CN202374060U - 一种不均匀气隙电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种不均匀气隙电机，包括柱形的外壳、永磁体、转子、电刷和后盖，所述的转子安置在外壳内，永磁体固定在外壳内侧，转子与电刷联接。所述的转子的结构可以使用现有电机的转子结构，电机的转子与电刷的联接结构也可以使用现有电机的联接结构。所述的转子呈圆柱形，转子与每片永磁体之间均形成从永磁体中部至两侧均匀增大的气隙。本实用新型解决了现有的电机在体积较大，不方便安装，实现不均匀气隙的技术要求高，容易出现故障等缺点。

Description

一种不均匀气隙电机

技术领域

本实用新型涉及一种直流电机，特别是一种不均匀气隙电机。

背景技术

电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。电动机也俗称马达）。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。

目前，永磁电动机多数采用均匀气隙的结构，气隙磁场中含有大量谐波，使得电动势中谐波含量很大，增加了电机电流和附加谐波铁损和铜损，影响电机效率的进一步提高，另外谐波磁场也会产生力矩波动，引起震动和噪音。

为了改善电机的气隙磁密波形，减少谐波含量，从而降低铁耗、提高永磁电机效率并减少转矩脉动。市场上出现了利用不均匀气隙结构盖上空载气隙磁密波形。

中国专利申请号为201010583733.4公开名称为“补偿电机不均匀空气间隙的结构”（申请日为2010年12月8日，公开日为2011年6月8日），这个专利申请公开的不均匀空气间隙结构是沿着转子的母线方向进行设计不均匀空气间隙结构，这种结构在安装固定定子时，定子的定位需要非常精准，定子的位置稍微有偏离设定的位置，则会大大影响不均匀空气缝隙结构的效果，影响电动机的性能，甚至导致定子与转子相互碰撞。

现有的电机存在着以下的问题：（1）圆形的外壳安装在某些线路板上时容易发生滚动，需要专门的装置进行定位；（2）现有的不均匀气隙的电机的永磁铁固定的精准度要求高，产品故障率高。

综上所述：目前急需解决现有的电机在体积较大，不方便安装，实现不均匀气隙的技术要求高，容易出现故障等缺点。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于目前所使用的电动机因存在一种可以解决现有的电机在体积较大，不方便安装，实现不均匀气隙的技术要求高而设计一种不均匀气隙电机。

本实用新型通过以下技术方案实现上述目的（在下面每段后面补充该结构特征的优点）：针对现有的电机存在的技术缺点，设计一种不均匀气隙电机，包括柱形的外壳、永磁体、转子、电刷和后盖，所述的转子安置在外壳内，永磁体固定在外壳内侧，转子与电刷联接。所述的转子的结构可以使用现有电机的转子结构，电机的转子与电刷的联接结构也可以使用现有电机的联接结构。所述的转子呈圆柱形，转子与每片永磁体之间均形成从永磁体中部至两侧均匀增大的气隙。所述的气隙是由转子旋转后所形成的圆与固定的永磁体之间的间隙，转子与永磁体之间的最近点向永磁体两侧逐渐增大气隙，最终形成所需要的不均匀气隙。所述的不均匀气隙可以是轴对称形状也可以是一个非轴对称形状。

所述的外壳分为前段和后段组成，所述的外壳的前段的横截面为六边形；所述的壳体内设置有三对平板形的永磁体，所述的永磁体分别固定在外壳的前段的内壁上并以圆形矩阵分布，并且永磁体的中线与转子的母线相互平行；所述的六片永磁铁之间不相互接触。

所述的外壳的后段的横截面为鼓形，所述的电刷安置在外壳的后段的端盖上。所述的外壳的后段的鼓形横截面是由两个弧面和外壳的前段的两个相对的侧壁延伸段组成。所述的外壳的前段的六个面之间为圆弧面过度，所述的圆弧面为后段的两个弧面的延伸面。这样的电机体积较小，方便运输和安装。

所述的外壳分为前段和后段组成，所述的外壳是横截面为六边形柱体状的壳体；所述的壳体内设置有三对平板形的永磁体，所述的永磁体分别固定在外壳的内壁上并以圆形矩阵分布，并且永磁体的中线与转子的母线相互平行；所述的六片永磁铁之间不相互接触。

所述的转子是由九个独立的极组成一个有九个槽的电机转子，所述的转子为集中式绕组。

作为本发明专利的一个较佳的技术方案，所述的永磁体的向心角θ的取值范围：20°~22°；永磁体的厚度取值范围：0.95~1.1mm。

本实用新型具有以下技术优点：（1）多边形的外壳，工艺简单，可以防止电机在放置和运输过程中的滚动同时外部空间利用率较高；（2）永磁体安装在直边连接处能够提高外壳内部的空间利用率，缩小外形尺寸；（3）永磁体与转子之间间隙厚度的不均匀，磁通沿周向均匀减少，能够降低齿槽转矩。在一定范围的极弧系数可以充分利用永磁体的磁性能，减小不必要的材料浪费；（4）永磁体直边连接处与对应的外壳直边连接处之间留有少量间隙，保证良好的工艺性的同时便于添加胶水使配合更牢固；（5）大大减少电机的体积和重量,电机质量减小量可以达到40%，同时转子的直径可以做大6.45%，转子上可选用较大直接的漆包线,这样对减少电机工作过程中的发热量起到一定作用,电机的反电动势也会增加。[0016] (6)通过矩形薄片的永磁体，可以有效地利用电机内部空间，在保持与同性能参数电机相同性能情况下，电机的体积重量和成本大大降低。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图。

