CN1217599A - 可防止磁通泄漏的无刷直流电机 - Google Patents

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Abstract

一具有定子和转子的无刷直流电机,定子具有一定子铁心和绕在其上的励磁线圈。转子具有一转子铁心,它设置在定子的内部空间内。多个永久磁铁插入在转子铁心中。永久磁铁相对于转子铁心的径向方向对称地倾斜。转子铁心上开有狭槽用于截断彼此相邻的永久磁铁间的磁场。狭槽和转子铁心的轴线相平行。狭槽形成在所述转子铁心的靠外部分,并位于彼此相邻的永久磁铁端部之间。利用狭槽可防止在永久磁铁之间产生磁通涡流。

Description

可防止磁通泄漏的 无刷直流电机
本发明涉及无刷直流电机，更具体地说，涉及这样一种无刷直流电机，它通过防止因在相邻的永久磁铁间产生的磁通涡流造成的磁通泄漏，可以提高电机的效率。
无刷直流电机具有一定子和一转子，定子上有励磁线圈，而转子具有永久磁铁。定子的励磁线圈产生的磁力和永久磁铁产生的磁力相互配合而产生扭矩，该扭矩使定子旋转。
转子上的永久磁铁和转子铁心可以多种方式装配在一起。图3示出了在现有技术的无刷直流电机中定子和转子的装配实例。
定子30包括一空心定子铁心10，它具有若干个向内凸起11，励磁线圈12缠绕在定子铁心10的凸起11上。转子20设置在定子20的内部空间，它包括圆柱形转子铁心1和若干个插入铁心中的永久磁铁2。永久磁铁2沿转子铁心1的周向以等角度隔开相同的距离设置。相邻的磁铁布置成使其N极和S极彼此面对。
当定子30的励磁线圈12通以电流时，励磁线圈12使得定子10的凸起部分11产生一磁场。该磁场包括旋转磁场21和转子20的永久磁铁2产生的磁场。旋转磁场21依次经过被励磁成S极的凸起11、定子铁心10的内侧和被励磁成N极的凸起11从一个永久磁铁2的N极至另一个永久磁铁S极形成闭合磁路。用于使转子20旋转的扭矩由旋转磁场21产生。
但是，由于转子铁心1内侧的永久磁铁2的极性和另一个与之相邻的永久磁铁2的极性不同，因此在各永久磁铁2的相邻部分之间产生的磁通未能构成旋转磁场21，而是形成磁通涡流25直接流向相邻的永久磁铁2。磁通涡流25由于未能构成对转子20的扭矩有贡献的旋转磁场21，变成磁通泄漏，故使得电机的效率降低。
为克服上述现有技术中的问题而提出本发明。因此本发明的目的是，提供一无刷直流电机，通过截断在彼此相邻的永久磁铁之间产生的磁通涡流，并将一磁通引入到旋转磁场中而提高电机的效率。
为实现上述目的，本发明提供一无刷直流电机，它包括：一定子，它具有励磁线圈；一转子，它具有设置在定子的内部空间的转子铁心，以及若干个插入转子铁心的永久磁铁。转子铁心上开有狭槽用于截断相邻的永久磁铁之间的磁场。狭槽和转子铁心的轴线相平行。
永久磁铁相对于转子铁心的径向对称地倾斜。将狭槽在转子铁心的靠外部分开设在相邻的永久磁铁的端部之间。
在每一永久磁铁的外端最好形成一弯折部，从而使之和相邻的永久磁铁平行。弯折部可大大降低磁通泄漏。
此外，在每一磁铁的弯折处开设一个和轴线平行的凹槽。借助于凹槽形成的空间内的空气，在弯折处产生的磁通被诱导到转子铁心的内部区域，从而更有效地防止了磁通涡流，大大提高了电机的效率。
通过以下结合附图所进行的描述，本发明的其它目的和优点将变得更加清楚。其中，
图1是本发明的无刷直流电机的剖视图。
图2是图1的局部放大图。
图3是现有技术的无刷直流电机的剖视图。
下面将参照附图对本发明作详细说明。附图中，和图3所示的无刷直流电机相同的部件用相同的标号来表示。
