CN111431364A - 模块化多转子无刷电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种模块化多转子无刷电机,包括固定底座和旋转轴,旋转轴上设置有旋转轴承,旋转轴承上套接有转子铁壳,转子铁壳中心设置有通孔,通孔用于插入旋转轴承,转子铁壳内依照半径大小设置有第一内转子和第一外转子,第一内转子和第一外转子之间留有间隙,间隙用于容置第一定子线圈,转子铁壳靠近固定底座的一面设置有环形开口,第一定子线圈设置在固定底座上,且第一定子线圈沿着环形开口插入间隙中;将第一定子线圈和固定底座固定一体,第一内转子、第一外转子和转子铁壳设置为一体,即将电机分成两个组装模块,只需要用户将固定底座和转子铁壳拆解固定可实现电机的内部更换,设置第一内转子和第一外转子,能量利用率高,提高电机扭矩。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域,尤其涉及一种模块化多转子无刷电机。
背景技术
无刷电机通常是将定子设置成通电线圈,将转子设置成永磁体,相比于传统的电机,效率更高,并且转速更快,但是现有的无刷电机要么是内转子要么是外转子,内转子的无刷电机,定子线圈产生的磁场是两个方向的,内圈磁场被利用,外圈磁场没有被充分利用,而且要想办法进行抑制,反之,外转子的无刷电机,内圈磁场没有被充分利用,而且要想办法抑制内圈磁场;现有的如专利申请号为201920446847.0的一种三相无刷电机双转子结构,提出了一种内外都设有转子的电机,但是难以满足现有设备可能直驱或者齿轮驱动的不同需求,市场的普适性不强,并且根据实验证明,外转子电机比内转子电机的扭力更大,现有的无刷电机难以根据用户的需求对电机的扭矩进行调节,同时用户想要对电机进行更换或者组装也非常不方便,这是一个亟需解决的问题。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处,本发明提出了一种模块化多转子无刷电机,将第一定子线圈和固定底座固定一体,第一内转子、第一外转子和转子铁壳设置为一体,即将电机分成两个组装模块,只需要用户将固定底座和转子铁壳拆解固定即可实现电机的内部更换,并且设置第一内转子和第一外转子,能量利用率高,提高了电机的扭矩。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种模块化多转子无刷电机,包括固定底座和旋转轴,旋转轴上设置有旋转轴承,旋转轴承上套接有转子铁壳,转子铁壳中心设置有通孔,通孔用于插入旋转轴承,转子铁壳内依照半径大小设置有第一内转子和第一外转子,第一内转子和第一外转子之间留有间隙,间隙用于容置第一定子线圈,转子铁壳靠近固定底座的一面设置有环形开口,第一定子线圈设置在固定底座上,且第一定子线圈沿着环形开口插入间隙中。
其中,第一定子线圈由多个线圈组环形阵列而成,且线圈组均与固定底座连接。
其中,线圈组由导线沿着矩形结构缠绕而成,线圈组形成中间空心的长方体形状,开口的两侧分别靠近第一内转子和第一外转子。
其中,第一内转子为多个永磁片环形阵列而成,且永磁片固定在转子铁壳上,永磁片在第一定子线圈的磁场作用下运动,进而带动转子铁壳沿着旋转轴承旋转;永磁片为矩形,永磁片的矩形平面固定在转子铁壳的内环侧壁上。
其中,第一外转子为多个永磁片环形阵列而成,且永磁片固定在转子铁壳上,永磁片在第一定子线圈的磁场作用下运动,进而带动转子铁壳沿着旋转轴承旋转;永磁片为矩形,永磁片的矩形平面固定在转子铁壳的外环侧壁上。
