CN1142135A - 无轭、无槽轴向磁路电机 - Google Patents

Abstract

一种无轭、无槽轴向磁路电机，系采用轴向磁路、独立柱状铁芯、无定子轭、无定子槽、无前后端盖结构，是一种导磁体无废料成型的盘式电机，大大简化了工艺、工装和制造设备，具有结构简单、效率高、散热条件好、制造方便、生产成本低廉等优点。

Description

无轭、无槽轴向磁路电机

本发明涉及轴向磁路电机。具体地说是一种无定子轭、无槽、无前后端盖的平面工艺气隙的电机。

现有的轴向磁路电机，即国内称为盘式电机的最好典型，其定子铁芯(见图5a、5b)常常用带材，一边冲上孔距都不相等的槽孔，一边卷制，最后构成有齿、有槽、有轭的完整铁芯，另外一种是采用将单独卷制的齿与单独卷制的圆盘轭，以紧固体结合为一个整体，而构成完整的铁芯。

上述两种结构的电机，仍然存在着一定的缺点。

前者，虽然铁芯采用带材、提高了硅钢的利用率，但是，由于带材上的槽孔，任何相邻的距离都不相等，要求加工精度高、工艺复杂、设备昂贵，至使单机造价很高，使盘式电机在我国的推广受到极大的限制。

后者，是一种组合式，虽然简化了铁芯成型的工装设备，但是又不可避免地存在着齿与轭之间的工艺气隙，即额外增加了该气隙内的磁势降，并且在工艺上也添了一定的麻烦。

此外，上述两种情况都有铁芯的轭部。在目前电机的设计上，由于技术上的原因，往往将轭部的磁密选得很大，远大于齿部的磁密，因此就增加了该段磁路的磁势降和和铁损耗，无疑为提高电机的机械效率带来障碍。

本发明所提供的无轭、无槽轴向磁路电机，就是针对上述现有盘式电机的缺点和不足而设计的新型结构轴向磁路电机。

本发明第一个目的，是提供无轭、无槽轴向磁路电机，省去轭部和槽，更进一步提高硅钢的利用率，而且大大简化电机的加工工艺和工装设备，降低生产成本。

本发明的另一目的，是提供无轭、无槽轴向磁路电机，消除轭部的磁势降及其各种耗损，并且缩短了磁路，消除工艺气隙，为再次提高电机的机械效率，找到一条可行的途径。

本发明另一个目的，是提供无轭、无槽轴向磁路电机，增大定子的散热面积、方便轴向、径向通风，在相同条件下，可增加电机单位重量的输出功率。

本发明再一个目的，是提供无轭、无槽轴向磁路电机，为开发永磁电机提供方便、适应定子注塑工艺和利用复合材料代替钢材便于制造超微型电机。

为了实现上述目的，本发明提供的无轭、无槽轴向磁路电机，其特征在于：无定子轭、无槽。用导磁材料制成的一定数目柱状体，作为定子铁芯。每个柱状铁芯上，绕有线圈，按一定方式联结作为电枢。转子的极在柱状铁芯的两端。

本发明的无轭、无槽轴向磁路电机是由一定数目的柱状体铁芯，以及上面的线圈，按轴向排列，分布在一个圆周上，由支承部件定位并与机壳结合为一起。转子在柱状铁芯的两端。转子上的磁极将各自独立的柱状铁芯构成统一的完整磁路。支承部件上装有轴承、转子即可通轴承，由轴承部件支承旋转，电机无前后端盖。转子也可以用常规的方法前后端盖支承旋转。

本发明也可以这样实现，定子铁芯连同其上的线圈，用支承部件与机轴结合一起；转子与机壳结合一起，机壳通过轴承由机轴支承绕轴旋转(如图3)。

本发明也可以这样实现，柱状铁芯及上面的线圈，按圆周分布，直接固定在支架上(支架兼作导磁)，带有磁极的转子在柱状铁芯的一端，通过轴承，由支架单端支承旋转(如图4)。

本发明提供的无轭、无槽轴向磁路电机，其柱状铁芯与极对数，按一定比例，可实现单极、两相、三相。

本发明提供的无轭、无槽轴向磁路电机，由上述结构特征不难看出，其优点在于：本发明所采用的柱状铁芯，形状简单，既可卷绕又可叠制，方便制造，可大大简化工艺、工装、设备等，又便于取材，原材料的利用率更高，彻底实现导磁体无废料成型。因此可大幅度降低生产成本，从根本上克服了现有盘式电机价格昂贵的缺点。

本发明的另一优点：由于无轭，消除了该段磁路的磁势降及其铁损，简化和缩短了磁路，不仅给设计提供了方便，又能进一步提高机械效率。

本发明再一优点：由于无端盖，加之定子铁芯由若干独立的柱状体构成，增大了表面积，自然形成径向，轴向通风孔道。具备良好的散热条件，可以采用实芯导磁体部件。进一步简化了工艺。

