CN1133262C - 双感应面电机 - Google Patents
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Abstract
一种双感应面电机。为提供一种旋转力矩大、运转平顺、结构简单的电机，提出本发明，它包括定子、转子及中心轴；定子包括设有轴孔的基板、设置于基板上的感应元件及等间隔设置于轴孔周围的数线圈；转子包括结合成一体并分别位于基板上、下侧的上、下转子，其上分别设有与基板上线圈相对应的永久磁铁；基板上环绕轴孔周围等间隔均设数容置线圈的缺口；中心轴枢设于基板轴孔上并与转子固定连接。
Description
本发明属于电机，特别是一种双感应面电机。
如图1所示，习知的轴向气隙无刷电机包括设有轴套911的固定座91、套设于轴套911外的电路基板92、磁极片93、均设于磁极片93上的数线圈94及设有中心轴951的转子95。转子95内壁环设永久磁铁952。
由于转子95的永久磁铁952对应于数线圈94的一侧，当数线圈94导入电流时，线圈94与磁极片93产生磁场，并藉由该磁场与转子95内壁环设的永久磁铁952的磁场相斥，以驱动转子95转动。
这种习知的轴向气隙无刷电机，其线圈94在通电流时，系同时于线圈94的上、下侧产生磁场，但在运转时，仅利用上侧一侧的磁场推动转子95转动，而下侧一侧的磁场未加以利用，因此旋转扭力无法提高。另外，转子95的永久磁铁952与磁极片93之间会有磁扭力(cogging torque)，因此，当电机转动时转子95因永久磁铁952与磁极片93之间的磁扭力(cogging torque)，从而导致电机旋转时会产生颤动现象。
本发明的目的是提供一种旋转力矩大、运转平顺、结构简单的双感应面电机。
本发明包括定子、转子及中心轴；定子包括设有轴孔的基板、设置于基板上的感应元件及等间隔设置于轴孔周围的数线圈；转子包括结合成一体并分别位于基板上、下侧的上、下转子，其上分别设有与基板上线圈相对应的永久磁铁；基板上环绕轴孔周围等间隔均设数容置线圈的缺口；中心轴枢设于基板轴孔上并与转子固定连接。
其中：
设置于基板上的感应元件系设置于缺口角位置并与容设于缺口内线圈角相对应以发挥最佳的侦测效果。
由于本发明包括定子、转子及中心轴；定子包括设有轴孔的基板、设置于基板上的感应元件及等间隔设置于轴孔周围的数线圈；转子包括结合成一体并分别位于基板上、下侧的上、下转子，其上分别设有与基板上线圈相对应的永久磁铁；基板上环绕轴孔周围等间隔均设数容置线圈的缺口；中心轴枢设于基板轴孔上并与转子固定连接。运转时，藉由设置于定子基板上、下侧的上、下转子上与基板上线圈相对应的永久磁铁，当线圈通入电流时，产生与永久磁铁形成的磁场相斥的感应磁场，以对上、下转子提供较大的驱动旋转的扭力矩；因未设置磁极片，因此不会产生磁扭力，因此上、下转子可顺畅平稳地旋转；不仅旋转力矩大，而且运转平顺、结构简单，从而达到本发明的目的。
图1、为习用的轴向气隙无刷电机分解结构示意立体图。
图2、为本发明实施例一分解结构示意立体图。
图3、为本发明实施例一结构示意俯视图。
图4、为图3中A-A剖视图。
图5、为本发明实施例二分解结构示意立体图。
图6、为本发明实施例二结构示意俯视图。
图7、为图6中B-B剖视图。
图8、为本发明使用状态剖视图。
下面结合附图对本发明进一步详细阐述。
实施例一
如图2所示，本发明包括定子1、转子2及中心轴3。
定子1包括由非导磁材料制成的基板10及数线圈13。基板10上设有固定安装轴承31的轴孔11、环绕轴孔11周围等间隔均设数缺口12及位于侧边的定位孔17。缺口12底面设有非铁磁金属材质制成的具粘接性的薄定位片16，薄定位片16最好为纸片。基板10上设有由必要电子元件构成的驱回路、感应元件14及起动元件15。感应元件14可为习知的霍尔感应元件(Hall sensor)。设置于基板10上感应元件14最好设置于缺口12角位置，以使感应元件14可以发挥最佳的侦测效果。
线圈13容置于基板10的缺口12内，并置放定位于薄定位片16上，以等间隔环绕定位于轴孔11周围。
转子2包括结合成一体并分别设置于定子1基板10上、下方的上、下转子20a、20b，其上分别设有中心座22a、22b及环状永久磁铁21a、21b。上、下转子20a、20b上永久磁铁21a、20b的磁场与相对应的输入电流的定子1线圈13产生的感应磁场系成相斥，以促使上、下转子20a、20b同步转动。
中心轴3一端表面设置直槽等以构成粗糙面30及卡设C形环等扣接元件33的环槽32。