其中,转子铁壳包括用于固定第一内转子和第一外转子的固定圆盖,固定圆盖上设置有散热孔,散热孔的数量为多个,且沿着固定圆盖的中心圆形阵列分布。
其中,固定底座靠近第一定子线圈的一侧设置有电路板,电路板与第一定子线圈电连接。
其中,固定底座远离第一定子线圈的一侧设置有固定部,固定部用于固定其他的电机。
其中,固定部包括固定卡扣和固定扣位,固定卡扣和固定扣位相互配合,且分别用于与其他的电机相互配合固定。
其中,第一外转子远离第一内转子的一侧还依次设置有第二内转子、第二定子线圈和第二外转子,第二内转子和第二外转子固定在转子铁壳上,第二定子线圈固定在固定底座上。
本发明的有益效果是:与现有技术相比,本发明的模块化多转子无刷电机,包括固定底座和旋转轴,旋转轴上设置有旋转轴承,旋转轴承上套接有转子铁壳,转子铁壳中心设置有通孔,通孔用于插入旋转轴承,转子铁壳内依照半径大小设置有第一内转子和第一外转子,第一内转子和第一外转子之间留有间隙,间隙用于容置第一定子线圈,转子铁壳靠近固定底座的一面设置有环形开口,第一定子线圈设置在固定底座上,且第一定子线圈沿着环形开口插入间隙中;将第一定子线圈和固定底座固定一体,第一内转子、第一外转子和转子铁壳设置为一体,即将电机分成两个组装模块,只需要用户将固定底座和转子铁壳拆解固定即可实现电机的内部更换,并且设置第一内转子和第一外转子,能量利用率高,提高了电机的扭矩;同时减少了用于抑制第一定子线圈漏磁的部件,成本降低,同时还提高了电机的品质。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是本发明的部分爆炸结构示意图;
图3是本发明的全部爆炸结构示意图;
图4是本发明的部分结构示意图;
图5是本发明的第一结构剖面示意图;
图6是本发明的第二结构剖面示意图;
图7是本发明的第三结构剖面示意图。
主要元件符号说明
1、转子铁壳 2、旋转轴承
3、旋转轴 4、固定底座
5、第一定子线圈 6、电路板
7、第二定子线圈 8、其他电机
11、第一外转子 12、第一内转子
13、第二外转子 14、第二内转子。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明,下面结合附图对本发明作进一步地描述,本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
现有技术中的无刷电机的磨损主要是在轴承上,从机械角度看,无刷电机几乎是一种免维护的电动机,必要的时候,只需做一些除尘维护即可,与有刷电机相比虽然有优势,但是有刷电机的低速扭力性能优异、转矩大等性能特点是无刷电机不可替代的,不过就无刷电机的使用方便性来看,随着无刷控制器的成本下降趋势和国内外无刷技术的发展与市场竞争,无刷动力系统正在高速的发展与普及阶段,这也极大促进了模型运动的发展,为了进一步促进无刷电机的市场地位,还应该对无刷电机进行改善,比如增大无刷电机的扭矩,可以想象如果无刷电机的输出扭力能够优于有刷电机或者即使是持平,无刷电机也将直接替代有刷电机,对于人类生活也是一个极大的进步。
请参阅图1至图7,本实施例的模块化多转子无刷电机,包括固定底座4和旋转轴3,旋转轴3上设置有旋转轴承2,旋转轴承2上套接有转子铁壳1,转子铁壳1中心设置有通孔,通孔用于插入旋转轴承2,转子铁壳1内依照半径大小设置有第一内转子12和第一外转子11,第一内转子12和第一外转子11之间留有间隙,间隙用于容置第一定子线圈5,转子铁壳1靠近固定底座4的一面设置有环形开口,第一定子线圈5设置在固定底座4上,且第一定子线圈5沿着环形开口插入间隙中;将第一定子线圈5和固定底座4固定一体,第一内转子12、第一外转子11和转子铁壳1设置为一体,即将电机分成两个组装模块,只需要用户将固定底座4和转子铁壳1拆解固定即可实现电机的内部更换,并且设置第一内转子12和第一外转子11,能量利用率高,提高了电机的扭矩,同时减少了用于抑制第一定子线圈5漏磁的部件,成本降低,同时还提高了电机的品质。
