CN102723806A - 行星电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种旋转电机，其转子一边绕自身中心轴线旋转，一边绕定子中心轴线公转，转子这种类似行星的运动方式由行星齿轮机构实现。行星齿轮机构主要由行星轮、中心轮及行星架组成。不同于传统的电机，本发明中的转子自转改变磁场方向，公转改变对应的线圈电流方向，从而保证电磁力矩方向不变。本发明具有机电双重调速功能，即电子调速和行星齿轮机构调速，机电联合调速具有宽广的调速范围。
Description
技术领域
本发明属于电机领域， 尤其涉及一种转子做行星运动的旋转电机。
背景技术
目前所有类型的旋转电机，转子与定子同轴心，转子只绕自己的中心轴旋转。对于同步电动机，要让转子旋转，需要辅以复杂的电子控制技术，以直流电机为例，无刷或有刷电机在转动时，电机线圈的通电方向需要交替变换，才能使电机连续转动，有刷电机的换相靠换相器和电刷共同完成，无刷电机靠传感器和控制器来完成。本发明机械机构不只是为了换相而存在的，它不仅控制磁场翻转，而且能进行机械调速。本发明理论上可以不设置电气控制，但为了拓展本发明的功能，如电子调速、电流换向选择旋转方向，最好引入电气控制，而这样的电气控制技术成熟、结构简单。
发明内容
本发明的转子一边绕自身中心轴线旋转，一边绕定子中心轴线公转，转子这种类似行星的运动方式由行星齿轮机构实现。行星齿轮机构主要由行星轮、中心轮及行星架组成。中心轮又分为太阳轮和内齿圈，将外齿中心轮定义为太阳轮，将内齿中心轮定义为内齿圈。Z1代表太阳轮齿数, Z2代表行星轮齿数, Z3代表内齿圈齿数。转子固定在行星轮上并与行星轮同轴心，定子与中心轮同轴心。太阳轮、行星轮、内齿圈转速不同，可以按需选取进行机械调速。
本发明中的转子数量可以是一个或者多个，每个转子对应一个行星轮，转子和行星轮都通过销轴铰接在行星架上并能绕转子自身中心轴线旋转。本发明中的定子分内定子和外定子，二者一起使用或只用其中一个。
用原动机带动本发明中的行星架或者中心轮旋转，本发明成为发电机，将机械能转换成电能。本发明若要具备电动机功能将电能转换成机械能，则定子和转子的极对数比要与行星轮与太阳轮的齿数比相匹配，以下分述之。
1）内齿圈固定
定子的极对数必多于转子的极对数，它们的极对数比为整数p1，内齿圈齿数Z3与行星轮齿数Z2之比m1必须选取整数， p1为m1的整倍数。
2）太阳轮固定，Z1≥Z2
定子的极对数必多于转子的极对数，它们的极对数比为整数p2，太阳轮齿数Z1与行星轮齿数Z2之比m2必须选取整数，p2为m2的整倍数。
3）太阳轮固定，Z1﹤Z2
转子的极对数必多于定子的极对数，它们的极对数比为整数p3，行星轮齿数Z2与太阳轮齿数Z 1之比m3必须选取整数，p3为m3的整倍数。
附图说明
图1为本发明实例1爆炸视图。
图2为本发明实例1剖视图。
图3为本发明实例1原理图。
图4为本发明实例2爆炸视图。
图5为本发明实例2剖视图。
图6为本发明实例2原理图。
具体实施方式
下面的实施方式描述了几个案例以便于读者充分理解本发明的内涵，但本发明有无穷的实施方案，故本发明不受下述公开的具体实施方案的限制。
实施例1
图1至图3为行星电机领域内电动机的一种具体实施方式，其主要由太阳轮1、行星轮2、内齿圈3、转子4、绕组5、外定子6、行星架11、机壳9、制动器7、制动器8、销轴10组成。转子4和行星轮2作为整体通过销轴10铰接在行星架11上，外定子6固定在机壳9上。
按行星齿轮传动原理，经优化设计了的太阳轮1齿数Z1=40、行星轮2齿数Z2=20、内齿圈3齿数Z3=80。绕组5通直流电，外定子6为4对极，转子4为2对极永磁体。每隔45度，绕组5走向改变一次；转子4每自转90度，磁场翻转一次。
按下制动器7时，内齿圈3固定。永磁体N极对着外定子6的绕组5电流流向纸内，见原理图3，在电磁力矩的作用下，转子4转动并带动行星轮2旋转，内齿圈3轮齿必给行星轮2轮齿一个反作用力使得行星轮2绕太阳轮1旋转，磁场随转子4边旋转边翻转，转子4自转90度，磁场完全翻转，此时永磁体S极对应的外定子6的绕组5电流流出纸外，电磁力矩方向保持不变，转子4的自转方向保持不变、公转方向保持不变，如此循环往复，电机实现连续转动，输出轴为太阳轮1、行星架11。
