CN111541320A - 一种同极电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动机领域，公开了一种同极电机，包括定子、转子、转轴、轴承、端盖、壳体。其中，定子由定子外圈、线圈铁芯、定子内圈和绕组线圈组成。转子由转子齿、转子环和瓦片永磁铁组成。本发明同极电机的转子外表面只设有N极或者S极，转子磁极的极性都相同，只需从低端驱动电动机运转，降低了电动机的使用成本；在转子上设有较大的转子槽，减轻了电动机的重量。

Description

一种同极电机
技术领域
本发明涉及电动机领域，尤其涉及一种同极电机。
背景技术
对着环保意识的增强，近年来电动汽车得到了长足的发展，从而带动了永磁电动机技术的发展。目前的永磁电动机中转子表面磁极都为成对的N极、S极相间组成。
例如申请号为CN201010219190.8的中国专利公开了一种三相交流永磁电动机，包括转子和定子。本发明通过在定子上设置9M个电枢绕组、在转子设置8M或者10M个磁极数，来实现三相交流永磁电动机在左右空间、上下空间的对称，从而大大降低啮合转矩和单边磁拉力。转子磁场的N极和S极均由磁钢实现，磁钢沿转子径向、呈N极与S极循环向外状固定在转子的表面上，磁钢嵌入转子槽内，从而提高转子磁钢的机械强度以及提高电机性能。
上述永磁电动机的不足之处在于，转子上有成对的N极和S极，电动机运转时高端、低端同时驱动，增加了电动机的使用成本。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种同极电机。本发明同极电机的转子外表面只设有N极或者S极，转子磁极的极性都相同，只需从低端驱动电动机运转，降低了电动机的使用成本；在转子上设有较大的转子槽，减轻了电动机的重量。
本发明的具体技术方案为：一种同极电机，包括定子、转子、转轴、轴承、端盖、壳体。
所述定子由定子外圈、线圈铁芯、定子内圈和绕组线圈组成；所述定子外圈、定子内圈成圆环状，定子内圈设于定子外圈内且两者之间设有间隙，多个所述线圈铁芯等距分布于定子内圈的外圆周面上且与定子内圈连为一体；加工成型的所述绕组线圈套设于线圈铁芯上，且每个绕组线圈的绕向都相同；每一相的一个以上绕组线圈并联或串联形成一相绕组线圈，绕组线圈通电时形成的磁极构成定子磁极；定子外圈的内壁上对应线圈铁芯的位置设有连接槽，线圈铁芯的一端固定于所述连接槽内；定子外圈的轴向两端面设有定子盖板，定子外圈、定子盖板上均对应设有多个轴向的第二连接孔，定子盖板不设有连接槽且挡在连接槽上。
所述转子由转子齿、转子环和瓦片永磁铁组成；所述转子齿呈扇环状，所述转子环呈圆环状，多个转子齿等距分布在转子环的外圆周面上且与转子环连为一体，相邻转子齿之间设有转子槽，所述转子槽呈扇环状，转子齿上设有瓦型槽，所述瓦片永磁铁沿转轴的轴向插设于所述瓦型槽内且与转轴平行；转子的轴向两端面设有转子盖板，转子盖板不设有瓦型槽且挡在瓦片永磁铁的两端；所述转子齿上、转子盖板上均对应设有轴向的瓦形通风孔，转子齿与转子环连成的整体上、转子盖板上均对应设有多个轴向的第一连接孔；一个以上瓦片永磁铁均为径向充磁且磁极方向相同，一个以上瓦片永磁铁的磁极共同组成S极或者N极相同极性的转子磁极；定子每相磁极的极数与转子磁极的极数相等。
所述转轴穿设于转子环的内孔且与转子环固定；所述轴承设于端盖的中心孔内且与转轴固定；所述端盖呈圆盖状，端盖通过设于第二连接孔内的连接柱固定在壳体的两端；所述壳体呈圆筒状，壳体套设于定子外圈的外圆周面上且与定子外圈固定；所述定子内圈套设于转子的外部且定子内圈的内壁与转子外壁之间留有气隙。
本发明的一种同极电机，对转子的永磁铁进行了插入式的轴向同极间隔搭配，使转子外表面只有N极或者S极，转子磁极的极性都相同，只需从低端驱动电动机运转，降低了电动机的使用成本；在转子上设有较大的转子槽，减轻了电动机的重量。
