CN105262305A - 盘式永磁电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盘式永磁电动机，该机采用以直流电磁驱动和永磁体为驱动源的组合式多磁极并和驱动方式，其定子永磁体(3、4)为切向充磁，左右两侧相互错位90度，转子永磁体(5)为轴向充磁，转子永磁体(5)相邻磁极互为相反，当定子部分左侧由直流电流通过电磁线圈(2)产生磁场，使其形成环形闭合的串联磁路，失去定子永磁体(4)对转子的推拉作用，而产生的磁力线对转子永磁体(5)施加推拉作用，同时转子永磁体(5)在右侧的单性磁极的磁峰(13)受到靠近定子永磁体(3)同性磁极一侧的磁推力和另一側异性磁极的磁拉力，既推拉作用，经过换向器(11)交替输入直流电流，使转子连续旋转。

Description

盘式永磁电动机

技术领域

本发明涉及一种永磁直流电动机。

背景技术

在当前科学技术日新月异大发展的形势下，各式各样的新能源电动车辆不断涌现，新型节能型电动机的研发迫在眉睫，本人在本人的永磁电动机发明专利2008101512020的基础上进一步改进研发，改变其结构，加大了电磁线圈对转子和定子与转子永磁体之间的驱动力，设计一种更节能更实用的盘式直流永磁电动机。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用磁性能，改变传统的旋转磁场驱动方式，采用以直流电磁和永磁体做驱动源的并和推拉驱动方式的盘式永磁电动机。

为解决上述技术问题，本发明的盘式永磁电动机采用以直流电磁驱动和永磁体为驱动源的组合式多磁极并和驱动方式，为双侧驱动，转子永磁体和定子永磁体均为扇形体。其定子永磁体和电磁线圈按照极数间隔衔接成环形结构，定子永磁体为切向充磁，两侧定子驱动部分相互错位90度，为了使电动机向同一方向旋转，两侧定子永磁体磁极方向及电磁线圈输入电流方向互为相反，转子永磁体为轴向充磁，为了使磁性聚磁，两边扇面上具有磁峰，转子永磁体相邻磁极互为相反，衔接成环形结构，固定在转子盘的外径上。定子磁极和转子磁极的充磁方向相互垂直，当定子部分一侧由直流电流通过电磁线圈产生磁场，使定子部分形成环形闭合的串联磁路，失去定子永磁体对转子的推拉作用，而产生的磁力线对转子永磁体施加推拉作用，同时转子永磁体在另一侧的单性磁极的磁峰受到靠近定子永磁体同性磁极的磁推力和异性磁极的磁拉力，既推拉作用，两侧同时产生转矩，使转子旋转90度，经过换向器左右两侧交替输入直流电流而产生的转矩，如此循环往复，使转子连续旋转。

假设转子顺时针旋转，当其中一侧定子的永磁体两侧衔接的电磁线圈输入直流电流时，利用定子永磁体的磁路特性，电磁线圈产生的磁场，使定子部分一侧形成环形闭合的串联磁路，失去定子永磁体对转子的推拉作用，而产生的磁力线，则对转子永磁体的磁峰施加推拉作用，同时转子永磁体在的单性磁极的磁峰受到靠近另一侧定子永磁体同性磁极的磁推力和异性磁极的磁拉力，既推拉作用，两种作用使转子产生转矩，使转子旋转90度，转矩大小是根据永磁体材料的磁积能、体积大小、设计形状及电磁线圈所产生磁力线大小决定。从外部供给的直流电流通过电刷-换向装置或电子位置传感器件，控制左右两侧的电磁线圈交替产生磁场，变换定子磁路，使转子连续旋转。

作为本发明所述的电磁线圈输入直流电流后，其作用为：1.产生磁通，改变定子永磁体的磁路，使其形成环形闭合串联磁路。2.所产生的磁力线驱动转子。3.通过输入线圈电流的大小所产生的磁通量，可以调控转子的转数。

本发明所述的永磁电动机，结构简单，如果采用现行无刷直流电动机的位置传感装置，可以成为无刷永磁电动机。由于是采用双边永磁体产生转矩，用调压或限流方法控制电机转数，达到低能耗高效果，适合在新能源电动车辆及家用电器上使用。

