CN103997175A - 一种独立绕线的外转子电机 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种独立绕线的外转子电机，包括至少一组定子单元、以及与定子单元可拆卸连接的转子，定子单元包括定子、以及可拆卸固定在定子上独立绕线的马蹄形电磁铁，多个电磁铁沿定子径向排列，定子单元之间串联/并联/串并混合连接。本技术方案中，采用可拆卸的定子单元串联/并联/串并混合连接，以适用不同的工作电压和电流，可以根据实际需要仅需增加或减少定子单元就实现不同功率的需要，并且当一组定子单元损坏时，其它定子单元均可工作，无需更换整台电机，进一步保证了设备的安全性，又降低了维护和更换的费用。

Description

一种独立绕线的外转子电机

技术领域

本发明属于电机线圈应用设备技术领域，尤其是涉及一种独立绕线的外转子电机。

背景技术

电动机是把电能转换成机械能的一种设备，它是利用通电线圈产生的旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机。无论是何种结构的电动机，其结构都需要包括定子与转子结构。定子通常是用来形成磁场，转子线圈中通过电流，利用通电线圈在磁场中的受力带动转子旋转。现有技术中为了达到高可靠性的需要，采用电机的设备，一般都需要有备份电机，在一个电机损坏后，还留有另一个电机可以应急使用，但是这就造成了设备需要很大的空间能容纳一定数量的电机，而且，更换整台电机损坏后就没法再使用了，只能更换新的一台电机，再有，现有的定子结构通常是将高磁导率材料加工成一体的具有极头的磁轭，在磁轭上再缠绕线圈，线圈通电后形成N、S极交错分布的磁场构造，为减少定子线圈造成的涡流发热，定子通常是极片层叠而成，制作工艺复杂，并且磁极的个数在加工定子时即可确定，不能实现磁极个数的灵活变化。为实现可变极头个数的定子结构，必须将现有的定子结构进行改造，设计一种可以不依赖于定子尺寸及结构的磁极磁铁结构。

发明内容

为了弥补上述电机输出的扭矩较小，采用电机的设备所需空间较大，并且电机损坏必须更换产生的高成本的缺陷，本发明设计出了一种独立绕线的外转子电机。

实现上述有益效果的技术方案为，一种独立绕线的外转子电机，包括至少一组定子单元、以及与定子单元可拆卸连接的转子，定子单元包括定子、以及可拆卸固定在定子上独立绕线的马蹄形电磁铁，多个电磁铁沿定子径向排列，定子单元之间串联/并联/串并混合连接。本技术方案中，采用可拆卸的定子单元串联/并联/串并混合连接,以实现不同的工作电压和电流，可以根据实际需要仅需增加或减少定子单元就实现不同功率的需要。并且当一组定子单元损坏时，其它定子单元均可工作，无需更换整台电机，进一步保证了设备的安全性，又降低了维护和更换的费用。

所述转子包括输出轴、永磁铁和侧壁，永磁铁围绕在定子单元的电磁铁外侧，输出轴通过侧壁与永磁铁固定到一起。

采用可拆卸的马蹄形电磁铁，定子只需实现加工出需要的安装电磁铁的凹槽即可，在使用的时候，按照定子实际需要按照角度固定到定子上，定子和电磁铁可以分开加工制作，使用时再组合即可，提高了定子的生产效率。

所述电磁铁包括包“U”状芯体和缠绕在芯体上的绝缘导线，所述芯体划分为上侧竖直的两个缠绕部分和下方弯曲的连接部分，绝缘导线缠绕在缠绕部分构成电磁感线圈，电磁感线圈与芯体共同构成电磁铁结构。本技术方案中给电磁铁通电后，其顶端必然存在N、S两级，对应与环形转子的永磁铁的S、N两级，提高了电机的输出效率，同时马蹄形电磁铁的磁感线较为封闭，降低了磁感线带来的涡流干扰，提高电能的使用效率。

所述芯体采用硅钢片层叠固定而成，绝缘导线缠绕在硅钢片的外侧。

优选的，芯体上还设有凸台状的分隔节，分隔节将上方的电磁感应线圈和下方的连接部分分隔开来，分隔节可以防止线圈脱落至底部的连接部分，进一步对线圈起到了固定的作用。

所述每组定子单元中定子的个数为n，对应转子部分永磁铁的个数为n-1，n≥3，定子内部为中空结构；转子的输出轴穿过定子中空部分，输出轴与定子内壁之间固定有轴承。

在转子侧壁上开有出风口，在定子上开有进风口，进风口与出风口配合构成与外界连通气流通道。开设的进风口和出风口进一步的保证了散热效果。

在进风口外侧还固定有输风叶片，输风叶片在转子转动时将气流输送到电机内部。

在定子内部还设有冷却夹层，以实现液体冷却。冷却夹层里面可以充油等物质，进一步提高降温的效果。

附图说明

图1为本发明的一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明电磁铁的一种实施方实施的结构示意图；

图3为本发明转子的A-A向视图；

图4为本发明另一种实施例的结构示意图；

图5为除去转子后的图1实施例的A-A向视图；

图中，1、定子单元；11、进风口；12、定子；2、转子；21、输出轴；22、永磁铁；23、侧壁；24、出风口；25、输风叶片；3、电磁铁；31、芯体；32、绝缘导线；33、缠绕部分；34、连接部分；35、电磁感线圈；4、分隔节；5、轴承；6、冷却夹层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