作为优选，所述定子磁极由至少三相的多个绕组线圈通电时形成的磁极组成；
所述定子的每相磁极由至少一个绕组线圈通电时形成的磁极组成。
作为优选，所述的定子外圈、线圈铁芯、定子内圈、转子齿、转子环均由硅钢片或非晶合金片以转轴的轴向冲压叠装组成；定子盖板、转子盖板均由硅钢片或非晶合金片制成且分别与定子、转子叠装为一体。
作为优选，所述转子外壁的厚度小于转子环的圆环厚度，所述定子内圈的圆环厚度小于定子外圈的圆环厚度。
上述各部件的厚度需要严格控制，转子外壁、定子内圈的厚度厚了，影响磁场强度，太薄又影响机械强度 。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：
1、只需从低端驱动电动机运转；降低了电动机的使用成本；
2、在转子上设有较大的转子槽，减轻了电动机的重量。
附图说明
图1为本发明转子和定子的一种横截面示意图；
图2为本发明转子的一种外观示意图；
图3为本发明定子的一种外观示意图；
图4为本发明转子和定子的一种纵截面示意图；
图5为本发明转子的一种磁极分布示意图。
附图标记为：转子1、定子2、壳体3、第一连接孔4、转轴5、气隙6、第二连接孔7、轴承8、端盖9、瓦片永磁铁10、转子外壁11、瓦形通风孔12、转子齿13、转子槽14、转子环15、转子盖板16、定子外圈20、线圈铁芯21、定子内圈22、绕组线圈23、连接槽24、定子盖板26。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
以四相三极为例，如图1、图2、图4所示，一种同极电机，包括定子2、转子1、转轴5、轴承8、端盖9、壳体3。
如图1所示，所述定子由定子外圈20、线圈铁芯21、定子内圈22和绕组线圈23组成；所述定子外圈、定子内圈成圆环状，定子内圈设于定子外圈内且两者之间设有间隙，12个所述线圈铁芯等距分布于定子内圈的外圆周面上且与定子内圈连为一体；加工成型的12个所述绕组线圈分别套设于12个线圈铁芯上，且每个绕组线圈的绕向都相同；每一相的3个绕组线圈并联或串联形成一相绕组线圈，绕组线圈通电时形成的磁极构成定子磁极；定子外圈的内壁上对应线圈铁芯的位置设有12个连接槽24，线圈铁芯的一端固定于所述连接槽内；如图3所示，定子外圈的轴向两端面设有定子盖板26，定子外圈、定子盖板上均对应设有12个轴向的第二连接孔7，定子盖板不设有连接槽且挡在连接槽上。
如图1所示，所述转子由转子齿13、转子环15和瓦片永磁铁10组成；所述转子齿呈扇环状，所述转子环呈圆环状，3个转子齿等距分布在转子环的外圆周面上且与转子环连为一体，相邻转子齿之间设有转子槽14，所述转子槽呈扇环状，转子齿上设有瓦型槽，3个所述瓦片永磁铁沿转轴的轴向插设于所述瓦型槽内且与转轴平行；如图2所示，转子的轴向两端面设有转子盖板16，转子盖板不设有瓦型槽且挡在瓦片永磁铁的两端；所述转子齿上、转子盖板上均对应设有轴向的瓦形通风孔12，转子齿与转子环连成的整体上、转子盖板上均对应设有6个轴向的第一连接孔4；如图5所示，3个瓦片永磁铁均为径向充磁且磁极方向相同，3个瓦片永磁铁的磁极共同组成S极或者N极相同极性的转子磁极；定子每相磁极的极数与转子磁极的极数相等。
如图4所示，所述转轴穿设于转子环的内孔且与转子环固定；所述轴承设于端盖的中心孔内且与转轴固定；所述端盖呈圆盖状，端盖通过设于第二连接孔内的连接柱固定在壳体的两端；所述壳体呈圆筒状，壳体套设于定子外圈的外圆周面上且与定子外圈固定；所述定子内圈套设于转子的外部且定子内圈的内壁与转子外壁11之间留有气隙6。
其中，所述的定子外圈、线圈铁芯、定子内圈、转子齿、转子环均由硅钢片或非晶合金片以转轴的轴向冲压叠装组成；定子盖板、转子盖板均由硅钢片或非晶合金片制成且分别与定子、转子叠装为一体。
其中，所述转子外壁的厚度小于转子环的圆环厚度，所述定子内圈的圆环厚度小于定子外圈的圆环厚度。
