CN109904981A - 环形电机 - Google Patents

Abstract

一种环形电机，包括定子、相对定子转动的转子、以及设置于定子与转子之间的轴承，所述转子包括环形的永磁转子以及与永磁转子传动连接的输出轴，所述定子套设于永磁转子上，包括导磁套以及设置于导磁套内壁的螺线管线圈，本发明环形电机永磁转子为圆环，定子的螺线管线圈套设于永磁转子上，定转子无齿槽，转子输出轴可以直接带齿轮，整个电机的设计、制作简单，结构紧凑，效率高、应用广泛。

Description

环形电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种环形电机。

背景技术

电机是人们日常生活中最常见的动力输出设备，广泛应用于各行各业中。通常，电机由定子与相对定子转动的转子构成，其中定子线圈通电产生变化的磁场，与转子磁场相作用，推动转子持续地转动，输出扭矩。

现有电机结构中，定子通常形成多个极齿，极齿之间形成齿槽，以便将线圈缠绕于各个极齿上。然而，齿槽的存在会影响转子转动的平稳，因此在设计上要求越小越好，但齿槽越小越难绕线，如此电机的设计、制作都比较复杂，材料也比较浪费。另外，现有电机结构多是输出轴伸出电机壳，通过齿轮机构减速后与负载传动连接，不仅在一定程度上增加了电机结构的复杂性，也使得电机整体尺寸较大。

发明内容

有鉴于此，提供一种结构简单、紧凑的环形电机。

一种环形电机，包括定子、相对定子转动的转子、以及设置于定子与转子之间的轴承，其特征在于，所述转子包括环形的永磁转子以及与永磁转子传动连接的输出轴，所述定子套设于永磁转子上，包括导磁套以及设置于导磁套内壁的螺线管线圈。

较佳地，所述定子为多个，均匀间隔地套设于永磁转子上。

较佳地，所述永磁转子包括沿周向交替等距离设置的若干段N极与S极磁极。

较佳地，所述定子的螺线管线圈和导磁套的周向长度与转子磁极极距长度相当。

较佳地，所述轴承设置于螺线管线圈的周向侧端，并位于导磁套与永磁转子之间。

较佳地，所述永磁转子的外壁形成有内凹的轴承轨道。

较佳地，所述输出轴上固定有外齿轮，所述永磁转子的外壁形成有齿，所述永磁转子的齿与外齿轮直接啮合形成传动连接或通过齿轮机构传动连接。

较佳地，所述输出轴位于永磁转子外，永磁转子的外壁的径向外侧形成所述齿。

较佳地，所述输出轴位于永磁转子内，永磁转子的外壁的径向内侧形成所述齿。

较佳地，所述导磁套外壁延伸形成有固定座，用于固定安装所述环形电机。

相较于现有技术，本发明环形电机的永磁转子为圆环，定子的螺线管线圈套设于永磁转子上，定转子无齿槽，转子输出轴可以直接带齿轮，并设置输出轴方向，整个电机的设计、制作简单，结构紧凑，效率高、应用广泛。

附图说明

图1为本发明环形电机一实施例的结构示意图。

图2为图1所示环形电机的剖视图。

图3为本发明环形电机另一实施例的结构示意图。

图4为图3的剖视图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中示例性地给出了本发明的一个或多个实施例，以使得本发明所公开的技术方案的理解更为准确、透彻。但是，应当理解的是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于以下所描述的实施例。

如图1-2所示，本发明一实施例的环形电机包括定子10、以及相对定子10转动的转子20，所述转子20包括有输出轴22，用于与负载连接输出转矩。

本实施例中，所述定子10由离散的多个定子单元11构成，所述多个定子单元11以输出轴22为中心、环绕输出轴22间隔设置。本实施例图示中，所述定子单元11的数量为4个，应当理解地，在其它实施例中所述定子单元11的数量可以根据需要而改变，并不以图示为限。所述每一定子单元11包括导磁套13、以及设置于导磁套13内的螺线管线圈15。所述导磁套13大致呈中空圆筒状，其外壁延伸形成有固定座17，所述固定座17上形成有固定孔19，通过螺钉等固定件可以将整个定子单元11安装固定，如固定在支架或配套的机械设备上等。所述螺线管线圈15为螺旋盘绕结构，设置于导磁套13的内壁，其在通电时产生交变或旋转的磁场，与转子20的磁场相作用推动转子20转动。

所述转子20还包括有永磁转子24，所述永磁转子24呈环状，包括等距分布的若干段磁极，所述各个定子单元11环套于永磁转子24上，定子10的磁场与转子20的磁场相作用推动转子20转动。所述输出轴22位于永磁转子24的中央并与永磁转子24传动连接，由永磁转子24驱动而转动输出扭矩。所述永磁转子24相邻的各段磁极的极性相反，如此沿周向永磁转子24的磁极为交替的N、S。所述永磁转子24可以是整环分段充磁，也可以是弧形磁极段拼接构成。本实施例中，所述永磁转子24由交替的4段N极与4段S极磁极构成。如此，永磁转子24的极距长度与定子单元11的螺线管线圈15、导磁套13的周向长度相当。所述定子10的螺线管线圈15通电时分别在其周向两端形成N极、S极，与永磁转子24的磁场相作用，由于异性相吸、同性相斥，推动永磁转子24持续地转动。

