CN106787304A - 一种中高档电机组件结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中高档电机组件结构，包括转轴、定子铁芯和转子铁芯，所述转轴的外部依次套接有第一平衡环、转子铁芯和第二平衡环；所述转子铁芯的外部设有定子铁芯，在定子铁芯的内侧分别设有六个定子铁芯极，所述每个定子铁芯极的两端都有一个极靴，在每个定子铁芯极上面套有一个环形线圈绕组；所述转轴外侧套接有转子铁芯，所述转子铁芯的中间安装有主转轴，本发明提供了具有噪音小、磁场分布均匀、电磁震动小的优点的中高档电机组件技术，由于转子的每一个磁极的磁铁的有效宽度K与极靴的两个轴向边缘的距离L相等，即凸极的磁通量大多都穿过了转子的磁铁，因此减少了漏磁量，提高了无刷电机的性能，应用前景好。

Description

一种中高档电机组件结构
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种中高档电机组件结构。
背景技术
近几年来，无刷电机成为在模型领域里快速发展的一种动力，由于产量和价格的原因，过去几年无刷电机多使用在中高档航空模型中，现在由于机械加工技术的快速发展，无刷电机的生产成本下降许多，目前它正进入模型领域的各个层面，从电动遥控车到电动遥控船再到电动模型飞机，无处不在；无刷电机优点：无电刷、低干扰，噪音低，运转顺畅，寿命长，低维护成本；
但是目前的市场上现有的无刷电机漏磁严重，电机的性能收到严重限制，目前的无刷电机已具有噪音小、磁场分布均匀、电磁震动小的优点，但是部分无刷电机在漏磁措施保护不当，影响的电机的性能，该方面的研究还有待进一步拓展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种中高档电机组件结构，通过控制转子的每一个磁极磁铁的有效宽度K与极靴的两个轴向边缘的距离L，减少了漏磁量，提高了无刷电机的性能，有效的解决了现有技术的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为:一种中高档电机组件结构，包括转轴、定子铁芯和转子铁芯，所述转轴的外部依次套接有第一平衡环、转子铁芯和第二平衡环；所述转子铁芯的外部套接有定子铁芯，在定子铁芯的内侧分别设有六个定子铁芯极，所述每个定子铁芯极的两端都有一个极靴，在每个定子铁芯极上面套有一个环形线圈绕组；
所述转子铁芯的中间安装有主转轴，在主转轴的外侧按照顺时针分别设有第一磁极、第二磁极、第三磁极、第四磁极、第五磁极、第六磁极、第七磁极、第八磁极、第九磁极、第十磁极、第十一磁极和第十二磁极；所述第一磁极、第二磁极和第十二磁极构成第一组磁极；所述第二磁极、第三磁极、第四磁极构成第二组磁极；所述第四磁极、第五磁极、第六磁极构成第三组磁极；所述第六磁极、第七磁极、第八磁极构成第四组磁极；所述第八磁极、第九磁极、第十磁极构成第五组磁极；所述第十磁极、第十一磁极和第十二磁极构成第六组磁极；
所述第一到第六组磁极中间按照逆时针顺序分别设有第一磁铁和第二磁铁、第三磁铁和第四磁铁、第五磁铁和第六磁铁、第七磁铁和第八磁铁、第九磁铁和第十磁铁、第十一磁铁和第十二磁铁。作为本发明一种优选的技术方案，所述转子铁芯的上下两端分别设有第一平衡环和第二平衡环，且转轴在第一平衡环、转子铁芯和第二平衡环的圆环中间的位置。
作为本发明一种优选的技术方案，所述转轴在所述第一平衡环、转子铁芯和第二平衡环圆环中间的位置。
作为本发明一种优选的技术方案，所述极靴的两个轴向边缘的距离为L，相邻的两个极靴之间的间隔为D，且间隔D是气隙径向厚度的3.2倍，所述极靴的两个轴向边缘的距离L是相邻的两个极靴之间的间隔D的4至5倍。
作为本发明一种优选的技术方案，所述第一磁铁和所述第二磁铁是一组对称磁铁，外部由所述第十二磁极、第一磁极、第二磁极构成的第一组磁极环绕。
作为本发明一种优选的技术方案，所述第一磁极到所述第十二磁极的磁铁有效宽度都是K，且K是所述极靴的两个轴向边缘距离L的0.9至1.1倍。
