CN112803651A - 一种多边形电机 - Google Patents

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Abstract

一种多边形电机，其包括机壳、励磁磁铁和转子，所述机壳设置至少四个与励磁磁铁数相同的侧面，侧面之间设置倒角面并由倒角面连接，所述转子安装在机壳中心，转子外圆面与励磁磁铁的内圆弧形成气隙，所述励磁磁铁安装在倒角处且励磁磁铁中心线与转子的半径线一致，所述励磁磁铁的磁力线方向为以磁铁中心线为基准向磁铁中心线二侧对称分布，磁力线与励磁磁铁中心线形成夹角。通过励磁磁铁磁力线与其中心线形成夹角，能够更进一步地提高电机功率密度，由此，可在安装空间受限的情况下，电机功率能够满足使用要求。

Description

一种多边形电机
技术领域
本发明涉及一种多边形电机，尤其涉及电机励磁磁铁的充磁方式。
背景技术
传统电机的外壳通常采用圆形结构，空间利用率不高，在进行电机安装固定时还需要设置防转装置，所以存在一定的空间浪费。为防转电机外壳的转动并提高空间利用率，最有效的办法是将电机外形设计为方形或多边形。
如图1所示，现有的方形电机或多边形电机，空间利用率有了很大的提高，但经研究发现，其由于励磁磁铁的充磁方向均与磁铁的中心线一致，因此磁铁的磁力线方向与其中心线方向一致，其电机的功率密度（见图8）还有待提高，因此，在安装空间受限的情况下，其电机功率仍不能很好地满足要求。也就是说，为了达到使用环境的功率要求，其体积仍不能符合足够小的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足而提供一种多边形电机，其具有更高的功率密度。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种多边形电机，其包括机壳、励磁磁铁和转子，所述机壳设置至少四个与励磁磁铁数相同的侧面，侧面之间设置倒角面并由倒角面连接，所述转子安装在机壳中心，转子外圆面与励磁磁铁的内圆弧形成气隙，所述励磁磁铁安装在倒角处且励磁磁铁中心线与转子的半径线一致，所述励磁磁铁的磁力线方向为以磁铁中心线为基准向磁铁中心线二侧对称分布，磁力线与励磁磁铁中心线形成夹角。
更好地，所述夹角为10～45°，最好为18°。
更好地，所述机壳倒角面内面为平面，所述励磁磁铁外侧面也为平面，与倒角面与侧面通过过渡圆弧连接。
更好地，所述励磁磁铁外侧面贴合固定在机壳内侧面上。
更好地，所述励磁磁铁外侧面上设置外侧弧，与机壳内侧面之间形成用于容纳粘接剂的空隙，通过粘接剂将励磁磁铁固定在机壳内侧面上。
更好地，所述励磁磁铁为分体式结构，沿中心线分开，由励磁磁铁左部和N极励磁磁铁右部组成，这样便于制造。
更具体地，所述励磁磁铁为N极励磁磁铁和S极励磁磁铁，N极励磁磁铁和S极励磁磁铁交替安装在机壳内侧面。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过励磁磁铁磁力线与其中心线形成夹角，能够更进一步地提高电机功率密度，由此，可在安装空间受限的情况下，电机功率能够满足使用要求。
附图说明
图1是现有方形电机的截面图。
图2是本发明实施例1一种多边形电机的截面示意图。
图3是本发明实施例1整体式励磁磁铁磁力线及充磁方向的示意图。
图4是本发明实施例1整体式励磁磁铁的多边形电机的磁力线分布图。
图5是本发明实施例2一种励磁磁铁分体的多边形电机的截面示意图。
图6是本发明实施例2分体式式励磁磁铁磁力线及充磁方向的示意图。
图7是本发明实施例2分体式励磁磁铁的多边形电机的磁力线分布图。
图8是现有四边形电机的反电压图。
图9是本发明实施例1的多边形电机的反电压图。
具体实施方式
下面结合附图、实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
如图2至4所示，一种四边形电机，包括机壳10、N极励磁磁铁20、S极励磁磁铁30和转子40。
所述机壳10设置四个与励磁磁铁极数相同的侧面101，每个侧面101之间设置倒角面103，倒角面103与侧面101通过过渡圆弧102连接，所述N极励磁磁铁20和S极励磁磁铁30交替安装在机壳10的倒角内侧面104上，N极励磁磁铁20和S极励磁磁铁30的外侧面202贴合在机壳10内侧面105上，所述转子40安装在机壳10中心，转子40外圆面401与N极励磁磁铁20和S极励磁磁铁30的内圆弧201形成气隙。
所述N极励磁磁铁20设置内圆弧201，与转子40外圆面401形成气隙，两侧分别设置外侧面202与机壳10内侧面105贴合，两个外侧面202之间设置倒角面205，倒角面205与外侧面202通过过渡圆弧204连接，倒角面205与机壳10的倒角内侧面104贴合，外侧面202上还设置外侧弧203，与机壳10内侧面105之间形成的空隙用于容纳粘接剂，将励磁磁铁固定在机壳内。
上述N极励磁磁铁20的中心线C与转子的半径线R一致，所述励磁磁铁的磁力线方向为以磁铁中心线C为基准向磁铁中心线二侧对称分布。
上述N极励磁磁铁20的磁力线方向与N极励磁磁铁20中心线C的夹角为L，磁力线方向由充磁方向决定，充磁方向从内圆弧201中心向外，并与N极励磁磁铁20中心线C的夹角为L，本实施例中的夹角L为18°。
同理，所述S极励磁磁铁30和N极励磁磁铁20除磁力线方向相反外，即充磁方向相反外，其余结构均与N极励磁磁铁20相同且用相同方式固定在外机壳上。
如图4所示，上述四边形电机所述N极励磁磁铁20的磁力线沿充磁方向分两路分别进入机壳10侧面101，每一路磁力线流经机壳10侧面101后分别流向两个不同的S极励磁磁铁30，沿S极励磁磁铁30的充磁方向通过并流向气隙，穿过气隙后进入转子40，流经转子40后再次穿过气隙，回到初始的N极励磁磁铁20，形成完整的磁力线回路分布。
如图8、9所示，所述现有四边形电机充磁方向与励磁磁铁中心线平行，线圈产生的反电压波形中最大峰值电压Umax=1.347V，实施例1的多边形电机，充磁方向与励磁磁铁中心线夹角为18°，线圈产生的反电压波形中最大峰值电压Umax=1.4241.438V，反电压提升比例如下：反电压提升比例=（1.438-1.347）÷1.347×100%=6.76%。
电机产生的电磁功率P=反电压×工作电流，电机在相同的工作电流下反电压越高，意味着电机产生的电磁功率越大，电机的电磁功率同样也会增大6.76%，相同体积下电磁功率越大，意味着电机功率密度越高，在安装空间受限的情况下，电机功率能够满足使用要求。
本发明还对励磁磁铁磁力线方向与中心线方向的夹角L进行了研究，本实施例的电机反电压与时间的变化图见图9，夹角L变化与电机反电压之间的关系见表1，由表1可知，夹角较佳为10～45°，最好为18°。
表1 励磁磁铁磁力线夹角与电机反电压的关系表
Figure 903851DEST_PATH_IMAGE002
。
实施例2
如图5至7所示，一种四边形电机，励磁磁铁为分体式，由左、右二部分组成外，其它结构与实施例1的电机完全相同。
更具体地，N极励磁磁铁20由N极励磁磁铁左部20A和N极励磁磁铁右部20B组成，S极励磁磁铁30由S极励磁磁铁左部30A和S极励磁磁铁右部30B组成。
上述N极励磁磁铁20设置为分体式结构，沿中心线C分开，由N极励磁磁铁左部20A和N极励磁磁铁右部20B粘接而成，充磁方向从内圆弧201中心向外，并与N极励磁磁铁20中心线C形成夹角L，这种结构更方便对N极励磁磁铁左部20A和N极励磁磁铁右部20B进行充磁。
同样，上述S极励磁磁铁30设置为分体式结构，沿中心线C分开，由S极励磁磁铁左部30A和S极励磁磁铁右部30B粘接而成，充磁方向朝向内圆弧中心，并与S极励磁磁铁30中心线C形成夹角L，这种结构更方便对S极励磁磁铁左部30A和S极励磁磁铁右部30B进行充磁。
上述电机的磁力线方向见图7，其与实施例1完全相同。
本发明的电机外壳还可为更多的侧面，例如六个侧面、八个侧面等，相应的连接倒角面也为六个或八个等，励磁磁铁数量也随之发生变化。
需要说明的是，本实施例和本申请文件所说的指明方向的内、外等方位字和包含该方位字的词语，只是为方便说明起见而采用，其只是针对描述时确定的特定方位而言，并不构成对本发明内容和保护范围的限定。

