CN201213236Y

CN201213236Y - 永磁式电机

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Publication number: CN201213236Y
Application number: CNU2008201268987U
Authority: CN
Inventors: 王久龙; 王江
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2018-07-04

Abstract

本实用新型提供的一种新型永磁式电机，包括电机外壳、设于外壳内的第一转子、设于外壳内的第一定子，穿过外壳、第一转子、第一定子的电机转轴，所述的第一转子与转轴固定，所述的第一定子固定于外壳的内侧；在该第一转子面对第一定子的一表面上周向布置多个的永磁块，在第一定子面对第一转子的永磁块的一表面上设置多个绕组线圈；在外壳内侧壁的与第一转子上的磁极侧立面相对应处放置磁场感应线圈，用以发电之用，并收集其所产生的电流。本实用新型具有其效率高、功率大、重量轻、结构简单、超高速旋转且摩擦小的特性。

Description

永磁式电机

[技术领域]

本实用新型涉及一种电机，特别是涉及一种永磁无刷的电机。

[背景技术]

目前的电机，大都是以带电刷的线圈作为转子，在转子运转时，电刷容易磨损，须定期更换，影响电机的性能和成本。另外，目前市场上的所有盘式电机，一是结构设计上不够精细，二是电路设计没有充分发挥电磁功率，电能浪费很大，三是输出功率不够大，四是没有发电设计或是发电设计的效率不高。

[发明内容]

本实用新型的目的是为了解决以上的问题而提出的一种新型永磁式电机，其具有效率高、功率大、重量轻、结构简单、超高速旋转且摩擦小的特性。

本实用新型提供的一种新型永磁式电机，包括电机外壳、设于外壳内的第一转子、设于外壳内的第一定子，穿过外壳和第一转子、第一定子的电机转轴，所述的第一转子与转轴固定，所述的第一定子固定于外壳的内侧；在该第一转子面对第一定子的一表面上周向布置多个的永磁块，在第一定子面对第一转子的永磁块的一表面上设置多个绕组线圈；在外壳内侧壁与第一转子上的磁极侧立面相对应处放置磁场感应线圈，用以发电之用，并收集其所产生的电流。

所述的第一定子中心开设有用以通过转轴的通孔，在该通孔上设置磁悬浮轴承，且该磁悬浮轴承的孔径大于转轴的外径。

还包括至少一个定子、至少两个转子，从而在外壳内设有多个定子和多个转子，所述的多个定子和多个转子交错配置于外壳内，转轴穿过该多个定子和多个转子并与转子固定连接，所述的多个定子与转轴之间通过磁悬浮轴承连接，且该磁悬浮轴承的孔径大于转轴的外径。

当设置有N≥2个定子时，转子数为N+1个，且每一处在两片转子间的定子，该定子两面上均安置绕组线圈；每一处在两片定子间的转子，该转子两面上均安置永磁块。

在外壳内侧壁的与每一转子上的磁极侧立面相对应处放置磁场感应线圈，该磁场感应线圈用以发电之用，并收集其所产生的电流到一蓄电池中。

当转子与电机机壳相邻时，转子与机壳对应面布置永磁块，与此转子相对应的机壳内侧布置磁场感应线圈，用以发电之用，并收集其产生的电流。

在转轴穿过外壳的通孔上设置磁悬浮轴承，该磁悬浮轴承为永磁体的圆环，且该磁悬浮轴承的孔径大于转轴的外径。

电机的外壳用具导热性能的非金属材料制成，其外侧镀上一层防电磁辐射层。

所述的定子通过电源线与外部的电源连接，伸出电机外面的电源线的外皮都覆盖有电磁屏蔽层。

本实用新型具有以下的优点：

1.转轴与外壳、定子之间通过磁悬浮轴承的方式连接，避免了转轴与外壳、定子间的摩擦，提高了转轴的转速，减少了整个电机的发热源，提高了电机的效率和输出功率。

2.本实用新型通过在每一片转子的磁极侧面对应的外壳内壁上设置电力感应线圈，用以发电并收集相应的电流到蓄电池中，不仅有效的充分利用了电机的电磁功能，节约电源，还可以利用收集的电流作为其他设备的供电之用和定子上线圈的备用电源之用。

3.在本电机中的转子和定子均采用盘式结构，从而使得整个电机的体积和重量均有所减少。

4.电机外壳采用电磁屏蔽设计，伸出电机外面的导线外皮都覆盖有电磁屏蔽层，提高电机对外的电磁屏蔽功能，降低外界电磁对电机内部件的影响，提高了电机的安全性和使用寿命。

5.电机转轴采用中空形式以减轻重量，轴的外圆采用多槽状设计以便增加安装件的牢固程度，延伸出电机外壳两端的轴上同时固定有多组多片扇叶至少加以散热。

[说明书附图]

