CN104319967A - 一种双旋转磁场电机 - Google Patents
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Abstract
双旋转磁场电机为内定子外转子式电机，包括定子、第一转子、第二转子和转轴，定子包括3的倍数个电磁铁，电磁铁组成空心圆柱体结构，每个电磁铁由铁芯6和绕组4组成；定子通上三相交流电后，所述定子两端的气隙产生两个极性相反的圆形旋转磁场；每个转子包括2的倍数个永磁铁，永磁铁组成空心圆柱体结构；每个转子相邻的永磁铁磁极极性相反，同一相位的两个转子永磁铁南北磁极排列对称相反；转轴依次穿过第一转子、定子、第二转子；定子与转轴固定，第一转子和第二转子与转轴活动连接；定子绕组采用三角形或星形接法。本发明双边拖动，将电机工作效率提高一倍。
Description
技术领域
本发明涉及一种双旋转磁场电机。
背景技术
现有的同步电机和异步电机，交流电机和直流电机，其中电机定子为凸极式定子，定子一端为凸极形式，另一端为整体结构，定子一端的凸极的电磁场做功，而另一端的整体结构的电磁场没有做功，起固定电机定子磁极的作用，使电机形成单边拖动；由于定子一端的整体结构的电磁场没有做功，此端由电能转变为电磁场的能量也就被浪费掉了，定子一端的凸极的电磁场做了多少功，定子一端的整体结构就浪费多少能量，另外，定子一端的整体结构浪费的电磁场会产生噪音、震动，并形成涡流发热，影响电机的运行性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种双边拖动、将工作效率提高一倍的双旋转磁场电机。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种双旋转磁场电机，为内定子外转子式电机，所述内定子外转子式电机包括定子、第一转子、第二转子和转轴，所述定子包括3的倍数个扇形电磁铁，所述扇形电磁铁组成空心圆柱体结构，每个电磁铁由铁芯6和绕组4组成；所述定子通上三相交流电后，所述定子两端的气隙产生两个极性相反的圆形旋转磁场；每个转子包括2的倍数个扇形永磁铁，所述扇形永磁铁组成空心圆柱体结构；每个转子相邻的永磁铁南北磁极极性相反，同一相位的两个转子永磁铁南北磁极排列对称相反；所述转轴依次穿过第一转子、定子、第二转子；定子与转轴固定，第一转子和第二转子与转轴活动连接；定子绕组的接线方式采用三角形接法或星形接法。
进一步，所述内定子外转子式电机中，所述定子的扇形电磁铁通过树脂与转轴固定。
一种双旋转磁场电机，为外定子内转子式电机，所述外定子内转子式电机包括定子、第一转子、第二转子和转轴，所述定子包括3的倍数个U形电磁铁，所述U形电磁铁组成空心圆柱体结构；每个电磁铁由铁芯6和绕组4组成，所述定子通上三相交流电后，所述定子两端的气隙产生两个极性相反的圆形旋转磁场；每个转子包括2个或2的倍数个瓦状的永磁铁，所述瓦状的永磁铁组成空心圆柱体结构；每个转子相邻的永磁铁南北磁极极性相反，同一相位的两个转子永磁铁南北磁极排列对称相反；所述转轴穿过第一转子和第二转子，且分别与两个转子固定，形成转子组件，转子组件穿过定子；定子绕组的接线方式采用三角形接法或星形接法。
进一步，所述外定子内转子式电机还包括机壳，所述定子的U形电磁铁通过树脂与机壳固定。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
定子两端产生两个极性相反的圆形旋转磁场，在消耗同样的电能的情况下，双旋转磁场电机能够产生两个对应相反的旋转磁场，使两个转子往同一方向做功，实现电机双边拖动，输出比传统电机高一倍的扭矩动能，那么电机工作效率也就提高一倍；噪音低，运行温度低，维修率低。