请参阅图3和图4,本实施例的第一定子线圈5由多个线圈组环形阵列而成,且线圈组均与固定底座4连接,充分利用第一定子线圈5的磁场制动第一内转子12和第一外转子11,尽量减少漏磁,提高电机的扭矩,本实施例的线圈组为12个,线圈组的匝数为11,这样排布能够在保持较大的扭矩的同时,还能节省电机的内部空间,线圈组的模块化设计也减少了线圈装配工时,有利于降低成本。
请继续参阅图3和图4,本实施例的线圈组由导线沿着矩形结构缠绕而成,线圈组形成中间空心的长方体形状,开口的两侧分别靠近第一内转子12和第一外转子11,尽量减小第一内转子12、第一外转子11和第一定子线圈5的磁场气隙,增大电机的能量利用效率,将导线沿着矩形结构缠绕,能够使其在转子铁壳1内均匀排列,更加节省空间,并且能够传递给第一内转子12和第一外转子11更大的扭矩。
请参阅图2至图4,本实施例的第一内转子12为多个永磁片环形阵列而成,且永磁片固定在转子铁壳1上,永磁片在第一定子线圈5的磁场作用下运动,进而带动转子铁壳1沿着旋转轴承2旋转;永磁片为矩形,永磁片的矩形平面固定在转子铁壳1的内环侧壁上,可设置15个永磁片,永磁片固定在转子铁壳1上,转子铁壳1上还可以设置齿轮或者变速箱,以适配多种设备;本实施例的第一外转子11为多个永磁片环形阵列而成,且永磁片固定在转子铁壳1上,永磁片在第一定子线圈5的磁场作用下运动,进而带动转子铁壳1沿着旋转轴承2旋转;永磁片为矩形,永磁片的矩形平面固定在转子铁壳1的外环侧壁上;永磁片表面可设置电镀防护层,电镀防护层的厚度为10um左右,能够起到一定的防水作用,同时便于散热,两个永磁片之间可设置有间隙,提升散热效果。
请参阅图1和图3,本实施例的转子铁壳1包括用于固定第一内转子12和第一外转子11的固定圆盖,固定圆盖上设置有散热孔,散热孔的数量为多个,且沿着固定圆盖的中心圆形阵列分布,本实施例的散热孔为8个,且均匀分布在固定圆盖上,便于对转子铁壳1内部进行散热,有效提高电机的抗热能力,能够适用于高热地区或者高温仪器。
请参阅图2、图3和图7,本实施例的固定底座4靠近第一定子线圈5的一侧设置有电路板6,电路板6与第一定子线圈5电连接,将复杂的线圈绕线设计在PCBA上,提高了产品品质;本实施例的固定底座4远离第一定子线圈5的一侧设置有固定部,固定部用于固定其他的电机;本实施例的固定部包括固定卡扣和固定扣位,固定卡扣和固定扣位相互配合,且分别用于与其他电机8相互配合固定,取相同的两个电机,将其中一个电机的固定卡扣和另一个电机的固定扣位相互固定,其中一个电机的固定扣位和另一个电机的固定卡扣相互固定,进而可以实现双向同时输出,适用于无人机桨叶或者需要扭矩较大的设备;两个电机的固定方式也可以为磁吸式或者旋转固定式等等。
请参阅图6,本实施例的第一外转子11远离第一内转子12的一侧还依次设置有第二内转子14、第二定子线圈7和第二外转子13,第二内转子14和第二外转子13固定在转子铁壳1上,第二定子线圈7固定在固定底座4上,可以加设更多的转子,增大电机的扭矩,适用于需求扭矩较大的设备,并且由于都加设的转子都均匀周密的排布在固定底座4上,因此节省了电机内部的空间,提高了空间利用率,有效减小了电机体积。
本发明的优势在于:
