CN107911000B - 一种插接式永磁直流电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种插接式永磁直流电动机，包括端盖、转盘、线圈、永磁铁和转轴，永磁铁有若干个并以转盘的轴心线为中心圆周阵列分布形成至少两圈环形磁铁组，线圈有若干个并以端盖的轴心线为中心圆周阵列分布形成至少一圈环形线圈组；环状线圈组插接在两圈环形磁铁组之间形成的间隙内，两圈环形磁铁组之间的磁力线穿过其间的线圈。通过上述结构，两圈环形磁铁组之间的磁场几乎全部用于与线圈之间形成电磁力，驱动转盘在端盖上转动，并且永磁铁的数量为若干个，线圈也为若干个，通过增加能够产生磁场力的动力单元的个数，增强作用于转盘上的电磁力，从而增大本发明输出的转矩，在输出相同功率的情况下，本发明的耗能更少，其实用性更强。

Description

一种插接式永磁直流电动机

技术领域

本发明属于电机技术领域，特别涉及一种插接式永磁直流电动机。

背景技术

电动机是将电能转变为动能的一种动力装置，其工作原理是通电导体在磁场中受到磁场力的作用，根据磁场力的计算公式f＝IBLsinα可知，磁场力的大小取决与导体中电流的大小、导体的长度、磁场的大小以及导体与磁场之间的夹角大小。对于电动机而言，转子与定子之间的磁场力的大小将会直接决定该电动机的性能。现有技术中的电动机通常只包含有一个磁场以及一个线圈，其在工作时所产生的磁场力受到该单个磁场以及线圈的限制而无法得到显著地提高。如若要提高电动机的输出功率，可以提高导体中的电流，这样，势必会导致耗能增加；也可以增大磁场或者延长通电导体的长度，这样，则会使得电动机的体积增大。

发明内容

本发明提供一种插接式永磁直流电动机，其通过将转盘转动安装在端盖上，在转盘上设置若干个永磁铁，并且若干个永磁体以转盘的轴心线为中心圆周阵列分布形成至少两圈环形磁铁组，在端盖上设置有若干个线圈，若干个线圈以端盖的轴心线为中心圆周阵列分布形成至少一圈环形线圈组，将环形线圈组插接在两圈环形磁铁组之间形成的间隙内，并且两圈环形磁铁组之间的磁力线穿过其间的线圈，通过上述结构，本发明利用插接的方式，两圈环形磁铁组之间的磁场几乎全部用于与通电线圈之间形成电磁力，驱动转盘在端盖上转动，并且本发明中的永磁铁的数量为若干个，线圈也为若干个，通过增加能够产生磁场力的动力单元的个数，增强作用于转盘上的电磁力，从而增大本发明输出的转矩，在输出相同功率的情况下，本发明的耗能更少，其实用性更强。

本发明通过下述技术方案实现：一种插接式永磁直流电动机，包括端盖、转盘、线圈、永磁铁和转轴，所述转盘通过所述转轴转动安装在所述端盖上，所述永磁铁固定设置在所述转盘上，所述线圈固定设置在所述端盖上，所述转盘上设置有动力输出轴；

所述永磁体的数量为若干个，若干个所述永磁铁以所述转盘的轴心线为中心圆周阵列分布形成至少内外两圈环形磁铁组，所述线圈的数量为若干个，若干个所述线圈以所述端盖的轴心线为中心圆周阵列分布形成至少一圈环形线圈组；所述环状线圈组插接在两圈所述环形磁铁组之间形成的间隙内，两圈所述环形磁铁组之间的磁力线穿过其间的线圈。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述端盖包括可拆卸固定连接在一起的A端盖和B端盖，所述转盘通过所述转轴转动安装在所述B端盖上并位于所述A端盖与所述B端盖之间，所述转盘的两个端面上均分别设置有至少两圈所述环形磁铁组，所述A端盖和所述B端盖上均分别设置有至少一圈所述环形线圈组，所述A端盖上的环形线圈组插接在所述转盘一个端面上的环形磁铁组之间形成的间隙内，所述B端盖上的环形线圈组插接在所述转盘另一个端面上的环形磁铁组之间形成的间隙内。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述转盘两端面上均分别设置有三圈所述环形磁铁组，每个端面上的三圈所述环形磁铁组分别为A磁铁组、B磁铁组和C磁铁组，所述A端盖和B端盖上均分别设置有两圈所述环形线圈组，每个端盖上的两圈所述环形线圈组分别为A线圈组和B线圈组，A线圈组插接在A磁铁组和B磁铁组之间形成的间隙内，所述B线圈组插接在B磁铁组和C磁铁组之间形成的间隙内。