本发明再一优点：无轭、无槽轴向磁路电机，适应定子注塑工艺、可以将轴向磁路的微特电机，向更精细的领域发展。

附图的图面说明如下：

图1a是本发明的实施例一，转子在两端的无轭、无槽轴向磁路电机的结构示意图

图1b为图1a的A-A剖视图

图2是本发明的电机为4极时的磁通途径展开图

图3是本发明的实施例二的结构示意图

图4是本发明的实施例三，转子在一端的无轭、无槽轴向磁路电机的结构示意图

图5a和5b是现有的盘式电机定子铁芯结构形式示意图

下面结合附图和实施例作进一步说明：

实施例一：请参阅图1，该无轭、无槽轴向磁路电机主要由机轴1、轴承2、转子3、机壳4、柱状铁芯6等组成，从图中可以看出转子固定在机轴1上，转子3为一圆盘，上面具有凸起的磁极301，在两端转子3的中间为柱状铁芯6，在柱状铁芯6上有绕组7，它们由支承部件8支承，并通过轴承2套在机轴1上，铁芯6与磁极301之间具有工艺气隙5，磁极301的形状可以是圆形的、扇形的、椭圆形的或矩形、菱形、阶梯形的，铁芯6的形状也可以是圆形的、扇形的、椭圆形的或矩形、菱形、阶梯形的，铁芯数与磁极数的比例为1∶1或1∶2、2∶3，磁极数为2～24个，根据需要和实际情况还可以增加。

图2所示为以4极电机为例来说明工作原理的展开图，中间是柱状铁芯6，两端是转子3上的磁极301，图中的虚线是主磁通的途径，磁极交替排列，当转子3转动时，柱状铁芯6内就有交变磁通产生，则铁芯6上的绕组7内就产生感生电动势。

实施例二：请参阅图3，主要由机轴1、轴承2、转子3、机壳4、柱状铁芯6等组成，与实施例二的不同之点是柱状铁芯6连同其上的绕组7由支承部件8与机轴1结合成一体，机轴1由紧固件与支架9固定在一起，不转动，而转子3则与机壳4通过螺钉连接紧固在一起，并通过轴承绕机轴1转动。机壳4兼作皮带轮，其外圆周上可装平皮带。

实施例三：请参阅图4，这是只有一端有转子3，转子3上有磁极301，而另一端则为柱状铁芯6与支架9结合在一起的情况。其它零件的名称和零件号均与实施例一、二相同。

上述三种实施例的磁极301均可以使用永磁体，也可以用电磁体。

Claims (10)

1、一种无轭、无槽轴向磁路电机，它主要由机壳、转子、定子、轴承和机轴组成，其特征在于：由各自独立的n个柱状铁芯(6)和绕制在铁芯(6)上的绕组(7)构成无轭、无槽、无端盖的定子，所说的n个柱状铁芯(6)及其上面的绕组(7)是由支承部件(8)支承并通过轴承(2)套装在机轴(1)上的；在定子两端具有转子(3)，在转子(3)上按圆周分布m个磁极(301)；转子(3)通过螺母和弹簧垫圈紧固在机轴(1)上。

2、根据权利要求1所述的无轭、无槽轴向磁路电机，其特征在于：机壳(4)与定子固定在一起，机壳(4)下部具有支架(9)。

3、根据权利要求1所述的无轭、无槽轴向磁路电机，其特征在于：机壳(4)与转子(3)固定在一起，机壳(4)外圆形成一皮带轮。

4、一种无轭、无槽轴向磁路电机，它主要由机壳、转子、定子、轴承和机轴组成，其特征在于：由各自独立的n个柱状铁芯(6)和绕制在铁芯(6)上的绕组(7)构成无轭、无槽、无端盖的定子，所说的n个柱状铁芯(6)及其上面的绕组(7)是由支承部件(8)支承并通过轴承(2)套装在机轴(1)上的；在定子一端具有转子(3)，在转子(3)上按圆周分布m个磁极(301)。

5、根据权利要求4所述的无轭、无槽轴向磁路电机，其特征在于：转子(3)与机轴(1)紧固在一起，而柱状铁芯(6)则固定在支架(9)上。

6、根据权利要求4所述的无轭、无槽轴向磁路电机，其特征在于：机轴(1)与支架(9)固定在一起，在转子(3)与机轴(1)之间具有轴承(2)。

7、根据权利要求1或4所述的无轭、无槽轴向磁路电机，其特征在于：磁极(601)为永磁体。

8、根据权利要求1或4所述的无轭、无槽轴向磁路电机，其特征在于：磁极(601)为电磁体。

9、根据权利要求1或4所述的无轭、无槽轴向磁路电机，其特征在于：柱状铁芯(6)数n与磁极(301)数m的比例为1∶1或1∶2、2∶3。

10、根据权利要求1或4所述的无轭、无槽轴向磁路电机，其特征在于：柱状铁芯(6)的截面为圆形或扇形、椭圆形、矩形、菱形、阶梯形，磁极(301)的形状也为圆形或扇形、椭圆形、矩形、菱形、阶梯形。

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