图2为本实用新型实施例一的拆分状态结构示意图。

图3为本实用新型实施例一的外壳、永磁体和转子组装状态示意图。

图4为本实用新型实施例一的外壳和永磁体组装状态示意图。

图5为图3的A处局部放大图。

图6为本实用新型实施例一外壳的前段结构示意图。

图7为本实用新型实施例一外壳的后段结构示意图。

具体实施方式

实施例一：如图1、2所示，包括柱形的外壳1、永磁体2、转子3、电刷4和后盖5，所述的转子3安置在外壳1内，永磁体2固定在外壳1内侧，转子3与电刷4联接。如图5所示，所述的转子3呈圆柱形，转子3与每片永磁体2之间均形成从永磁体2中部21至两侧22均匀增大的气隙6。如图3、4所示，所述的气隙6是由转子3旋转后所形成的圆与固定的永磁体2之间的间隙，转子3与永磁体2之间的最近点向永磁体2两侧逐渐增大气隙6，最终形成所需要的不均匀气隙6。

如图6所示，所述的外壳1分为前段11和后段12组成，所述的外壳1的前段11的横截面为六边形；所述的壳体1内设置有三对平板形的永磁体2，所述的永磁体2分别固定在外1壳的前段11的内壁上并以圆形矩阵分布，并且永磁体2的中线与转子3的母线相互平行；所述的六片永磁铁2之间不相互接触。

如图7所示，所述的外壳1的后段12的横截面为鼓形，所述的电刷4安置在外壳1的后段12的端盖5上。如图1、6、7所示，所述的外壳1的后段12的鼓形横截面是由两个弧面121和外壳1的前段11的两个相对的侧壁111延伸段组成。所述的外壳1的前段11的六个面之间为圆弧面112过度，所述的圆弧面112为后段12的两个弧面121的延伸面。这样的电机体积较小，方便运输和安装。

如图2、3所示，所述的转子3是由九个独立的极31组成一个有九个槽32的电机转子3，所述的转子3是使用集中式绕组。

如图4所示，所述的永磁体2的向心角θ的取值范围：21°；永磁体2的厚度E取值范围：1mm。

本实施例利用多边形的外壳简化工艺，防止电机在放置和运输过程中的滚动同时外部空间利用率较高，大大缩小电机外形的尺寸。利用永磁体与转子之间间隙厚度的不均匀，磁通沿周向均匀减少，能够降低齿槽转矩。在一定范围的极弧系数可以充分利用永磁体的磁性能，减小不必要的材料浪费。大大减少电机的体积和重量。通过矩形薄片的永磁体，可以有效地利用电机内部空间，在保持与同性能参数电机相同性能情况下，电机的体积重量和成本大大降低。

Claims (6)

1.一种不均匀气隙电机，包括柱形的外壳、永磁体、转子、电刷和后盖，所述的转子安置在外壳内，永磁体固定在外壳内侧，转子与电刷联接，其特征在于所述的转子呈圆柱形，转子与每片永磁体之间均形成从永磁体中部至两侧均匀增大的气隙。

2.根据权利要求1所述的不均匀气隙电机，其特征在于所述的外壳分为前段和后段组成，所述的外壳的前段的横截面为六边形；所述的壳体内设置有三对平板形的永磁体，所述的永磁体分别固定在外壳的前段的内壁上并以圆形矩阵分布，并且永磁体的中线与转子的母线相互平行；所述的六片永磁铁之间不相互接触。

3.根据权利要求2所述的不均匀气隙电机，其特征在于所述的外壳的后段的横截面为鼓形，所述的电刷安置在外壳的后段的端盖上;所述的外壳的前段的六个面之间为圆弧面过度，所述的圆弧面为后段的两个弧面的延伸面。

4.根据权利要求1所述的不均匀气隙电机，其特征在于所述的外壳分为前段和后段组成，所述的外壳是横截面为六边形柱体状的壳体；所述的壳体内设置有三对平板形的永磁体，所述的永磁体分别固定在外壳的内壁上并以圆形矩阵分布，并且永磁体的中线与转子的母线相互平行；所述的六片永磁铁之间不相互接触。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的不均匀气隙电机，其特征在于所述的转子是由九个独立的极组成一个有九个槽的电机转子。

6.根据权利要求5所述的不均匀气隙电机，其特征在于所述的永磁体的向心角θ的取值范围：20°~22°；磁体的厚度取值范围：0.95~1.1mm。

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