进一步地，为了更好地实现本发明，每个所述环形线圈组均包括六个线圈，每个所述环形磁铁组均包括六个永磁铁。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述线圈为圆形线圈，所述线圈的轴心线与所述A端盖以及B端盖的轴心线垂直，所述环形线圈组中相邻三个线圈产生的感应磁场与另外三个线圈产生的感应磁场方向相反。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述永磁铁的左上部分为N极，所述永磁铁的左下部分为S极，所述永磁铁的右上部分为S极，所述永磁铁的右下部分为N极，外圈的所述环形磁铁组中的永磁铁上的N极与相邻内圈的所述环形磁铁组中的永磁铁上的S极正对，外圈的所述环形磁铁组中的永磁铁上的S极与相邻内圈的所述环形磁铁组中的永磁铁上的N极正对。

进一步地，为了更好地实现本发明，还包括中罩，所述中罩罩设于所述转盘、永磁铁以及线圈外，所述转盘转动安装在所述中罩内，所述A端盖可拆卸固定连接在所述中罩的一端，所述B端盖可拆卸固定连接在所述中罩的另一端。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述中罩的外壁上设置有沿所述中罩轴向的凸起，所述凸起的一端与所述中罩的一端齐平，所述凸起的另一端与所述中罩的另一端齐平，所述A端盖以及B端盖的周向侧壁上均分别设置有与所述凸起相契合的固定耳，所述固定耳与所述凸起通过螺钉可拆卸固定连接在一起。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述转轴键接于所述B端盖上，所述转盘的中心设置有中心孔，所述转轴插接在所述中心孔内并能自由转动。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述转盘两端的中心位置设置有轴承安装槽，所述轴承安装槽内安装有轴承，所述转轴配合插接在所述轴承内圈内，所述转盘与所述B端盖之间通过所述轴承进行定位。

本发明相较于现有技术具有以下有益效果：

(1)本发明通过将转盘转动安装在端盖上，在转盘上设置若干个永磁铁，并且若干个永磁体以转盘的轴心线为中心圆周阵列分布形成至少两圈环形磁铁组，在端盖上设置有若干个线圈，若干个线圈以端盖的轴心线为中心圆周阵列分布形成至少一圈环形线圈组，将环形线圈组插接在两圈环形磁铁组之间形成的间隙内，并且两圈环形磁铁组之间的磁力线穿过其间的线圈，通过上述结构，本发明利用插接的方式，两圈环形磁铁组之间的磁场几乎全部用于与通电线圈之间形成电磁力，驱动转盘在端盖上转动，并且本发明中的永磁铁的数量为若干个，线圈也为若干个，通过增加能够产生磁场力的动力单元的个数，增强作用于转盘上的电磁力，从而增大本发明输出的转矩，在输出相同功率的情况下，本发明的耗能更少，其实用性更强；

(2)本发明中的端盖包括A端盖和B端盖，在两个端盖上均分别设置有上述环形线圈组，在端盖的两个端面上均分别设置有上述环形磁铁组，将A端盖上的环形线圈组插接在对应的环形磁铁组形成的间隙内，将B端盖上的环形线圈组插接在对应的环形磁铁组形成的间隙内，这样，使得本发明中的转盘两端均受到电磁力，从而使得作用于其上的电磁力合力更大，进一步增强本发明的输出能力以及节能效果；

(3)本发明中的转盘两端面上均分别设置有内外三圈环形磁铁组，在A端盖和B端盖上均分别设置有内外两圈环形磁铁组，进一步增多能够产生电磁力的动力单元，以便进一步增强本发明的输出能力以及节能效果；

(4)本发明中的永磁铁的左上部分为N极，左下部分为S极，右上部分为S极，右下部分为N极，这样，在一块永磁铁上形成四个磁极，从而进一步增多本发明中的磁场数量，增多增多能够产生电磁力的动力单元，以便进一步增强本发明的输出能力以及节能效果。