如图3、图4所示，中心轴3藉由固定安装于基板10轴孔11内的轴承31枢设于基板10上，上、下转子20a、20b以其上中心座22a、22b分别固定设置于中心轴3两端以结合成一体；亦可令中心轴3一端与上(或下)转子20a(20b)的中心座22a(22b)一体成型，其构成粗糙面30一端以紧密结合的方式插接在下(或上)转子20a(20b)的中心座22a(22b)上，以使中心轴3与中心座22a(22b)之间具有最佳的结合效果。中心轴3插接在下(或上)转子20a(20b)的中心座22a(22b)后，藉由卡设于中心轴3环槽32内的C形环等扣接元件33卡止而不致脱出，以使上、下转子20a、20b设置于基板10上、下侧，其上永久磁铁21a、21b与基板10上数线圈13相对应。当线圈13通入电流产生感应磁场时，上、下转子20a、20b上永久磁铁21a、20b的磁场与线圈13所产生的感应磁场相斥，因此能对转子2提供较大的旋转扭力，且藉由起动元件15提供偏转力量，促使上、下转子20a、20b同步转动。
藉以感应元件14侦测上、下转子20a、20b上永久磁铁21a、20b磁极的极性变化，以控制驱动回路使线圈13的电流产生交变，以驱动转子2旋转；并藉由起动元件15于本发明启动时对转子2提供偏转的力量，以帮助本发明启动。
本发明藉由穿设于定子1基板10侧边定位孔17内的螺栓等定位元件固定安装于适当位置。
如图8所示，亦可于上、下转子20a、20b外周分别设有轴流式扇叶23a及鼓风式扇叶23b，以令上、下转子20a、20b同步转动时，藉由轴流式扇叶23a及鼓风式扇叶23b扰动空气以产生最佳的气体流动效果。
实施例二
如图5所示，本发明包括定子4、转子5及中心轴6。
定子4包括由非导磁材料制成的基板40及数线圈43。基板40中心延设具有固定安装轴承61的轴孔411的轴座41及环绕轴孔411周围等间隔均设数缺口42；缺口42底面设有非铁磁金属材质制成的具粘接性的薄定位片46，薄定位片46最好为纸片；基板40上设有由必要电子元件构成的驱回路、感应元件44及起动元件45。感应元件44可为习知的霍尔感应元件(Hall sensor)。
线圈43容置于基板40的缺口42内，并置放定位于薄定位片46上，以等间隔环绕定位于轴孔411周围。
设置于基板40上感应元件44最好设置于缺口42角位置，以使感应元件44可以发挥最佳的侦测效果。
转子5包括分别设置于定子4基板40上、下方并结合成一体的上、下转子50a、50b，上转子50a上设有中心座52a及环状永久磁铁51a，其外周设有扇叶53a；下转子50b上设有大于基板40上轴座41外径的通孔52b及环状永久磁铁51b。下转子50b与上转子50a以粘合等各种结合方式结合成一体。上、下转子50a、50b永久磁铁51a、51b的磁场与相对应的输入电流的定子4线圈43产生的感应磁场系成相斥，以促使上、下转子50a、50b同步转动。
中心轴6上设有卡设C形环等扣接元件63的环槽62。
藉以感应元件44侦测上、下转子50a、50b永久磁铁51a、51b磁极的极性变化，以控制驱动回路使线圈43的电流产生交变，以驱动转子5旋转；并藉由起动元件45于本发明启动时对转子5提供偏转的力量，以帮助本发明启动。
如图6、图7所示，中心轴6一端固定插接于或一体成型于上转子50a中心座52a上，藉由固定安装于基板40轴孔411内的轴承61枢设于基板40上，并藉由卡设于中心轴6环槽62内的C形环等扣接元件63卡止而不致脱出；下转子50b与上转子50a结合成一体，以令上、下转子50a、50b设置于基板40上、下侧，其上永久磁铁51a、51b与基板40上数线圈43相对应。当线圈43通入电流产生感应磁场时，上、下转子50a、50b上永久磁铁51a、51b的磁场与线圈43所产生的感应磁场相斥，因此能对转子5提供较大的旋转扭力，且藉由起动元件45提供偏转力量，促使上、下转子50a、50b同步转动，并藉由感应元件44侦测上、下转子50a、50b永久磁铁51a、51b的极性变化，以控制驱动回路，促使线圈43的电流产生交变，以提供结合成一体的上、下转子50a、50b持续旋转；并藉由上转子50a外周的扇叶53a扰动空气而产生强迫的气体流动。
综上所述，本发明具有以下功效：
藉由设置于定子基板上、下侧的上、下转子上与基板上线圈相对应的永久磁铁，当线圈通入电流时，产生与永久磁铁形成的磁场相斥的感应磁场，以对上、下转子提供较大的驱动旋转的扭力矩。而且，本发明因未设置磁极片，因此不会产生磁扭力，因此上、下转子可顺畅平稳地旋转。
Claims (2)
1、一种双感应面电机，它包括定子、转子及中心轴；定子包括设有轴孔的基板、设置于基板上的感应元件及等间隔设置于轴孔周围的数线圈；转子包括结合成一体并分别位于基板上、下侧的上、下转子，其上分别设有与基板上线圈相对应的永久磁铁；中心轴枢设于基板轴孔上并与转子固定连接；其特征在于所述的基板上环绕轴孔周围等间隔均设数容置线圈的缺口。
2、根据权利要求1所述的双感应面电机，其特征在于所述的设置于基板上的感应元件系设置于缺口角位置并与容设于缺口内线圈角相对应以发挥最佳的侦测效果。
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