(1)将第一定子线圈和固定底座固定一体,第一内转子、第一外转子和转子铁壳设置为一体,即将电机分成两个组装模块,只需要用户将固定底座和转子铁壳拆解固定即可实现电机的内部更换;
(2)设置第一内转子和第一外转子,能量利用率高,提高了电机的扭矩,同时减少了用于抑制第一定子线圈漏磁的部件,成本降低,同时还提高了电机的品质;
(3)线圈组的阵列排布能够在保持较大的扭矩的同时,还能节省电机的内部空间,线圈组的模块化设计也减少了线圈装配工时,有利于降低成本。
以上公开的仅为本发明的一个或几个具体实施例,但是本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种模块化多转子无刷电机,其特征在于,包括固定底座和旋转轴,所述旋转轴上设置有旋转轴承,所述旋转轴承上套接有转子铁壳,所述转子铁壳中心设置有通孔,所述通孔用于插入旋转轴承,所述转子铁壳内依照半径大小设置有第一内转子和第一外转子,所述第一内转子和第一外转子之间留有间隙,所述间隙用于容置第一定子线圈,所述转子铁壳靠近所述固定底座的一面设置有环形开口,所述第一定子线圈设置在所述固定底座上,且所述第一定子线圈沿着所述环形开口插入所述间隙中。
2.根据权利要求1所述的模块化多转子无刷电机,其特征在于,所述第一定子线圈由多个线圈组环形阵列而成,且所述线圈组均与固定底座连接。
3.根据权利要求2所述的模块化多转子无刷电机,其特征在于,所述线圈组由导线沿着矩形结构缠绕而成,所述线圈组形成中间空心的长方体形状,开口的两侧分别靠近第一内转子和第一外转子。
4.根据权利要求1所述的模块化多转子无刷电机,其特征在于,所述第一内转子为多个永磁片环形阵列而成,且所述永磁片固定在所述转子铁壳上,所述永磁片在所述第一定子线圈的磁场作用下运动,进而带动所述转子铁壳沿着所述旋转轴承旋转;所述永磁片为矩形,所述永磁片的矩形平面固定在转子铁壳的内环侧壁上。
5.根据权利要求1所述的模块化多转子无刷电机,其特征在于,所述第一外转子为多个永磁片环形阵列而成,且所述永磁片固定在所述转子铁壳上,所述永磁片在所述第一定子线圈的磁场作用下运动,进而带动所述转子铁壳沿着所述旋转轴承旋转;所述永磁片为矩形,所述永磁片的矩形平面固定在转子铁壳的外环侧壁上。
6.根据权利要求1所述的模块化多转子无刷电机,其特征在于,所述转子铁壳包括用于固定第一内转子和第一外转子的固定圆盖,所述固定圆盖上设置有散热孔,所述散热孔的数量为多个,且沿着所述固定圆盖的中心圆形阵列分布。
7.根据权利要求1所述的模块化多转子无刷电机,其特征在于,所述固定底座靠近所述第一定子线圈的一侧设置有电路板,所述电路板与所述第一定子线圈电连接。
8.根据权利要求1所述的模块化多转子无刷电机,其特征在于,所述固定底座远离所述第一定子线圈的一侧设置有固定部,所述固定部用于固定其他的电机。
9.根据权利要求8所述的模块化多转子无刷电机,其特征在于,所述固定部包括固定卡扣和固定扣位,所述固定卡扣和所述固定扣位相互配合,且分别用于与其他的电机相互配合固定。
10.根据权利要求1所述的模块化多转子无刷电机,其特征在于,所述第一外转子远离所述第一内转子的一侧还依次设置有第二内转子、第二定子线圈和第二外转子,所述第二内转子和第二外转子固定在所述转子铁壳上,所述第二定子线圈固定在所述固定底座上。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200717 |
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