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他的附图。

图1是本发明中的插接式永磁直流电动机的结构示意图；

图2是图1所示的插接式永磁直流电动机的剖面示图；

图3是图1所示的插接式永磁直流电动机的爆炸图；

图4是图1所示的插接式永磁直流电动机的爆炸图的另一视角图；

图5是本发明中的线圈在A端盖上的分布结构示意图；

图6是本发明中的线圈在B端盖上的分布结构示意图；

图7是本发明中的永磁铁在转盘上的分布结构示意图；

图8是本发明中的插接式永磁直流电动机的驱动原理图。

图中1-A端盖；2-B端盖；3-转盘；4-A线圈组；5-B线圈组；6-A磁铁组；7-B磁铁组；8-C磁铁组；9-中罩；91-凸起；10-轴承；11-转轴；101-线圈；201-永磁铁；301-固定耳；302-键接座。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

本实施例中，一种插接式永磁直流电动机，包括端盖、转盘3、线圈101、永磁铁201和转轴11，上述转盘3通过上述转轴11转动安装在上述端盖上，上述转盘3能够相对于上述端盖自由转动，上述转盘3上设置有用于输出动力的动力输出轴。作为优选，上述转盘3和端盖的正面投影均为圆形。

上述永磁铁201固定设置在上述转盘3上，上述线圈101固定设置在上述端盖上。具体地，设置在上述转盘3上的永磁体201的数量为若干个，并且若干个永磁铁201以转盘3的轴心线为中心圆周阵列分布形成至少内外两圈环形磁铁组，设置在上述端盖上的线圈101的数量为若干个，并且若干个线圈101以上述端盖的轴心线为中心圆周阵列分布形成至少一圈环形线圈组；在安装的时候，将上述环状线圈组插接在两圈环形磁铁组之间形成的间隙内，并且使得环形线圈组能自由转动，而且限定两圈环形磁铁组之间的磁力线穿过其间的线圈101。

通过上述结构，本发明中的通电导线(也即线圈101)采用插接的方式插接在两块正对的永磁铁201之间，两块正对的永磁铁201之间所产生的磁力线穿过线圈101，当线圈101通电的时候，两块正对的永磁铁201之间的磁场将会在线圈101上施加磁场力，以便驱动线圈101和永磁铁201之间发生相对转动，从而驱使转盘3与端盖之间发生相对转动。

本发明中，由于设置有若干个永磁铁201以及若干个线圈101，每两个永磁铁201与一个线圈101之间产生一个电磁力，通过上述设置，使得产生并作用于转盘3上的磁场力的个数更多，而且由于线圈101是插接在永磁铁201之间，使得本发明中内外两块永磁铁201之间的磁场几乎均用于做功，因而本发明相较于现有技术中的电动机，其能输出更大的转矩和功率，而在输出相同功率的情况下，本发明更加节能，还有就是，本发明通过环形排布永磁铁201和线圈101，使得本发明所需空间体积小，其实用性更强。

另外，使用者可以通过控制不同数量的线圈101的通断电情况，从而达到控制本发明输出功率以及转矩大小的目的，其控制更加简单方便。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，本实施例中，限定上述端盖包括可拆卸固定连接在一起的A端盖1和B端盖2，具体地，A端盖1和B端盖2的外径相同，上述转盘3通过转轴11转动安装在B端盖2上并位于A端盖1与B端盖2之间，A端盖1的中央位置设置有通孔，上述转轴11以及动力输出轴均从该通孔中穿出。

本实施例中，上述转盘3的两个端面上均分别设置有至少两圈环形磁铁组，上述A端盖1和B端盖2上均分别设置有至少一圈环形线圈组，在安装的时候，将A端盖1上的环形线圈组插接在上述转盘3一个端面上的环形磁铁组之间形成的间隙内，将上述B端盖2上的环形线圈组插接在转盘3另一个端面上的环形磁铁组之间形成的间隙内。

采用该种结构，本发明中的转盘3的两端均设置有能够产生电磁力的动力单元，从而使得转盘3的两端均能受到电磁力，这样，作用于转盘3上的电磁力合力更大，进一步增强了本发明的动力输出能力以及节能效果。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上作进一步限定，本实施例中，限定上述转盘3两端面上均分别设置有三圈环形磁铁组，限定上述A端盖1和B端盖2上均分别设置有两圈环形线圈组，为了便于说明，限定转盘3的每个端面上的三圈环形磁铁组分别为A磁铁组6、B磁铁组7和C磁铁组8，每个端盖上的两圈环形线圈组分别为A线圈组4和B线圈组5，A线圈组4插接在A磁铁组6和B磁铁组7之间形成的间隙内，所述B线圈5组插接在B磁铁组7和C磁铁组8之间形成的间隙内。更进一步，本实施例中的每个环形线圈组内均包括六个线圈101，每个环形磁铁组均包括六个永磁铁201。

