CN111740516A - 径向磁通永磁式直流电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种径向磁通永磁式直流电机，电磁驱动结构包括磁瓦组件以及线圈组件，磁瓦组件形成有环形磁瓦圈，环形磁瓦圈具有内外向分布的两个相异的磁极，两个磁极之间形成驱动磁场，线圈组件形成有线圈绕设环，线圈绕设环与环形磁瓦圈呈内外嵌套设置，线圈绕设环具有环形中心线，线圈绕设环上形成有沿环形中心线分布的磁感线，磁感线与驱动磁场共同作用，以使得线圈组件与磁瓦组件相对转动；磁瓦组件以及线圈组件中，其中之一设于电机壳，另一设于转轴。运动过程中，磁场方向不发生变化，在电流方向不变的情况下，通电的线圈组件能够在固定方向上持续转动，无需换向器进行换向，避免了换向器在换向过程中产生电磁辐射，影响其他电子设备。

Description

径向磁通永磁式直流电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及径向磁通永磁式直流电机。

背景技术

永磁直流电机是用永磁体建立磁场的一种直流电机，广泛应用于现代工业中的各行各业。在现有技术方案中，通电线圈在磁场中受力，通过换向器切换电流方向，使线圈能够持续转动，电机电枢中的电流必须通过换向器进行换向，在换向过程中产生电磁辐射，影响其他电子设备。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种径向磁通永磁式直流电机，旨在解决目前的永磁直流电机依靠换向器进行换向时产生电磁辐射，影响其他电子设备的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种径向磁通永磁式直流电机，包括电机壳、转轴以及驱动所述转轴转动安装于所述电机壳的电磁驱动结构，所述电磁驱动结构包括：

磁瓦组件，形成有环形磁瓦圈，所述环形磁瓦圈具有内外向分布的两个相异的磁极，两个所述磁极之间形成驱动磁场；以及，

线圈组件，形成有线圈绕设环，所述线圈绕设环与所述环形磁瓦圈呈内外嵌套设置，所述线圈绕设环具有环形中心线，所述线圈绕设环上形成有沿所述环形中心线分布的磁感线，所述磁感线与所述驱动磁场共同作用，以使得所述线圈组件与所述磁瓦组件相对转动；

其中，所述磁瓦组件以及所述线圈组件中，其中之一设于所述电机壳，另一设于所述转轴。

可选的，所述磁瓦组件设有两个，两个所述磁瓦组件沿内外向间隔设置，两个所述磁瓦组件的驱动磁场的磁场方向相反；

两个所述磁瓦组件之间形成第一安装空间；

所述线圈组件设于所述第一安装空间内。

可选的，所述线圈组件设有两个，两个所述线圈组件沿内外向间隔设置，两个所述线圈组件的磁感线的磁场方向相反；

两个所述线圈组件之间形成第二安装空间；

所述磁瓦组件设于所述第二安装空间内。

可选的，所述磁瓦组件有多个，所述线圈组件设置多个，沿内外向上，所述磁瓦组件与所述线圈组件交错设置；

其中，相邻两个所述磁瓦组件的驱动磁场的磁场方向相反，相邻两个所述线圈组件的磁感线的磁场方向相反。

可选的，所述磁瓦组件设置有三个，三个所述磁瓦组件呈内外嵌套设置，每相邻两个所述磁瓦组件之间形成第三安装空间；

所述线圈组件设置两个，且对应分设于两个所述第三安装空间内。

可选的，所述磁瓦组件包括沿周向间隔设置的多个磁瓦，多个所述磁瓦用以共同形成所述环形磁瓦圈。

可选的，所述磁瓦组件还包括绝缘安装板；

多个所述磁瓦的一端固定安装于所述绝缘安装板上。

可选的，所述线圈组件包括沿周向间隔设置的多个线圈环段，多个所述线圈环段用以共同形成所述线圈绕设环。

可选的，每一所述线圈环段包括沿所述环形中心线延伸设置的弧形铁芯、以及缠绕在所述弧形铁芯上的多个线圈。

本发明的技术方案中，所述环形磁瓦圈的两个磁极沿内外向分布，形成驱动磁场，所述线圈绕设环形成有环形分布的磁感线，通过所述磁感线和所述驱动磁场共同作用，使得所述线圈组件受到磁力驱动，和所述磁瓦组件发生相对转动，所述磁瓦组件以及所述线圈组件中，其中之一设于所述电机壳，另一设于所述转轴，从而使得所述转轴和所述电机壳相对转动，电机即可工作。由于环形磁瓦圈的设置，运动过程中，磁场方向不发生变化，所述线圈组件相对于所述磁瓦组件的转动方向也不发生改变，因此，在电流方向不变的情况下，通电的所述线圈组件能够在固定方向上持续转动，无需换向器进行换向，避免了换向器在换向过程中产生电磁辐射，影响其他电子设备。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的径向磁通永磁式直流电机一实施例的立体示意图；