图1为本实用新型的第一实施例的永磁式电机的纵向剖视结构示意图；

图2为本实用新型中转子的一个示意图；

图3为本实用新型电机外壳的部分立体示意图；

图4为本实用新型设置有多个定子、多个转子的永磁式电机的纵向剖视结构示意图；

图5为在外壳顶部内侧或底部内侧设置磁场感应线圈的一种实施方式。

[最佳实施例]

如图1所示，为本实用新型永磁式电机结构示意图，该示意图为电机的纵向剖视图。该永磁式电机包括外壳1，设于外壳1内的至少一个的第一转子2和至少一个的第一定子3，和穿过外壳1、所述的第一转子2、第一定子3的转轴10和连接于定子上的绕组线圈的电源线(图未示)。所述的第一转子2、第一定子3呈盘形结构。

所述的第一定子2包括定子圆盘和设于圆盘上绕组线圈构成，其中所述得绕组线圈是由导线按一定方向嵌入导磁金属组成的，此定子圆盘可以由绝缘漆、环氧树脂类绝缘材料密封保护，定子圆盘与外壳1相固定。第一定子2的中心开设有通孔，以供转轴10通过，为了减少第一定子与转轴10之间的摩擦，达到更好的支撑和稳定效果，在第一定子的中心孔处设置轴承，该轴承为永磁体的圆环(磁悬浮)，且转轴10的外径小于该轴承的内孔径。所述的电源线120建立电源与第一定子2上的绕组线圈的电性连接。

请同时参阅图2，本发明的第一转子3包括转子固定盘31和在面对第一定子2的转子固定盘31的表面上周向布置多个的永磁块32，该永磁块32形状为三角形或梯形，该多个永磁块32可以同名磁极或是极性交替的，各永磁块32之间有一定间隔，这些永磁块以中心对称的方式排列。第一转子3的中心开设有中心通孔，用以通过转轴10，且转子固定盘固定于转轴10上，当第一转子3发生转动时，其可以带动转轴10转动，所述的永磁块32设置于与第一定子2相对一侧的转子固定盘的一面上。

请同时参阅图3，本实用新型的外壳1为带底部11和顶部12的圆柱体，在外壳内侧壁的与第一转子上的磁极侧立面相对应处放置磁场感应线圈33，该磁场感应线圈33收集当转子3转动时，感应线圈产生电流，发电感应线圈33与外部一个蓄电池相连，收集到的电流储存到该蓄电池中。外壳1的底部11和顶部12上分别开设通孔，该通孔的位置对应于第一定子2和第一转子3的通孔位置，以供转轴10通过，为了减少转轴10与外壳1的摩擦，在外壳1的通孔上设置磁悬浮轴承，该磁悬浮轴承为永磁体的圆环，且孔径大于转轴10的外径。外壳壳体1用导热性好的非金属材料制成。电机外壳表面1采用电磁屏蔽设计，如在外壳1外面镀上一层电磁屏蔽层，并有与其他部件安装的固定点。伸出电机外面的导线如电源线120外皮都覆盖有电磁屏蔽层。电机转轴10采用中空形式以减轻重量并且增加强度，转轴10的外圆采用多槽状设计以便增加安装件的牢固程度，延伸出电机外壳1两端的轴上同时固定有多组多片扇叶用以加强散热。

本实施例中，是在电机的外壳内设置一个带绕组线圈的第一定子2和带永磁块的第一转子3来起到带动转轴10的转动，且所述的第一定子2与第一转子3上的永磁块相对设置。

若想使本发明更好地工作，达到更大功率，如图4所示：还包括第二转子4、第二定子5、第三转子6。该些转子、定子之间交错配置，且在定子中心均设有供转轴10通过的通孔。在所述的第二定子5的中心通孔处也设置磁悬浮轴承；其两面上均安置绕组线圈，其绕组线圈的布局方式与第一定子2上线圈布局方式相同。在第二转子4的固定转子固定盘的两面上均设置偶数个永磁块，其布局方式与第一转子3的永磁块的布局方式相同。设置时，在转子的上下两面各设置一个定子，会大大提高本发明的性能。由于第三转子6只有一面面对定子，故只在面对定子一面上设置永磁块，其布局方式与第一转子3上的永磁块布局方式相同。当然，也可以根据需要设置更多的转子、定子。当设置多个转子和多个定子时，每一处在两片转子间的定子，该定子两面上均安置绕组线圈；每一处在两片定子间的转子，该转子两面上均安置永磁块。所述定子固定于外壳1的内壁上；所述的转子固定于转轴10上。