结合图1，本发明的一种实施方式。一种独立绕线的外转子电机，包括至少一组的定子单元1、以及与定子单元可拆卸连接的转子2，定子单元包括定子、以及可拆卸固定在定子上独立绕线的马蹄形电磁铁3，多个电磁铁沿定子径向排列，定子单元之间串联/并联/串并混合连接，所述转子包括输出轴21、永磁铁22和侧壁23，永磁铁围绕在定子的电磁铁外侧，输出轴通过侧壁与永磁铁固定到一起。定子单元的个数具体的可以根据实际需要设置，至少一组即可，最优选的是12组定子单元。

本实施例中，参照图2，所述电磁铁包括包“U”状芯体31和缠绕在芯体上的绝缘导线32，所述芯体划分为上侧竖直的两个缠绕部分33和下方弯曲的连接部分34，绝缘导线缠绕在缠绕部分构成电磁感线圈35，电磁感线圈与芯体共同构成电磁铁结构，电磁铁的“N”“S”两极分别与芯体两个缠绕部分的顶端对应到一起。所述芯体采用硅钢片层叠固定而成，绝缘导线缠绕在硅钢片的外侧。在芯体上还设有分隔节4，分隔节将上方的电磁感线圈和下方的连接部分分隔开来。

结合图5，本发明在除去转子后，电磁铁径向排列在定子周围，所述每组定子单元中定子的个数为n，对应转子部分永磁铁的个数为n-1，n≥3，定子内部为中空结构；转子的输出轴穿过定子中空部分，输出轴与定子内壁之间固定有轴承5。

结合图3，在转子侧壁23上开有出风口24，在定子上开有进风口11，进风口与出风口配合构成与外界连通气流通道。

在进风口外侧还固定有输风叶片25，输风叶片在转子转动时将气流输送到电机内部。

结合图4，本发明的另一种实施方式，本实施例中，定子采用油冷结构为线圈散热，在定子内部还设有冷却夹层6，以实现液体冷却。

以上所述，为本发明的较佳实施案例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种独立绕线的外转子电机，包括至少一组定子单元（1）、以及与定子单元可拆卸连接的转子（2），其特征在于，定子单元包括定子、以及可拆卸固定在定子上独立绕线的马蹄形电磁铁（3），多个电磁铁沿定子径向排列，定子单元之间串联/并联/串并混合连接。

2.根据权利要求1所述的独立绕线的外转子电机，其特征在于，所述转子包括输出轴（21）、永磁铁（22）和侧壁（23），永磁铁围绕在定子单元的电磁铁外侧，输出轴通过侧壁与永磁铁固定到一起。

3.根据权利要求1所述的独立绕线的外转子电机，其特征在于，所述电磁铁包括包“U”状芯体（31）和缠绕在芯体上的绝缘导线（32），所述芯体划分为上侧竖直的两个缠绕部分（33）和下方弯曲的连接部分（34），绝缘导线缠绕在缠绕部分构成电磁感线圈（35），电磁感线圈与芯体共同构成电磁铁结构。

4.根据权利要求3所述的独立绕线的外转子电机，其特征在于，所述芯体采用硅钢片层叠固定而成，绝缘导线缠绕在硅钢片的外侧。

5.根据权利要求3所述的独立绕线的外转子电机，其特征在于，芯体上还设有凸台状的分隔节（4），分隔节将上方的电磁感应线圈和下方的连接部分分隔开来。

6.根据权利要求1所述的独立绕线的外转子电机，其特征在于，所述每组定子单元中定子的个数为n，对应转子部分永磁铁的个数为n-1，n≥3，定子内部为中空结构；转子的输出轴穿过定子中空部分，输出轴与定子内壁之间固定有轴承（5）。

7.根据权利要求5所述的独立绕线的外转子电机，其特征在于，在转子侧壁上开有出风口（24），在定子上开有进风口（11），进风口与出风口配合构成与外界连通气流通道。

8.根据权利要求7所述的独立绕线的外转子电机，其特征在于，在进风口外侧还固定有输风叶片（25），输风叶片在转子转动时将气流输送到电机内部。

9.根据权利要求6所述的独立绕线的外转子电机，其特征在于，在定子内部还设有冷却夹层（6），以实现液体冷却。