附图说明

下面结合附图和本发明的实施方式作进一步详细说明。

图1为盘式永磁电动机剖面结构图。

图2为盘式永磁电动机定子结构图。

图3为盘式永磁电动机转子结构图。

图4为盘式永磁电动机工作原理展开图。

具体实施方式

图1图2图3所示第一种实施方式的盘式永磁电动机结构图。该机为双侧驱动方式，转子由四块轴向充磁的扇形转子永磁体5按照相邻磁极相反规则安装成环形结构，装配在转子圆盘10上，圆盘10固定在机轴9上，每块转子永磁体5两边都有磁峰13，S极磁峰居中，N极磁峰向旋转方向偏离3度，左右相反。左右两侧定子驱动结构相同，每一侧由两片切向充磁的扇形定子永磁体3、4和由软铁14、绕组15组成断面为长方形的扇形的两个电磁线圈1、2间隔衔接成环形定子结构，左右两侧磁极方向相反的定子永磁体3、4和输入电流正负极相反的电磁线圈1、2按圆周相对错位90度，并镶嵌采用非导磁材料制成机壳12内径的凹槽内。和换向器11、轴承8、机轴9等部件构成完整电机。

图4所示盘式永磁电动机的工作原理展开图，

如图所示，当电磁线圈2输入直流电流时电磁线圈2和定子永磁体4形成闭合磁路，定子永磁体4失去对转子永磁体5的推拉作用，电磁线圈2所产生的磁力线推拉了转子永磁体5，同时由于电磁线圈1没有输入直流电流，定子永磁体3两极则对转子永磁体5实行推拉作用，使转子顺时针旋转90度，由换向器11控制两侧电磁线圈轮流输入直流电流，转子连续旋转。

本发明不局限于上述具体实施方式，任何形式的动力装置的定子和转子采用永磁体结构产生转距，由电磁线圈控制磁路，或采用多组多极驱动以及外转子方式等结构，均落在本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种盘式永磁电动机，包括转子磁极(5)、定子磁极(3、4)、以及定子磁极(3、4)相互衔接的电磁线圈(1、2)、电刷-换向装置(11)、机壳(12)，其特征在于：采用以直流电磁驱动和永磁体为驱动源的组合式多磁极并和双侧驱动方式，转子磁极(5)和定子磁极(3、4)均采用永磁体材料，两侧定子驱动部分错位90度，其定子永磁体(3、4)和电磁线圈(1、2)按照极数间隔衔接成环形结构，定子永磁体(3、4)为切向充磁，两侧定子永磁体(3、4)磁极方向及电磁线圈(1、2)输入电流方向互为相反，转子永磁体(5)为轴向充磁，转子永磁体(5)相邻磁极互为相反并衔接成环形结构，固定在转子盘(10)外径上，定子永磁体(3、4)和转子永磁体(5)的充磁方向相互垂直，定子部分一侧由直流电流通过电磁线圈(2)产生磁场，使定子部分形成环形闭合的串联磁路，失去定子永磁体(2)对转子永磁体(5)的推拉作用，而产生的磁力线对转子永磁体(5)施加推拉作用，同时另一侧定子永磁体(1)两极对转子永磁体(5)单极施加推拉作用而产生转矩，使转子旋转90度，两侧由换向器(11)控制交替产生转矩，如此循环往复，使转子连续旋转。

2.按照权利要求1所述的盘式永磁电动机，其特征在于：所述电磁线圈(1、2)以及相衔接的定子永磁体(3、4)和转子永磁体(5)均采用扇形形体，电磁线圈(1、2)内部镶有软铁(14)。

3.按照权利要求1所述的盘式永磁电动机，其特征在于：所述左右两侧定子永磁体(3、4)和电磁线圈(1、2)用机壳(12)凹槽镶嵌固定，转子水磁体(5)固定在转盘(10)上，机壳(12)与转盘(10)均采用非导磁材料制成。

4.按照权利要求1所述的盘式永磁电动机，其特征在于：每块转子永磁体(5)两极均有磁峰(13)。