图2为图1中径向磁通永磁式直流电机的俯视示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

永磁直流电机是用永磁体建立磁场的一种直流电机，广泛应用于现代工业中的各行各业。永磁直流电机由磁钢、导磁环、转子、换向器及碳刷组成，其中磁钢提供磁场，并与导磁环产生完整的磁回路。其原理为通电线圈在磁场中受力，通过换向器切换电流方向，使线圈能够持续转动。

现有的技术方案中，永磁式有刷直流电机应用较为广泛。其大致可分为定子、转子和端盖三部分，定子部分由两片相互异极的环形磁钢放置在导磁的电机壳体中组成，提供磁场。转子部分由共同安装在同一转轴上的电枢和换向器两部分组成，电枢部分由叠压在一起的硅钢片以及缠绕其间的导线组成。端盖中包含碳刷、刷握及其他控制部分。然而在现有技术方案中，电机电枢中的电流必须通过换向器进行换向，在换向过程中产生电磁辐射，影响其他电子设备。

鉴于此，本发明提供一种径向磁通永磁式直流电机，达到不须换向器对电机电流进行切换。图1至图2为本发明提供的径向磁通永磁式直流电机的实施例。

请参照图1至图2，所述径向磁通永磁式直流电机100包括电机壳、转轴以及驱动所述转轴转动安装于所述电机壳的电磁驱动结构，所述电磁驱动结构包括磁瓦组件1以及线圈组件2，所述磁瓦组件1形成有环形磁瓦圈1a，所述环形磁瓦圈1a具有内外向分布的两个相异的磁极，两个所述磁极之间形成驱动磁场，所述线圈组件2形成有线圈绕设环2a，所述线圈绕设环2a与所述环形磁瓦圈1a呈内外嵌套设置，所述线圈绕设环2a具有环形中心线，所述线圈绕设环2a上形成有沿所述环形中心线分布的磁感线，所述磁感线与所述驱动磁场共同作用，以使得所述线圈组件2与所述磁瓦组件1相对转动；其中，所述磁瓦组件1以及所述线圈组件2中，其中之一设于所述电机壳，另一设于所述转轴。

本发明的技术方案中，所述环形磁瓦圈1a的两个磁极沿内外向分布，形成驱动磁场，所述线圈绕设环2a形成有环形分布的磁感线，通过所述磁感线和所述驱动磁场共同作用，使得所述线圈组件2受到磁力驱动，和所述磁瓦组件1发生相对转动，所述磁瓦组件1以及所述线圈组件2中，其中之一设于所述电机壳，另一设于所述转轴，从而使得所述转轴和所述电机壳相对转动，电机即可工作。由于环形磁瓦圈1a的设置，运动过程中，磁场方向不发生变化，所述线圈组件2相对于所述磁瓦组件1的转动方向也不发生改变，因此，在电流方向不变的情况下，通电的所述线圈组件2能够在固定方向上持续转动，无需换向器进行换向，避免了换向器在换向过程中产生电磁辐射，影响其他电子设备。

为了保证电磁驱动的稳定和驱动效果，本发明中的一实施例中，所述磁瓦组件1设有两个，两个所述磁瓦组件1沿内外向间隔设置，两个所述磁瓦组件1的驱动磁场的磁场方向相反；两个所述磁瓦组件1之间形成第一安装空间；所述线圈组件2设于所述第一安装空间内。如此设置，沿内外向上，所述线圈组件2的内外两侧均处于所述驱动磁场内，两个所述驱动磁场的方向相反，保证所述线圈组件2内外侧收到的受力方向相同，从而保证了转动效果。

在本发明的另一实施例中，所述线圈组件2设有两个，两个所述线圈组件2沿内外向间隔设置，两个所述线圈组件2的磁感线的磁场方向相反；两个所述线圈组件2之间形成第二安装空间；所述磁瓦组件1设于所述第二安装空间内。由于所述磁瓦组件2内外侧的磁极相反，设置两个所述线圈组件2的磁场方向相反，即分别通入相反方向的电流，保证了两个所述线圈组件2的受力方向相同，提高了所述磁瓦组件1的利用率。

由于电枢位于磁瓦之间，漏磁通较大，磁场的利用率低，电机的功率不高，本发明不限制所述磁瓦组件2和所述线圈组件2的配合数量，具体的，所述磁瓦组件1有多个，所述线圈组件2设置多个，沿内外向上，所述磁瓦组件1与所述线圈组件2交错设置；其中，相邻两个所述磁瓦组件1的驱动磁场的磁场方向相反，相邻两个所述线圈组件2的磁感线的磁场方向相反。以保证多个所述线圈组件2的受力方向均相同，提高了磁场的利用率，增强了电机的功率。