这样，使得本发明中能够产生电磁力的动力单元的数量更多，从而使得转盘3受到的电磁力更大，进一步增强了本发明的动力输出能力以及节能效果。

实施例4：

本实施例作为上述实施例的最佳实施方式，本实施例中，限定本实施例中的线圈101为圆形线圈，并且该线圈101的轴心线与上述A端盖1以及B端盖2的轴心线垂直，每个环形线圈组中相邻的三个线圈101产生的感应磁场与另外三个线圈101产生的感应磁场相反。当然，每个环形线圈组中的线圈101的数量也可以设置为其余的偶数个，其中相邻的一半数量的线圈101产生的感应磁场与另外一半数量的线圈101产生的感应磁场的方向相反。这样，使得转盘3各个位置受到的电磁力能相互叠加而增强，而不会相互叠加后减弱。

本实施例中，上述永磁铁201通过两次充磁，在其上形成四个磁极，具体地，每块永磁铁201的左上部分为N极，所述永磁铁201的左下部分为S极，所述永磁铁201的右上部分为S极，所述永磁铁201的右下部分为N极，外圈的环形磁铁组中的永磁铁201上的N极与相邻内圈的环形磁铁组中的永磁铁201上的S极正对，外圈的环形磁铁组中的永磁铁201上的S极与相邻内圈的环形磁铁组中的永磁铁201上的N极正对。每两块相对的永磁铁201之间将会形成两个方向相反的磁场，当圆形的线圈101位于两个磁场中的时候，将会受到两个同向的磁场力。这样，从而使得在线圈101上产生的磁场力的个数更多，施加到转盘3上的磁场力的个数也将更多，从而使得转盘3受到的电磁力更大，进一步增强了本发明的动力输出能力以及节能效果。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上作进一步限定，本实施例中，在上述A端盖1和B端盖2之间还可拆卸固定设置有中罩9，该中罩9罩设于上述转盘3、永磁铁201以及线圈101外，从而对转盘3、永磁铁201以及线圈101形成保护，避免外界环境对转盘3、永磁铁201以及线圈101的影响。安装好后，上述转盘3能够在中罩9内部自由转动。具体地，上述A端盖1可拆卸固定连接在中罩9的一端，B端盖2可拆卸固定连接在上述中罩9的另一端。

作为本实施例的一种具体实施方式，本实施例中，在上述中罩9的外壁上设置有沿中罩9轴向的凸起91，该凸起91的数量为若干个，若干个凸起91以上述中罩9的轴心线为圆心圆周阵列分布，上述凸起91的一端与上述中罩9的一端齐平，该凸起91的另一端与上述中罩9的另一端齐平。在上述A端盖1以及B端盖2的周向侧壁上均分别设置有与上述凸起91相契合的固定耳301。本实施例中，在上述固定耳301上开设有过孔，在上述凸起91的两个端面上均分别设置有螺纹孔，使用者可以利用螺钉穿过过孔而后螺接在对应的螺纹孔中实现将A端盖1以及B端盖2与中罩9可拆卸固定连接在一起。采用该结构，方便使用者拆卸以及组装本发明。

为了使得本发明的外观更加漂亮，本实施例中，限定上述凸起91的截面为曲面，上述A端盖1和B端盖2上远离本发明中心的一端端面也为曲面，从而避免本发明割伤使用者。

实施例6：

本实施例在上述实施例的基础上作进一步限定，本实施例中，在上述B端盖2上靠近本发明中心的一端端面中心位置设置有键接座302，限定上述转轴3为两端小中间大的阶梯轴，上述转盘3的中心开设有中心孔，将转轴3插接在中心孔内并能自由转动，上述转轴3的下部键接在上述键接座302上。