附图说明
图1是实施例1内定子外转子式电机的结构示意图。
图2是实施例1转子的结构示意图。
图3是实施例5外定子内转子式电机的结构示意图。
图4是图1的绕组采用星形接法的接线图。
图5是实施例1的转子的南北磁极的极性采用SNSN排列方式的平面展开示意图。
图6是实施例1的转子的南北磁极的极性采用NSNS排列方式的平面展开示意图。
图中：1—第一转子，2—第二转子，3—定子，4—绕组，5—转轴，6—铁芯。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例为内定子外转子式电机，参照图1，内定子外转子式电机包括定子3、第一转子1、第二转子2和转轴5，定子3包括3个扇形电磁铁，所述扇形电磁铁组成空心圆柱体结构，所述扇形电磁铁通过树脂与转轴5固定，每个电磁铁由铁芯6和绕组4组成，定子3通上三相交流电后，定子3两端的气隙产生两个极性相反的圆形旋转磁场；参照图2，每个转子包括2个扇形永磁铁，所述扇形永磁铁组成空心圆柱体形状结构，每个转子相邻的永磁铁南北磁极极性相反，同一相位的两个转子永磁铁南北磁极排列对称相反；转轴5依次穿过第一转子1、定子3、第二转子2；定子3与转轴5固定，第一转子1和第二转子2与转轴5活动连接；定子绕组的接线方式采用三角形接法；
实施例2
本实施例与实施例1的区别仅在于：定子3包括6个扇形电磁铁，所述扇形电磁铁组成空心圆柱体形结构；每个转子包括4个扇形永磁铁，所述扇形永磁铁组成空心圆柱体结构；定子绕组的接线方式采用星型接法。其余同实施例1。
实施例3
本实施例与实施例1的区别仅在于：定子3包括12个扇形电磁铁，所述扇形电磁铁组成空心圆柱体形结构；每个转子包括8个扇形永磁铁，所述扇形永磁铁组成空心圆柱体形结构。其余同实施例1。
实施例4
本实施例与实施例1的区别仅在于：定子3包括24个扇形电磁铁，所述扇形电磁铁组成空心圆柱体形结构；每个转子包括16个扇形永磁铁，所述扇形永磁铁组成空心圆柱体形结构。其余同实施例1。
实施例5
本实施例为外定子内转子式电机；参照图3，外定子内转子式电机包括定子3、第一转子1、第二转子2和转轴5，定子3包括3个U形电磁铁，所述U形电磁铁组成空心圆柱体形结构；每个电磁铁由铁芯6和绕组4组成，定子3通上三相交流电后，定子3两端的气隙产生两个极性相反的圆形旋转磁场；每个转子包括2个瓦状的永磁铁，所述瓦状的永磁铁组成空心圆柱体形结构；每个转子相邻的永磁铁南北磁极极性相反，同一相位的两个转子永磁铁南北磁极排列对称相反；转轴5穿过第一转子1和第二转子2，且分别与两个转子固定，形成转子组件，转子组件穿过定子3；定子绕组的接线方式采用三角形接法。所述外定子内转子式电机还包括机壳，所述定子3的U形电磁铁通过树脂与机壳固定。
实施例6
本实施例与实施例4的区别仅在于：定子3包括6个U形电磁铁，所述U形电磁铁组成空心圆柱体形结构；每个转子包括4个瓦状的永磁铁，所述瓦状的永磁铁组成空心圆柱体形结构；定子绕组的接线方式采用星形接线方法。其余同实施例5。
实施例7
本实施例与实施例4的区别仅在于：定子3包括12个U形电磁铁，所述U形电磁铁组成空心圆柱体形结构；每个转子包括8个瓦状的永磁铁，所述瓦状的永磁铁组成空心圆柱体形结构。其余同实施例5。
实施例8
本实施例与实施例4的区别仅在于：定子3包括24个U形电磁铁，所述U形电磁铁组成空心圆柱体形结构；每个转子包括16个瓦状的永磁铁，所述瓦状的永磁铁组成空心圆柱体形结构。其余同实施例5。