作为本发明一种优选的技术方案，所述线圈绕组为集中式绕组。
作为本发明一种优选的技术方案，所述沿转子铁芯的磁铁能作为相邻两个磁极的共用磁铁。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种中高档电机组件结构，采用均匀安置磁铁和磁极的方式，有效的实现噪音小、磁场分布均匀、电磁震动小的功能，另外，该发明转子的每一个磁极的磁铁的有效宽度K与极靴的两个轴向边缘的距离L基本相等，即凸极的磁通量大多都穿过了转子的磁铁，因此减少了漏磁量，提高了无刷电机的性能，解决了现有的电机漏磁、磁保护不当的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明所示转子铁芯及其磁铁的截面示意图；
图2为本发明定子铁芯的截面结构示意图；
图3为本发明转子的结构示意图。
图中，1-定子铁芯；2-定子铁芯极；3-极靴；4-第一磁铁；5-第一磁极；6-第二磁铁；7-第二磁极；8-第三磁铁；9-第三磁极；10-第四磁铁；11-第四磁极；12-第五磁铁；13-第五磁极；14-；15-第六磁铁；16-第六磁极；17-第七磁铁；18-第七磁极；19-第八磁铁；20-第八磁极；21-第九磁铁；22-第九磁极；23-第十磁铁；24-第十磁极；25-第十一磁铁；26-第十一磁极；27-第十二磁铁；28-第十二磁极；29-线圈绕组；30-转轴；31-第一平衡环；32-转子铁芯；33-第二平衡环；L-极靴的两个轴向边缘的距离；D-相邻的两个极靴之间的间隔；K-磁极的磁铁的有效宽度。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参阅图1、图2和图3，本发明提供一种技术方案：一种中高档电机组件结构，包括转轴30、定子铁芯1和转子铁芯32，在转轴30的外部依次套接有第一平衡环31、转子铁芯32和第二平衡环33；转子铁芯32的上下两端分别设有第一平衡环31和第二平衡环33，且转轴30在第一平衡环31、转子铁芯32和第二平衡环33的圆环中间的位置；
所述转子铁芯32的外部设有定子铁芯1，在定子铁芯1的内侧分别设有六个定子铁芯极2，每个定子铁芯极2的两端都有一个极靴3，在每个定子铁芯极2上面套有一个环形线圈绕组29；极靴3的两个轴向边缘的距离为L，相邻的两个极靴之间的间隔为D，间隔D大于气隙的径向厚度的3.2倍，极靴3的两个轴向边缘的距离L为相邻的两个极靴之间的间隔D的4至5倍，使得漏磁现象明显改善，磁极的磁铁的有效宽度为K，K是极靴3的两个轴向边缘的距离L的0.9至1.1倍，可以明显改善漏磁现象，转轴30外侧套接有转子铁芯32，转子铁芯32的中间安装有主转轴14；
在主转轴14的外侧按照顺时针分别设有第一磁极5、第二磁极7、第三磁极9、第四磁极11、第五磁极13、第六磁极16、第七磁极18、第八磁极20、第九磁极22、第十磁极24、第十一磁极26和第十二磁极28，其中第十二磁极28、第一磁极5、第二磁极7构成第一组磁极，第二磁极7、第三磁极9、第四磁极11构成第二组磁极，第四磁极11、第五磁极13、第六磁极16构成第三组磁极，第六磁极16、第七磁极18、第八磁极20构成第四组磁极，第八磁极20、第九磁极22、第十磁极24构成第五组磁极，第十磁极24、第十一磁极26和第十二磁极28构成第六组磁极，第一到第六组磁极中间分别设有第一磁铁4和第二磁铁6、第三磁铁8和第四磁铁10、第五磁铁12和第六磁铁15、第七磁铁17和第八磁铁19、第九磁铁21和第十磁铁23、第十一磁铁25和第十二磁铁27；
第一磁铁4和第二磁铁6是一组对称磁铁，外部环绕由第十二磁极28、第一磁极5、第二磁极7构成的第一组磁极，第三磁铁8和第四磁铁10也是一对对称磁铁，外部环绕由第二磁极7、第三磁极9、第四磁极11构成的第二组磁极，后面以此类推，线圈绕组29为集中式绕组，集中绕组结构简单，通常反电势正弦，沿转子铁芯32的磁铁可以作为相邻两个磁极的共用磁铁，这样可以巧妙的利用磁铁。