按下制动器8时，太阳轮1固定，输出轴为内齿圈3、行星架11。
实施例2
图4至图6为行星电机领域内多转子电动机的一种具体实施方式，在实施例1的基础上增加了2对转子4与行星轮2、内定子12和绕组13。外定子6和内定子12固定在机壳9上，外定子6和内定子12均为4对极，转子4为2对极永磁体。绕组5与绕组13通直流电，它们电流方向协调以保证对转子4产主的电磁力矩方向一致。多转子结构不仅增加了输出功率，也消除了起动死点。
按下制动器7时，内齿圈3固定，输出轴为太阳轮1、行星架11。
按下制动器8时，太阳轮1固定，输出轴为内齿圈3、行星架11。
上述实施方式只是本发明有限的几种结构形式，事实上实施例1和实施例2亦可以作为直流发电机，在绕组5和绕组13内产生直流电，此时输出轴变成原动力输入轴。本发明与生俱备发电机功能，在一定条件下，本发明才具备电动机或直流发电机的功能。
总之，转子做行星运动的电机都应属于本发明权利要求的保护范畴。
Claims (7)
1.一种旋转电机，主要由太阳轮、行星轮、内齿圈、转子、绕组、外定子、内定子、行星架、机壳、制动器组成，外定子、内定子固定在机壳上；外定子与内定子可以单独使用或同时使用；转子数量可以不止一个，每个转子对应一个行星轮，转子做行星运动，转子固定在行星轮上， 转子的运动规律由行星齿轮机构控制；在将机械能转换成电能时，太阳轮和内齿圈其中一个固定，另一个与行星架可作为动力输入，行星轮与太阳轮或内齿圈的齿数比可为任意值；在将电能转换成机械能时，太阳轮和内齿圈其中一个固定，另一个与行星架可作为动力输出，内齿圈固定时其齿数是行星轮的整倍数，而太阳轮固定时其齿数是行星轮的整倍数，或者行星轮齿数是太阳轮的整倍数；该行星电机的特征在于：转子做行星运动，一边绕自身中心轴线旋转，一边绕定子中心轴线公转。
2.根据权利要求1所述的行星电机，其特征在于：转子数量为一个或一个以上。
3.根据权利要求1所述的行星电机，其特征在于：转子固定在行星轮上。
4.根据权利要求1所述的行星电机，其特征在于：外定子和内定子同时使用或单独使用其中的一个。
5.根据权利要求1所述的行星电机，其特征在于：内齿圈固定，内齿圈齿数是行星轮齿数的整倍数。
6.根据权利要求1所述的行星电机，其特征在于：当太阳轮固定、太阳轮齿数多于行星轮齿数时，太阳轮齿数是行星轮齿数的整倍数。
7.根据权利要求1所述的行星电机，其特征在于：当太阳轮固定、太阳轮齿数少于行星轮齿数时，行星轮齿数是太阳轮齿数的整倍数。
Priority Applications (1)
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| CN2012102355019A CN102723806A (zh) | 2012-07-10 | 2012-07-10 | 行星电机 |
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|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR3007099A1 (fr) * | 2013-06-17 | 2014-12-19 | Somfy Sas | Reducteur epicycloidal pour actionneur d’enroulement et de deroulement |
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| CN106592464A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-04-26 | 深圳市西莫罗智能科技有限公司 | 双机芯同轴的新型摆闸 |
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2012
- 2012-07-10 CN CN2012102355019A patent/CN102723806A/zh active Pending
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