在外壳内侧壁的与每片转子上的磁极侧立面相对应处放置磁场感应线圈，该磁场感应线圈收集当转子转动时，其永磁块的磁场在磁场感应线圈上所产生的电流，磁场感应线圈与外部的一个蓄电池相连，收集到的电流储存到该蓄电池中。在上述的实施例中，则在该外壳1内设置4个磁场感应线圈，该4个磁场感应线圈与蓄电池相连。

本电机设置成至少两片或N片定子时，转子数则为3或N+1，磁场感应线圈设置4或2N组，且每两片转子中间位置的定子线圈采用双面供磁方式同时作用于两侧的永磁块转子。在定子和转子分别至少是两组时，中间的定子和转子，利用定、转子之间溢出的磁场发电。

当转子位于最外侧时，其两侧均设有永磁体时，为了充分利用磁场效应，在外壳的顶部内侧和/或底部内侧设置相应的磁场感应线圈并将其产生的电流收集，如图5所示，为本发明在外壳顶部内侧或底部内侧上设置磁场感应线圈的一种方式。

每一定子上的绕组线圈均通过电源线与电机外的电源连接。当电源通过电源线给各个定子供电时，定子上的绕组线圈产生磁场，该磁场与转子上的永磁块的磁场相互作用，使得转子转动起来，从而带动与转子固定的转轴10转动起来。外壳1内壁上的磁场感应线圈受到转子的磁场影响，而产生电流，通过将每一磁场感应线圈产生的电流收集起来，存储到蓄电池中。同时，当定子不供电时，转子还在转动时，也能促使磁场感应线圈产生电流，同时也对该部分的电流进行收集到蓄电池中，充分的起到了节约能源的目的。收集起来的电能，存储到蓄电池中，可以作为定子或其他设备的备用电源。

本实用新型采用稀土永磁材料用较薄的磁体就能提供给盘式电机足够的磁势，具有大的转矩体积比，是传统电机输出转矩的3—5倍。

本发明采用的稀土永磁块材料具有高磁密和高矫顽力的特点，前者使电机在控制时有良好的响应特性，后者使电机有较大的安匝数，能承受大电流冲击。

Claims

1、一种新型永磁式电机，包括电机外壳、设于外壳内的第一转子、设于外壳内的第一定子，穿过外壳和第一转子、第一定子的电机转轴，所述的第一转子与转轴固定，所述的第一定子固定于外壳的内侧；其特征在于：在该第一转子面对第一定子的一表面上周向布置多个的永磁块，在第一定子面对第一转子的永磁块的一表面上设置多个绕组线圈；在外壳内侧壁与第一转子上的磁极侧立面相对应处放置磁场感应线圈，用以发电之用，并收集其所产生的电流。

2、如权利要求1所述的新型永磁式电机，其特征在于，所述的第一定子中心开设有用以通过转轴的通孔，在该通孔上设置磁悬浮轴承，且该磁悬浮轴承的孔径大于转轴的外径。

3、如权利要求2所述的新型永磁式电机，其特征在于，还包括至少一个定子、至少两个转子，从而在外壳内设有多个定子和多个转子，所述的多个定子和多个转子交错配置于外壳内，转轴穿过该多个定子和多个转子并与转子固定连接，所述的多个定子与转轴之间通过磁悬浮轴承连接，且该磁悬浮轴承的孔径大于转轴的外径。

4、如权利要求3所述的新型永磁式电机，其特征在于，当设置有N≥2个定子时，转子数为N+1个，且每一处在两片转子间的定子，该定子两面上均安置绕组线圈；每一处在两片定子间的转子，该转子两面上均安置永磁块。

5、如权利要求4所述的新型永磁式电机，其特征在于，在外壳内侧壁的与每一转子上的磁极侧立面相对应处放置磁场感应线圈，该磁场感应线圈用以发电之用，并收集其所产生的电流到一蓄电池中。

6、如权利要求5所述的新型永磁式电机，其特征在于，当转子与电机机壳相邻时，转子与机壳对应面布置永磁块，与此转子相对应的机壳内侧布置磁场感应线圈，用以发电之用，并收集其产生的电流。

7、如权利要求1所述的新型永磁式电机，其特征在于，在转轴穿过外壳的通孔上设置磁悬浮轴承，该磁悬浮轴承为永磁体的圆环，且该磁悬浮轴承的孔径大于转轴的外径。

8、如权利要求1所述的新型永磁式电机，其特征在于，电机的外壳用具导热性能的非金属材料制成，其外侧镀上一层防电磁辐射层。

9、如权利要求8所述的新型永磁式电机，其特征在于，所述的定子通过电源线与外部的电源连接，伸出电机外面的电源线的外皮都覆盖有电磁屏蔽层。