一种无刷电机的有效功率计算公式P＝FN·VS/1000，单位是千瓦，FN为当前的拉力，其单位是牛顿，VS是无刷电机的当前工作线速度，单位是米/秒。
对于恒定负载连续工作方式，电动机所需的功率P(千瓦)：P1＝P/k1k2，其中k1为实际生产的效率，k2为电动机的效率。
本发明的节能性体现在，通过转子的每一个磁极的磁铁的有效宽度K与极靴的两个轴向边缘的距离L基本相等，因此减少了漏磁量，提高了无刷电机的性能。
本发明的创新性体现在，通过磁铁嵌入到转子铁芯而不是贴到转子铁芯的外周表面，从而避免了磁铁脱落的缺陷。
本发明的工作原理：使用时，由于转子的每一个磁极的磁铁的有效宽度K与极靴的两个轴向边缘的距离L基本相等，即凸极的磁通量大多都穿过了转子的磁铁，因此减少了漏磁量，提高了无刷电机的性能。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种中高档电机组件结构，包括转轴(30)、定子铁芯(1)和转子铁芯(32)，其特征在于：所述转轴(30)的外部依次套接有第一平衡环(31)、转子铁芯(32)和第二平衡环(33)；
所述转子铁芯(32)的外部套接有定子铁芯(1)，在定子铁芯(1)的内侧分别设有六个定子铁芯极(2)，所述每个定子铁芯极(2)的两端都有一个极靴(3)，在每个定子铁芯极(2)上面套有一个环形线圈绕组(29)；
所述转子铁芯(32)的中间安装有主转轴(14)，在主转轴(14)的外侧按照顺时针分别设有第一磁极(5)、第二磁极(7)、第三磁极(9)、第四磁极(11)、第五磁极(13)、第六磁极(16)、第七磁极(18)、第八磁极(20)、第九磁极(22)、第十磁极(24)、第十一磁极(26)和第十二磁极(28)；所述第一磁极(5)、第二磁极(7)和第十二磁极(28)构成第一组磁极；所述第二磁极(7)、第三磁极(9)、第四磁极(11)构成第二组磁极；所述第四磁极(11)、第五磁极(13)、第六磁极(16)构成第三组磁极；所述第六磁极(16)、第七磁极(18)、第八磁极(20)构成第四组磁极；所述第八磁极(20)、第九磁极(22)、第十磁极(24)构成第五组磁极；所述第十磁极(24)、第十一磁极(26)和第十二磁极(28)构成第六组磁极；
所述第一到第六组磁极中间按照逆时针顺序分别设有第一磁铁(4)和第二磁铁(6)、第三磁铁(8)和第四磁铁(10)、第五磁铁(12)和第六磁铁(15)、第七磁铁(17)和第八磁铁(19)、第九磁铁(21)和第十磁铁(23)、第十一磁铁(25)和第十二磁铁(27)。
2.根据权利要求1所述的一种中高档电机组件结构，其特征在于:所述转轴(30)在所述第一平衡环(31)、转子铁芯(32)和第二平衡环(33)圆环中间的位置。
3.根据权利要求1所述的一种中高档电机组件结构，其特征在于:所述极靴(3)的两个轴向边缘的距离为L，相邻的两个极靴(3)之间的间隔为D，且间隔D是气隙径向厚度的3.2倍，所述极靴(3)的两个轴向边缘的距离L是相邻的两个极靴(3)之间的间隔D的4至5倍。
4.根据权利要求1所述的一种中高档电机组件结构，其特征在于:所述第一磁铁(4)和所述第二磁铁(6)是一组对称磁铁，外部由所述第十二磁极(28)、第一磁极(5)、第二磁极(7)构成的第一组磁极环绕。
5.根据权利要求1所述的一种中高档电机组件结构，其特征在于:所述第一磁极(5)到所述第十二磁极(28)的磁铁有效宽度都是K，且K是所述极靴(3)的两个轴向边缘距离L的0.9至1.1倍。
6.根据权利要求1所述的一种中高档电机组件结构，其特征在于:所述线圈绕组(29)是集中式绕组。
7.根据权利要求1所述的一种中高档电机组件结构，其特征在于:所述沿转子铁芯(32)的磁铁能作为相邻两个磁极的共用磁铁。
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