其中，所述定子的每相极数，相数、转子极数的分布方法：把定子圆周分为3个大等份，每个大等份再分成4个小等份代表相数4相，每个小等份代表一相的一个磁极，3个大等份中每一相共有3个磁极代表每相极数即3；转子极数等于每相磁极的个数即3，把转子圆周分成6等份，每间隔一等份代表一个转子磁极。
实施例2
以三相三极为例，与实施例1的不同之处在于：所述定子磁极由三相的9个绕组线圈形成的磁极组成。
此外，本发明的定子磁极和转子磁极还可按下表所示的数据进行分配：
Figure 219708DEST_PATH_IMAGE001
。
定子磁极和转子磁极分配方法：
所述定子的磁极由至少三相的绕组线圈通电流时产生的多个磁极组成；每相磁极由同一相的大于或等于一个的绕组线圈通电流时产生的磁极组成；所述定子总的磁极个数等于相数乘以定子每相磁极的个数；多个所述瓦片永磁铁的磁极共同组成S极或者N极相同极性的转子磁极；定子每相磁极的个数等于转子磁极的个数；每个绕组线圈的绕向都相同；每一相的一个以上绕组线圈并联或串联形成一相绕组线圈。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围 。

Claims (4)

1.一种同极电机，其特征在于：包括定子（2）、转子（1）、转轴（5）、轴承（8）、端盖（9）、壳体（3）；
所述定子由定子外圈（20）、线圈铁芯（21）、定子内圈（22）和绕组线圈（23）组成；所述定子外圈、定子内圈成圆环状，定子内圈设于定子外圈内且两者之间设有间隙，多个所述线圈铁芯等距分布于定子内圈的外圆周面上且与定子内圈连为一体；加工成型的所述绕组线圈套设于线圈铁芯上，且每个绕组线圈的绕向都相同；每一相的一个以上绕组线圈并联或串联形成一相绕组线圈，绕组线圈通电时形成的磁极构成定子磁极；定子外圈的内壁上对应线圈铁芯的位置设有连接槽（24），线圈铁芯的一端固定于所述连接槽内；定子外圈的轴向两端面设有定子盖板（26），定子外圈、定子盖板上均对应设有多个轴向的第二连接孔（7），定子盖板不设有连接槽且挡在连接槽上；
所述转子由转子齿（13）、转子环（15）和瓦片永磁铁（10）组成；所述转子齿呈扇环状，所述转子环呈圆环状，多个转子齿等距分布在转子环的外圆周面上且与转子环连为一体，相邻转子齿之间设有转子槽（14），所述转子槽呈扇环状，转子齿上设有瓦型槽，所述瓦片永磁铁沿转轴的轴向插设于所述瓦型槽内且与转轴平行；转子的轴向两端面设有转子盖板（16），转子盖板不设有瓦型槽且挡在瓦片永磁铁的两端；所述转子齿上、转子盖板上均对应设有轴向的瓦形通风孔（12），转子齿与转子环连成的整体上、转子盖板上均对应设有多个轴向的第一连接孔（4）；一个以上瓦片永磁铁均为径向充磁且磁极方向相同，一个以上瓦片永磁铁的磁极共同组成S极或者N极相同极性的转子磁极；定子每相磁极的极数与转子磁极的极数相等；
所述转轴穿设于转子环的内孔且与转子环固定；所述轴承设于端盖的中心孔内且与转轴固定；所述端盖呈圆盖状，端盖通过设于第二连接孔内的连接柱固定在壳体的两端；所述壳体呈圆筒状，壳体套设于定子外圈的外圆周面上且与定子外圈固定；所述定子内圈套设于转子的外部且定子内圈的内壁与转子外壁（11）之间留有气隙（6）。
2.如权利要求1所述的一种同极电机，其特征在于，所述定子的磁极由至少三相的多个绕组线圈通电时形成的磁极组成；所述定子的每相磁极由至少一个绕组线圈通电时形成的磁极组成。
3.如权利要求1所述的一种同极电机，其特征在于，所述的定子外圈、线圈铁芯、定子内圈、转子齿、转子环均由硅钢片或非晶合金片以转轴的轴向冲压叠装组成；定子盖板、转子盖板均由硅钢片或非晶合金片制成且分别与定子、转子叠装为一体。
4.如权利要求1所述的一种同极电机，其特征在于，所述转子外壁的厚度小于转子环的圆环厚度，所述定子内圈的圆环厚度小于定子外圈的圆环厚度。
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