电机的工作原理如下，以实施例1的结构为例说明。
参照图1，定子3的6个扇形电磁铁分别为T1、T2、T3、T4、T5、T6，第一转子1的4个扇形永磁铁分别为N1、N2、S1、S2，第二转子2的4个扇形永磁铁分别为N1′、N2′、S1′、S2′。绕组4包括3个相位绕组，定子3的电磁铁T1、电磁铁T4组成A相位绕组；电磁铁T2、电磁铁T5组成B相位绕组；电磁铁T3、电磁铁T6组成C相位绕组；绕组4的接线方式采用三角形接法或星形接法。
根据电磁原理，电磁铁通电后会形成电磁场，那么T1、T2、T3、T4、T5、T6这6个扇形电磁铁就有6个各自对称的电磁场；参照图4，A相位绕组与变频器的输出端U相连；B相位绕组与变频器的输出端V相连；C相位绕组与变频器的输出端W相连；当变频器的输出端U、V、W输出正弦波交流电流时，定子3两端气隙中会产生两个磁场极性对称相反的圆形旋转磁场；两个磁场极性对称相反的圆形旋转磁场分别驱动定子3两端的第一转子1和第二转子2，同一相位的两个转子永磁铁南北磁极排列对称相反；使第一转子1和第二转子2朝一个方向转动；变频器控制电机的正反方向转动。
参照图5、图6，第一转子1、第二转子2转动方向朝同一方向转动的磁场排列方式如下：第一转子1、第二转子2在同一电机转轴5上时，同一相位的两个转子永磁铁南北磁极排列对称相反；实现电机双边拖动。
本发明的双旋转磁场电机与传统电机比较，本发明把传统电机浪费的能量利用起来，在消耗同样的电能的情况下，双旋转磁场电机能够产生两个对应相反的旋转磁场，使两个转子往同一方向做功，实现电机双边拖动，输出比传统电机高一倍的扭矩动能，那么电机工作效率也就提高一倍。
本发明可应用于航海、航空、家用电器等领域，通用性强。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (4)
1.一种双旋转磁场电机，为内定子外转子式电机，其特征在于：所述内定子外转子式电机包括定子、第一转子、第二转子和转轴，所述定子包括3的倍数个扇形电磁铁，所述扇形电磁铁组成空心圆柱体结构，每个电磁铁由铁芯6和绕组4组成；所述定子通上三相交流电后，所述定子两端的气隙产生两个极性相反的圆形旋转磁场；每个转子包括2的倍数个扇形永磁铁，所述扇形永磁铁组成空心圆柱体结构；每个转子相邻的永磁铁南北磁极极性相反，同一相位的两个转子永磁铁南北磁极排列对称相反；所述转轴依次穿过第一转子、定子、第二转子；定子与转轴固定，第一转子和第二转子与转轴活动连接；定子绕组的接线方式采用三角形接法或星形接法。
2.如权利要求1所述的双旋转磁场电机，其特征在于：所述内定子外转子式电机中，所述定子的扇形电磁铁通过树脂与转轴固定。
3.一种双旋转磁场电机，为外定子内转子式电机，其特征在于：
所述外定子内转子式电机包括定子、第一转子、第二转子和转轴，所述定子包括3的倍数个U形电磁铁，所述U形电磁铁组成空心圆柱体结构；每个电磁铁由铁芯6和绕组4组成，所述定子通上三相交流电后，所述定子两端的气隙产生两个极性相反的圆形旋转磁场；每个转子包括2个或2的倍数个瓦状的永磁铁，所述瓦状的永磁铁组成空心圆柱体结构；每个转子相邻的永磁铁南北磁极极性相反，同一相位的两个转子永磁铁南北磁极排列对称相反；所述转轴穿过第一转子和第二转子，且分别与两个转子固定，形成转子组件，转子组件穿过定子；定子绕组的接线方式采用三角形接法或星形接法。
4.如权利要求3所述的双旋转磁场电机，其特征在于：所述外定子内转子式电机还包括机壳，所述定子的U形电磁铁通过树脂与机壳固定。
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