CN103346634A - 一种新型电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型电机，包括电机壳、定子和杯形转子，其特征在于：所述的杯形转子具有，在杯形圆筒壁上设有被磁化的多极永磁铁，定子，具有在定子外套上设有导磁筒，在定子外套内设有线圈骨架，线圈骨架上配置有多组空心线圈，设置在线圈骨架内层筒内壁的线圈与径向对应的外层筒外壁上的线圈相对。本发明特点是：改变了传统电机的定转子结构，通过优化线圈轨迹上的磁场分布，极大的提高线圈与永磁场的相互作用，从而使电机效率得到很大提高，减小了启动电流、降低了耗电量，由于定子线圈为空心线圈，降低了铁损、减轻了电机重量、去除了齿槽效应，同时也降低了电机温升。
Description
技术领域
本发明属于电机领域，涉及一种永磁电动机/发电机。
背景技术
现有的各种电动机，如交流感应电动机，具有结构简单、工作可靠，但有启动困难、启动电流大、耗电量大、发热量高、效率低、调速困难。现有的有刷和无刷直流电动机包括永磁直流电动机，虽有比前者工作效率高、调速容易，但有发热量高、成本高、故障率高、容易烧毁、维修困难、永磁能利用率低、转子惯量大。
现有发电机也有共同缺点，那就是电机容易发热、效率低、永磁能利用率低、使用成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型电机，与现有电机相比，它能充分利用永磁能做功，具有成本低、重量轻、效率高、温升低、耗电量小、转矩大、转子惯量小、工作可靠、可频繁改变正反转、无齿槽效应、使用寿命长。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为；
一种新型电机包括；控制盒、控制元件、前端盖、后端盖、轴承、电机壳、电机轴、定子内套轴承、导磁套、定子、杯形转子，在电机壳两侧装有前端盖和后端盖，两端盖中心设有轴承，电机轴两端通过轴承与前后端盖连接，导磁套、定子内套轴承以及杯形转子一端，分别与电机轴连接，定子设在电机壳内，定子一端与后端盖同心相连接。所述的杯形转子具有：在杯形圆筒壁上设有被磁化的多极永磁铁，而且有圆筒内周面永磁铁的极性与径向所对应的圆筒外周面永磁铁极性相同；定子具有：在定子外套上设置有导磁筒，在定子外套内设有线圈骨架，该线圈骨架为同一圆心不同半径的内外两层圆筒，两圆筒一端相连，在外层圆筒的另一端设有法兰盘，法兰盘与定子外套一端连接，两层圆筒之间能套入上述杯形转子，并均有空隙；线圈骨架上配置有多组空心线圈，设置在线圈骨架内层筒内壁的线圈与径向对应的外层筒外壁上的线圈相对，该线圈通入直流电时径向相对的线圈产生同一磁性；线圈骨架内设有定子内套，定子内套一端与定子内套轴承连接，定子内套另一端与定子外套之间设有支撑圆盘。
以上本发明是用作发电机。
当本发明作为电动机时，将装有控制元件的圆盘形控制盒同心安装在后端盖上，控制元件与电机里的光控器件组成控制电路，来控制定子线圈产生的磁场与杯形转子的永磁铁相互作用，从而实现电动机运转。控制盒用导热性好材料制作，即给电子元件散热又起到保护作用，同时实现机电一体化。
采用本发明优点是；
改变了传统电机的定转子结构，通过优化线圈轨迹上的磁场分布，极大的提高线圈与永磁场的相互作用，从而使电机效率得到很大提高，减小了启动电流、降低了耗电量。
由于定子线圈为空心线圈，降低了铁损、减轻了电机重量、去除了齿槽效应，同时也降低了电机温升。
转子为杯形，减轻了转子重量、降低了转子惯量、提高了改变正反转的频率。
杯形转子内外都有线圈，增大了线圈与转子的作用力；从而提高了电动机的转矩。
本发明是无刷电机与有刷电图机相比，提高了电机可靠性、延长了使用寿命。
本发明用电子器件控制电动机运转，实现了无极变速。
附图说明
图1为本发明一种新型电机半剖示意图；
图2a为本发明一种新型电机线圈与线圈骨架装配示意图；
图2b为本发明一种新型电机线圈骨架剖面示意图；
图3为本发明一种新型电机单个线圈的一种缠绕形式示意图；
图4为本发明一种新型电机定子外套剖面示意图；
图5为本发明一种新型电机导磁筒剖面示意图；
图6为本发明一种新型电机定子内套结构示意图；
图7为本发明一种新型电机转子支架结构示意图；图中仅画出转子支架结构的一半；
图8为本发明一种新型电机杯形转子组装示意图；
图9为本发明一种新型电机转子端盘立体示意图；
图10为本发明一种新型电机永磁铁的充磁方式及立体示意图；
图11为本发明一种新型电机导磁套示意图；
图12为本发明一种新型电机控制盒立体示意图；