本实施例中，所述转子20的永磁转子24为圆环型、横截面呈圆形，在其它实施例中，永磁转子24的横截面可以是方形、椭圆形等，所述定子单元11的内部的截面形状与永磁转子24的截面外形相配套，并留有一定气隙。所述永磁转子24与定子10之间设置有轴承30，所述轴承30可以是滚珠轴承、滚针轴承、滑动轴承、气浮轴承等，其能有效保证定子10与转子20之间的气隙并减少磨擦阻力，保证转子20转动的平稳与顺畅。较佳地，所述永磁转子24的外壁上形成有内凹的轴承轨道26，用于放置轴承30，支撑永磁转子24的转动。较佳地，所述定子10的螺线管线圈15在周向上的长度略小于导磁套13，所述轴承30设置于螺线管线圈15的周向的侧端，并位于永磁转子24与导磁套13之间，如此轴承30在保证对永磁转子24转动支撑的同时，还能保证永磁转子24与螺线管线圈15之间的气隙，使得定子10与转子20之间可以形成小的气隙，保证永磁转子24转动的稳定与顺畅，减小噪音的产生。

本实施例中，所述输出轴22与永磁转子24之间通过齿轮传动连接。具体地，所述永磁转子24的外壁的径向内侧，即朝向输出轴22的一侧形成有内齿28，使得整个永磁转子24在功效上相当于一内齿轮。所述输出轴22上固定有外齿轮23，所述外齿轮23与输出轴22可以是一体结构，也可以是独立元件固定组装为一体。较佳地，所述外齿轮23与永磁转子24之间还设置有惰轮40，所述惰轮40为多个，每一惰轮40位于相邻的两定子单元11之间，惰轮40的两侧分别与外齿轮23以及永磁转子24的内齿28相啮合，从而在永磁转子24与输出轴22之间传动。应当理解地，所述输出轴22与永磁转子24之间可以有其它传动方式，如齿轮变速箱等，并不限于本实施例。

图3-4所示为本发明环形电机的另一实施例，其与上一实施例的不同之处主要在于转子20’。本实施例中，所述转子20’同样包括环形的永磁转子24’与输出轴22，定子单元11套设于永磁转子24’上，区别在于输出轴22位于永磁转子24’的外侧。具体地，所述永磁转子24’的外壁的径向外侧，即朝向输出轴22的一侧形成有外齿28’，使得整个永磁转子20’在功效上相当于一外齿轮。所述输出轴22上固定有外齿轮23与永磁转子24’的外齿28’相啮合，两者之间形成齿轮传动带动输出轴22转动，输出扭矩。当然，所述输出轴22与永磁转子24’之间也可以有齿轮箱传动或多级惰轮传动，并不限于直接的齿轮啮合传动。

本发明环形电机的永磁转子24为圆环状，定子10的线圈为螺线管线圈15并套设于永磁转子24上，如此定子10不存在绕线问题，定转子10、20无齿槽，整个电机的设计、制作都比较简单，节约材料和工装。另外，输出轴22直接带齿轮23，可以直接带动负载，整体结构紧凑、效率高、应用广泛。

需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种环形电机，包括定子、相对定子转动的转子、以及设置于定子与转子之间的轴承，其特征在于，所述转子包括环形的永磁转子以及与永磁转子传动连接的输出轴，所述定子套设于永磁转子上，包括导磁套以及设置于导磁套内壁的螺线管线圈。

2.如权利要求1所述的环形电机，其特征在于，所述定子为多个，均匀间隔地套设于永磁转子上。

3.如权利要求2所述的环形电机，其特征在于，所述永磁转子包括沿周向交替等距离设置的若干段N极与S极。

4.如权利要求3所述的环形电机，其特征在于，所述定子的螺线管线圈和导磁套的周向长度与转子磁极极距长度相当。

5.如权利要求1所述的环形电机，其特征在于，所述轴承设置于螺线管线圈的周向侧端，并位于导磁套与永磁转子之间。

6.如权利要求5所述的环形电机，其特征在于，所述永磁转子的外壁形成有内凹的轴承轨道。

7.如权利要求1所述的环形电机，其特征在于，所述输出轴上固定有外齿轮，所述永磁转子的外壁形成有齿，所述永磁转子的齿与外齿轮直接啮合形成传动连接或通过齿轮机构传动连接。

8.如权利要求7所述的环形电机，其特征在于，所述输出轴位于永磁转子外，永磁转子的外壁的径向外侧形成所述齿。

9.如权利要求7所述的环形电机，其特征在于，所述输出轴位于永磁转子内，永磁转子的外壁的径向内侧形成所述齿。

10.如权利要求1所述的环形电机，其特征在于，所述导磁套外壁延伸形成有固定座，用于固定安装所述环形电机。