本实施例中，在上述转盘3两端的中心位置设置有轴承安装槽，在该轴承安装槽内安装有轴承10，上述转轴3配合转接在轴承10内圈内。在安装好后，与键接座302靠近的一端的轴承10内圈与键接座302的端面相抵。这样，上述转盘3与上述B端盖2以及A端盖1之间的定位便能通过两个轴承10实现。由于在电机技术领域，利用轴承10实现定位的技术已经普遍得到使用，故在此不再对其进行详尽的赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种插接式永磁直流电动机，其特征在于：包括端盖、转盘、线圈、永磁铁和转轴，所述转盘通过所述转轴转动安装在所述端盖上，所述永磁铁固定设置在所述转盘上，所述线圈固定设置在所述端盖上，所述转盘上设置有动力输出轴；

所述永磁铁的数量为若干个，若干个所述永磁铁以所述转盘的轴心线为中心圆周阵列分布形成至少内外两圈环形磁铁组，所述线圈的数量为若干个，若干个所述线圈以所述端盖的轴心线为中心圆周阵列分布形成至少一圈环形线圈组；所述环形线圈组插接在两圈所述环形磁铁组之间形成的间隙内，两圈所述环形磁铁组之间的磁力线穿过其间的线圈；

所述端盖包括可拆卸固定连接在一起的A端盖和B端盖，所述转盘通过所述转轴转动安装在所述B端盖上并位于所述A端盖与所述B端盖之间，所述转盘的两个端面上均分别设置有至少两圈所述环形磁铁组，所述A端盖和所述B端盖上均分别设置有至少一圈所述环形线圈组，所述A端盖上的环形线圈组插接在所述转盘一个端面上的环形磁铁组之间形成的间隙内，所述B端盖上的环形线圈组插接在所述转盘另一个端面上的环形磁铁组之间形成的间隙内；

还包括中罩，所述中罩罩设于所述转盘、永磁铁以及线圈外，所述转盘转动安装在所述中罩内，所述A端盖可拆卸固定连接在所述中罩的一端，所述B端盖可拆卸固定连接在所述中罩的另一端；

所述转轴键接于所述B端盖上，所述转盘的中心设置有中心孔，所述转轴插接在所述中心孔内并能自由转动。

2.根据权利要求1所述的一种插接式永磁直流电动机，其特征在于：所述转盘两端面上均分别设置有三圈所述环形磁铁组，每个端面上的三圈所述环形磁铁组分别为A磁铁组、B磁铁组和C磁铁组，所述A端盖和B端盖上均分别设置有两圈所述环形线圈组，每个端盖上的两圈所述环形线圈组分别为A线圈组和B线圈组，A线圈组插接在A磁铁组和B磁铁组之间形成的间隙内，所述B线圈组插接在B磁铁组和C磁铁组之间形成的间隙内。

3.根据权利要求2所述的一种插接式永磁直流电动机，其特征在于：每个所述环形线圈组均包括六个线圈，每个所述环形磁铁组均包括六个永磁铁。

4.根据权利要求3所述的一种插接式永磁直流电动机，其特征在于：所述线圈为圆形线圈，所述线圈的轴心线与所述A端盖以及B端盖的轴心线垂直，所述环形线圈组中相邻三个线圈产生的感应磁场与另外三个线圈产生的感应磁场方向相反。

5.根据权利要求1—4中任一项所述的一种插接式永磁直流电动机，其特征在于：所述永磁铁的左上部分为N极，所述永磁铁的左下部分为S极，所述永磁铁的右上部分为S极，所述永磁铁的右下部分为N极，外圈的所述环形磁铁组中的永磁铁上的N极与相邻内圈的所述环形磁铁组中的永磁铁上的S极正对，外圈的所述环形磁铁组中的永磁铁上的S极与相邻内圈的所述环形磁铁组中的永磁铁上的N极正对。

6.根据权利要求1所述的一种插接式永磁直流电动机，其特征在于：所述中罩的外壁上设置有沿所述中罩轴向的凸起，所述凸起的一端与所述中罩的一端齐平，所述凸起的另一端与所述中罩的另一端齐平，所述A端盖以及B端盖的周向侧壁上均分别设置有与所述凸起相契合的固定耳，所述固定耳与所述凸起通过螺钉可拆卸固定连接在一起。

7.根据权利要求1所述的一种插接式永磁直流电动机，其特征在于：所述转盘两端的中心位置设置有轴承安装槽，所述轴承安装槽内安装有轴承，所述转轴配合插接在所述轴承内圈内，所述转盘与所述B端盖之间通过所述轴承进行定位。