图中有；1前端盖，2线圈骨架，3定子外套，4导磁筒，5电机壳，6后端盖，7控制元件，8控制盒，9轴承，10线圈引线，11支撑圆盘，12转子端盘，13永磁铁，14线圈，15导磁套，16定子内套轴承，17定子内套，18转子支架，19电机轴，20定子，21杯形转子，201光控器件，301外套槽，17a内套槽，18a磁铁口，13a螺纹孔；13b反光条，12a端盘孔，12b端盘内口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见附图1至附图12所示，一种新型电机包括；控制盒8、控制元件7、前端盖1、后端盖6、轴承9、电机壳5、电机轴19、定子内套轴承16、导磁套15、定子20、杯形转子21。在电机壳5两侧装有前端盖1和后端盖6，在前端盖1和后端盖6中心设有轴承9，电机轴19两端通过轴承9与前端盖1和后端盖6连接，导磁套15、定子内套轴承16以及杯形转子21一端，分别与电机轴19紧密相连接，定子20设在电机壳5内，定子20一端与后端盖6同心相连接。所述的杯形转子21包括；永磁铁13，转子端盘12，转子支架18，其中转子支架18为非导磁材料，将多对周向充磁的永磁铁13插入紧密配合的磁铁口18a内(参见图7图8)，在永磁铁13全部插入后，在转子支架18的杯形口外圆连同永磁铁13一端加工成能与转子端盘12的端盘内口12b紧密配合的端头(参见图8图9)，转子端盘12用非导磁材料制作，起到固定永磁铁13的作用。转子端盘12的端盘孔12a与转子支架18杯形口上的螺纹孔13a相对，用螺丝紧固(图中没画出)。
定子20包括；导磁筒4、定子外套3、线圈骨架2、线圈14、线圈引线10、支撑圆盘11、定子内套17，其中定子外套3上设有导磁筒4，导磁筒4起到磁屏蔽作用，可用带有绝缘层的硅钢片叠成，或用外层绝缘的高导磁钢丝绕成，也可用高导磁的铁氧体磁瓦合成。线圈骨架2为同一圆心不同半径的内外两层圆筒，两圆筒一端相连，在外层圆筒的另一端设置有法兰盘(见图2b)，两层圆筒之间设有能套入上述杯形转子21，并均有空隙。在线圈骨架2上安装多组空心线圈14，设置在线圈骨架2内与外的线圈14径向相对，该线圈14通入直流电时径向相对的线圈14产生同一磁性。在线圈骨架2内插入定子内套17，定子内套17带有圆盘一端与线圈骨架2内层筒一端同心连接(见图1)后，再套入定子外套3，定子外套3一端与线圈骨架2上的法兰盘同心连接，定子内套17一端与定子内套轴承16连接，另一端与定子外套3之间安装有支撑圆盘11，同时在支撑圆盘11的出线孔(图中没标明)引出线圈引线10，定子20用树脂浇注成一体。
定子外套3上的外套槽301和定子内套17上的内套槽17a是防止线圈14周向移动，定子内套轴承16可防止定子内套径向移动。
以上本发明一种新型电机用作发电机；
当本发明一种新型电机作为电动机时；将装有控制元件7的控制盒8与后端盖6同心连接之后，控制元件7与线圈14的线圈引线10连接。在转子支架18的一端设有反光条13b它与线圈骨架2上的光控器件201组成杯形转子21位置检测器，通过此检测器输出的信号控制控制盒8里的控制元件7来控制每组线圈14电流的方向，来改变线圈14与永磁铁13的相互作用，从而使电动机运转。
Claims (3)
1.一种新型电机，其特征在于，该电机包括；前端盖、后端盖、轴承、电机壳、电机轴、定子内套轴承、导磁套、定子、杯形转子，在电机壳两侧装有前端盖和后端盖，两端盖中心设有轴承，电机轴两端通过轴承与前后端盖连接，导磁套、定子内套轴承以及杯形转子一端，分别与电机轴连接，定子设在电机壳内，定子一端与后端盖同心相连接；
所述的杯形转子具有：在杯形圆筒壁上设有被磁化的多极永磁铁，圆筒内周面永磁铁的极性与径向所对应的圆筒外周面永磁铁极性相同；定子具有：在定子外套上设置有导磁筒，在定子外套内设有线圈骨架，该线圈骨架为同一圆心不同半径的内外两层圆筒，两圆筒一端相连，在外层圆筒的另一端设有法兰盘，法兰盘与定子外套一端连接，两层圆筒之间能套入上述杯形转子，并均有空隙；线圈骨架上配置有多组空心线圈，设置在线圈骨架内层筒内壁的线圈与径向对应的外层筒外壁上的线圈相对，该线圈通入直流电时径向相对的线圈产生同一磁性；线圈骨架内设有定子内套，定子内套一端与定子内套轴承连接，定子内套另一端与定子外套之间设有支撑圆盘。
2.根据权利要求1所述的一种新型电机，其特征在于所述杯形转子固定永磁铁的材料为非导磁材料。
3.根据权利要求1所述的一种新型电机，其特征在于所述导磁筒、定子外套、线圈骨架、线圈、定子内套和支撑圆盘用树脂浇注成一体。
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