图1是本发明的无刷直流电机的剖视图，图2是图1的局部放大视图。无刷直流电机具有一定子30和一转子20。
定子30包括一空心定子铁心10和一励磁线圈12，铁心上具有若干个凸起11，而励磁线圈缠绕在定子铁心的凸起11上。
转子20设置在定子30的内部空间中，它包括一圆柱形转子铁心1和容纳在其中的若干个永久磁铁2。永久磁铁2沿其轴线插入转子铁心1中。
如图1所示，4对永久磁铁2插入转子铁心1中。永久磁铁2相对于转子铁心1的径向对称地倾斜，且彼此间以相同的角距离沿转子铁心1的周向设置。这样，每一对永久磁铁2都大致布置成V形。此外，将相邻的永久磁铁2布置成N极和S极彼此面对。
转子铁心上开设有狭槽3，用于截断相邻的永久磁铁2之间的磁场。狭槽3和转子铁心1的轴线相平行。狭槽3设置在转子铁心1的靠外部分，并位于相邻的永久磁铁2的端部之间。
进一步说，每一永久磁铁2在其外端处有一弯折部4，将永久磁铁弯折使之和相邻的永久磁铁2相平行。各永久磁铁2的弯折部4彼此相面对。在弯折部的弯折处沿转子铁心10的轴线方向开有V形凹槽。如图2所示，通过凹槽5在转子铁心形成有空隙7。
当定子30的励磁线圈12通以电流时，励磁线圈12使得定子铁心10的凸起部11上产生磁场。该磁场形成一旋转磁场21和转子20的永磁磁铁2的磁场。旋转磁场21依次经过被励磁成S极的凸起11、定子铁心10的内侧和被励磁成N极的凸起11从一个永久磁铁2的N极至另一个永久磁铁S极形成闭合磁路。用于使转子20旋转的扭矩由旋转磁场21产生。
在这种情况下，在永久磁铁2的外端即弯折部4产生的磁通被狭槽3截断。也就是说，制成转子铁心1的材料具有高磁导率，而狭槽内的空气障碍具有低磁导率，从而在永久磁铁2的外端产生的磁通被诱导至具有高磁导率的转子铁心1的内部区域。因此，在永久磁铁2之间不产生磁通涡流。被诱导至转子铁心1的内部区域的磁通包括在旋转磁场中，它有助于使转子20产生旋转力的扭矩的形成。这样，不会发生磁通泄漏，提高了电机的效率。
与此同时，由于弯折部4形成在各永久磁铁外端，永久磁铁2彼此隔开一预定距离布置，从而大大降低了磁通泄漏。此外，由于弯折部4彼此面对，增加了和狭槽3相面对的永久磁铁2的面积。这样狭槽3可更有效地截断磁通涡流。
此外，由凹槽5形成的间隙7内的空气将在弯折处产生的磁通诱导至转子铁心1的内部区域。被诱导的磁通包括在旋转磁场21中，从而非常有效地防止了磁场涡流，提高了电机的效率。
如上所述，按照本发明，在永久磁铁2之间所形成的狭槽3可防止磁通涡流的产生，从而不会发生磁通泄漏，提高了电机的效率。此外，弯折部4和凹槽也大大提高了电机效率。
尽管上面详细地对本发明进行了描述和说明，应当明白，这仅仅是示例性的，不是限制性的说明，本发明的构思和范围完全由所附权利要求来界定。

Claims (4)

1．一种无刷直流电机，包括：
一定子，具有励磁线圈；
一转子，具有一铁心，它设置在所述转子的内部空间，以及具有多个插入在所述铁心内的永久磁铁，
其特征在于，所述转子铁心上开设有狭槽用于截断彼此相邻的永久磁铁之间的磁场，所述狭槽和转子铁心轴线相平行。
2．如权利要求1所述的无刷直流电机，其特征在于，所述永久磁铁相对于所述转子铁心的径向方向对称地倾斜，所述狭槽形成在所述转子铁心的靠外部分，并位于彼此相邻的永久磁铁的各端部之间。
3．如权利要求2所述的无刷直流电机，其特征在于，在每一永久磁铁的外端形成一弯折部，被弯折的永久磁铁和相邻的永久磁铁平行。
4．如权利要求3所述的无刷直流电机，其特征在于，在每一永久磁铁的弯折处开有一凹槽，所述凹槽和所述轴线平行。
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