在此为2倍)。转子极320(即永久磁铁)数目(在此为44个)等于所有定子小齿340数目与所有线圈绕组通对称多相电流时形成的极对数目之差的2倍。另外，定子小齿340在径向上具有一相同长度b’，且此长度b’与上述气隙330长度的比值介于4～12之间。另外，定子小齿340在圆周方向上具有一相同宽度a’，且此宽度a’与转子极320在圆周方向上的宽度c’的比值介于0.8～1.2之间。在此，本实施例的定子小齿340宽度a’、定子小齿340长度b’以及转子极320宽度c’可根据设计需求而异于或同于前述实施例的定子小齿240宽度a、定子小齿240长度b以及转子极220宽度c，也就是说可以做任意的变化。
以上为电梯的内转子式永磁电机的两个实施例。在其它实施例中，本发明也适用于外转子式永磁电机。
综上所述，本发明的实施例揭露了一种一体成形的定子(例如，定子205或305)，其包括定子齿(例如，定子齿250或350)与定子小齿(例如，定子小齿240或340)，其中，上述定子小齿相当于现有技术的磁场调制块。如此一来，一体成形的定子解决了现有技术中磁场调制块的固定问题。而且，由于本发明的实施例所揭露的永磁电机仅有单一气隙，因此提高了转矩密度，可达到现有技术的永磁电机转矩密度的2倍。

Claims (10)

1.一种电梯的永磁电机，包括：
一转子，所述转子的外周面包括多个永久磁铁；
一定子，包围所述转子，所述定子的内周面包括多个辐射状的定子齿，相邻定子齿之间具有一定子槽，每一定子齿具有至少一第一延伸部与一第二延伸部，其中，所述第一延伸部、所述第二延伸部沿径向延伸，且所述第二延伸部的顶端与所述永久磁铁保持一个预定的气隙；
多个线圈绕组，置于所述定子槽内；以及
一个轴承，连接所述定子与所述转子。
2.根据权利要求1所述的永磁电机，其中，所述第一延伸部与所述第二延伸部的数目分别为所述定子槽数目的整数倍。
3.根据权利要求1所述的永磁电机，其中，所述永久磁铁的数目等于所述第二延伸部数目与所有线圈绕组通对称多相电流时形成的极对数目之差的2倍，且所述永久磁铁按N、S交错排列。
4.根据权利要求1所述的永磁电机，其中，所述第二延伸部在径向上的长度与所述气隙长度的比值介于4～12之间。
5.根据权利要求1所述的永磁电机，其中，所述第二延伸部的宽度与所述永久磁铁在圆周方向上的宽度的比值介于0.8～1.2之间。
6.一种电梯的永磁电机，包括：
一定子，所述定子的外周面包括多个辐射状的定子齿，
相邻定子齿之间具有一定子槽，每一定子齿具有至少一第一延伸部与一第二延伸部，所述第一延伸部、所述第二延伸部沿径向延伸；
多个线圈绕组，置于所述定子槽内；
一转子，包围所述定子，所述转子的内周面包括多个永久磁铁，其中，所述永久磁铁与所述第二延伸部的顶端保持一个预定的气隙；以及
一个轴承，连接所述定子与所述转子。
7.根据权利要求6所述的永磁电机，其中，所述第一延伸部与所述第二延伸部的数目分别为所述定子槽数目的整数倍。
8.根据权利要求6所述的永磁电机，其中，所述永久磁铁的数目等于所述第二延伸部数目与所有线圈绕组通对称多相电流时形成的极对数目之差的2倍，且所述永久磁铁按N、S交错排列。
9.根据权利要求6所述的永磁电机，其中，所述第二延伸部在直径方向上的长度与所述气隙长度的比值介于4～12之间。
10.根据权利要求6所述的永磁电机，其中，所述第二延伸部在圆周方向上的宽度与所述永久磁铁在圆周方向上的宽度的比值介于0.8～1.2之间。
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