进一步的，在本发明的又一实施例中，所述磁瓦组件1设置有三个，三个所述磁瓦组件1呈内外嵌套设置，每相邻两个所述磁瓦组件1之间形成第三安装空间；所述线圈组件2设置两个，且对应分设于两个所述第三安装空间内。可根据实际需求进行合理布置，提高磁场的利用率。

更进一步的，本实施例中，所述磁瓦组件1包括沿周向间隔设置的多个磁瓦11，多个所述磁瓦11用以共同形成所述环形磁瓦圈1a。如此设计便于加工和布设，安装方便，并且满足了要求。

具体的，为了便于安装，所述磁瓦组件1还包括绝缘安装板；多个所述磁瓦11的一端固定安装于所述绝缘安装板上。便于将所述磁瓦组件1安装至所述转轴或者所述电机壳上，绝缘的安装板不会影响磁场。

为了便于布置和安装，本实施例中，所述线圈组件2包括沿周向间隔设置的多个线圈环段，多个所述线圈环段用以共同形成所述线圈绕设环2a。如此设置，便于加工和安装。

进一步的，每一所述线圈环段包括沿所述环形中心线延伸设置的弧形铁芯21、以及缠绕在所述弧形铁芯21上的多个线圈22。当所述磁瓦组件1设置多个，所述弧形铁芯21同时起到阻隔相邻的两个所述驱动磁场的作用。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种径向磁通永磁式直流电机，其特征在于，包括电机壳、转轴以及驱动所述转轴转动安装于所述电机壳的电磁驱动结构，所述电磁驱动结构包括：

磁瓦组件，形成有环形磁瓦圈，所述环形磁瓦圈具有内外向分布的两个相异的磁极，两个所述磁极之间形成驱动磁场；以及，

线圈组件，形成有线圈绕设环，所述线圈绕设环与所述环形磁瓦圈呈内外嵌套设置，所述线圈绕设环具有环形中心线，所述线圈绕设环上形成有沿所述环形中心线分布的磁感线，所述磁感线与所述驱动磁场共同作用，以使得所述线圈组件与所述磁瓦组件相对转动；

其中，所述磁瓦组件以及所述线圈组件中，其中之一设于所述电机壳，另一设于所述转轴。

2.如权利要求1所述的径向磁通永磁式直流电机，其特征在于，所述磁瓦组件设有两个，两个所述磁瓦组件沿内外向间隔设置，两个所述磁瓦组件的驱动磁场的磁场方向相反；

两个所述磁瓦组件之间形成第一安装空间；

所述线圈组件设于所述第一安装空间内。

3.如权利要求1所述的径向磁通永磁式直流电机，其特征在于，所述线圈组件设有两个，两个所述线圈组件沿内外向间隔设置，两个所述线圈组件的磁感线的磁场方向相反；

两个所述线圈组件之间形成第二安装空间；

所述磁瓦组件设于所述第二安装空间内。

4.如权利要求1所述的径向磁通永磁式直流电机，其特征在于，所述磁瓦组件有多个，所述线圈组件设置多个，沿内外向上，所述磁瓦组件与所述线圈组件交错设置；

其中，相邻两个所述磁瓦组件的驱动磁场的磁场方向相反，相邻两个所述线圈组件的磁感线的磁场方向相反。

5.如权利要求4所述的径向磁通永磁式直流电机，其特征在于，所述磁瓦组件设置有三个，三个所述磁瓦组件呈内外嵌套设置，每相邻两个所述磁瓦组件之间形成第三安装空间；

所述线圈组件设置两个，且对应分设于两个所述第三安装空间内。

6.如权利要求1所述的径向磁通永磁式直流电机，其特征在于，所述磁瓦组件包括沿周向间隔设置的多个磁瓦，多个所述磁瓦用以共同形成所述环形磁瓦圈。

7.如权利要求6所述的径向磁通永磁式直流电机，其特征在于，所述磁瓦组件还包括绝缘安装板；

多个所述磁瓦的一端固定安装于所述绝缘安装板上。

8.如权利要求1所述的径向磁通永磁式直流电机，其特征在于，所述线圈组件包括沿周向间隔设置的多个线圈环段，多个所述线圈环段用以共同形成所述线圈绕设环。

9.如权利要求8所述的径向磁通永磁式直流电机，其特征在于，每一所述线圈环段包括沿所述环形中心线延伸设置的弧形铁芯、以及缠绕在所述弧形铁芯上的多个线圈。

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