Claims (7)

1.一种多边形电机，其包括机壳、励磁磁铁和转子，其特征在于：所述机壳设置至少四个与励磁磁铁数相同的侧面，侧面之间设置倒角面并由倒角面连接，所述转子安装在机壳中心，转子外圆面与励磁磁铁的内圆弧形成气隙，所述励磁磁铁安装在倒角处且励磁磁铁中心线与转子的半径线一致，所述励磁磁铁的磁力线方向为以磁铁中心线为基准向磁铁中心线二侧对称分布，磁力线与励磁磁铁中心线形成夹角。
2.如权利要求1所述的多边形电机，其特征在于：所述夹角为10～45°。
3.如权利要求2所述的多边形电机，其特征在于：所述夹角为18°。
4.如权利要求1所述的多边形电机，其特征在于：更好地，所述机壳倒角面内面为平面，所述励磁磁铁外侧面也为平面，与倒角面与侧面通过过渡圆弧连接。
5.如权利要求1所述的多边形电机，其特征在于：所述励磁磁铁外侧面贴合固定在机壳内侧面上。
6.如权利要求1所述的多边形电机，其特征在于：所述励磁磁铁外侧面上设置外侧弧，与机壳内侧面之间形成用于容纳粘接剂的空隙，通过粘接剂将励磁磁铁固定在机壳内侧面上。
7.如权利要求1所述的多边形电机，其特征在于：所述励磁磁铁为分体式结构，沿中心线分开，由励磁磁铁左部和N极励磁磁铁右部组成。
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