CN204012963U - 高功率密度外转子直流无刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高功率密度外转子直流无刷电机，包括定子和转子，转子包括转子外壳，定子由硅钢片轴向叠压制成的叠压铁芯和由硅钢片卷绕制成的盘式铁芯两部分组成，叠压铁芯上绕制第一定子绕组，盘式铁芯上绕制第二定子绕组，叠压铁芯与盘式铁芯上下叠置且过盈配合地连接成一体，盘式铁芯与轴固定连接，第一、第二定子绕组电连接且通过引出线引出，转子外壳内圆周面上设有若干块径向磁化的径向磁钢，径向磁钢与叠压铁芯之间形成径向磁场气隙，转子外壳内端面上设有若干块轴向磁化的轴向磁钢，轴向磁钢与盘式铁芯之间形成轴向磁场气隙。所述转子有两个且对称地设置在定子两侧。本实用新型体积小，制造成本低，能大幅提高电机功率密度和效率。

Description

高功率密度外转子直流无刷电机

技术领域

本实用新型涉及一种电机，特别是涉及一种高功率密度外转子直流无刷电机。

背景技术

目前，直流无刷电机越来越多地应用在调速驱动领域，正逐步取代传统的有刷电机。直流无刷电机通常有一个定子、一个永磁转子、端盖和轴承，根据控制要求选装速度传感器。转子既有内转子型，也有外转子型，而进行机电能量转换的磁场气隙一般为径向磁场气隙。对于直径较大，轴向较小的扁平型直流无刷电机，如电动自行车用轮毂电机、自动扶梯直驱电机，采用单一磁场气隙较难提高电机的功率密度。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种不仅体积小、重量轻、制造成本低，而且能大幅提高电机功率密度和电机效率的高功率密度外转子直流无刷电机。

为解决上述技术问题，本实用新型采用这样一种高功率密度外转子直流无刷电机，包括定子和转子，所述转子包括转动地安装在轴上的转子外壳，所述定子由硅钢片轴向叠压制成的叠压铁芯和由硅钢片卷绕制成的盘式铁芯两部分组成，所述叠压铁芯上绕制第一定子绕组，所述盘式铁芯上绕制第二定子绕组，所述叠压铁芯与盘式铁芯上下叠置且过盈配合地连接成一体，所述盘式铁芯通过支架与轴固定连接，所述第一定子绕组与第二定子绕组电连接且通过引出线引出，所述转子外壳的内圆周面上设有若干块径向磁化的径向磁钢，所述径向磁钢与叠压铁芯之间形成径向磁场气隙，所述转子外壳的内端面上设有若干块轴向磁化的轴向磁钢，所述轴向磁钢与盘式铁芯之间形成轴向磁场气隙。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述转子有两个，且沿轴向左右对称地设置在定子的两侧。

在本实用新型中，所述盘式铁芯的两端面对称地设有用于放置第二定子绕组的环形槽，盘式铁芯的中间部分为共用的轭部。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述左右两个转子的转子外壳内圆周面上的径向磁钢相互错开一定角度设置，所述左右两个转子的转子外壳内端面上的轴向磁钢相互错开一定角度设置。

在本实用新型中，所述轴为中空轴，所述引出线经轴的内孔引出。

采用上述结构后，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型采用在径向磁钢与叠压铁芯之间形成径向磁场气隙、在轴向磁钢与盘式铁芯之间形成轴向磁场气隙后，大幅提高了电机功率密度和电机效率。

本实用新型采用两个转子并且左右对称地设置在定子的两侧后，获得了两个轴向磁场气隙，进一步提高了电机功率密度和电机效率。

本实用新型采用在叠压铁芯上绕制第一定子绕组，在盘式铁芯上绕制第二定子绕组后，进一步提高了电机功率密度。

本实用新型采用左右对称设置的两个转子和共用轭部的对称绕组的盘式铁芯设计，结构紧凑，安装方便，有效减少了轴向单边磁拉力。左右两个转子通过错开一定的角度安装，能达到斜极的效果，有效减少了齿槽转矩和力矩波动。

本实用新型的电机为全封闭结构，能达到较高的防护等级。

本实用新型的电机体积小，重量轻，制造成本低，空间利用合理。

附图说明

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

图1为本实用新型高功率密度外转子直流无刷电机的一种结构示意图。

图2为本实用新型中径向和轴向磁场气隙的一种分布结构示意图。

图3为本实用新型中叠压铁芯的一种结构示意图。

图4为本实用新型中盘式铁芯的一种结构示意图。

图5为本实用新型中转子的一种结构示意图。

具体实施方式

参见图1至图5所示的一种高功率密度外转子直流无刷电机，包括定子和转子，所述转子包括通过轴承13转动地安装在轴1上的转子外壳8，所述定子由硅钢片轴向叠压制成的叠压铁芯2和由硅钢片卷绕制成的盘式铁芯3两部分组成，所述叠压铁芯2上集中绕制第一定子绕组4，所述盘式铁芯3上集中绕制第二定子绕组5，所述叠压铁芯2与盘式铁芯3上下叠置且过盈配合地连接成一体，所述盘式铁芯3通过支架6与轴1固定连接，所述第一定子绕组4与第二定子绕组5电连接且通过引出线7引出，所述转子外壳8的内圆周面上设有若干块径向磁化的径向磁钢9，这些径向磁钢9沿内圆周均布，所述径向磁钢9与叠压铁芯2之间形成径向磁场气隙11，所述转子外壳8的内端面上设有若干块轴向磁化的轴向磁钢10，这些轴向磁钢10均匀地粘贴在内端面上，所述轴向磁钢10与盘式铁芯3之间形成轴向磁场气隙12。

作为本实用新型的一种优选实施方式，如图1所示，所述转子有两个，且沿轴向左右对称地设置在定子的两侧。采用这样的结构后，获得了两个对称的轴向磁场气隙12，从而进一步提高了电机功率密度和电机效率，如图2所示。

在本实用新型中，如图1、3所示，所述盘式铁芯3的两端面对称地设有用于放置第二定子绕组5的环形槽，盘式铁芯3的中间部分为共用的轭部。这样的盘式铁芯结构，其结构紧凑，安装方便，有效减少了轴向单边磁拉力。

作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述左右两个转子的转子外壳8内圆周面上的径向磁钢9相互错开一定角度设置，所述左右两个转子的转子外壳8内端面上的轴向磁钢10相互错开一定角度设置。采用这样的结构后，能达到斜极的效果，从而有效减少了齿槽转矩和力矩波动。当然，本实用新型左右两个转子的转子外壳8内圆周面上的径向磁钢9可以对正安装，左右两个转子的转子外壳8内端面上的轴向磁钢10可以对正安装。

另外，本实用新型可以在叠压铁芯2和盘式铁芯3的内部安排冷却管道进行液冷，从而可进一步提高电机的功率密度，图中未示。

在本实用新型中，如图1、2所示，所述轴1优选为中空轴，所述引出线7经轴1的内孔引出。

如图2所示，本实用新型外转子直流无刷电机具有一个径向磁场气隙11和两个对称轴向磁场气隙12，大幅提高了电机功率密度和电机效率，且体积小，重量轻，制造成本低，具有良好的实用价值。

Claims (5)

1.一种高功率密度外转子直流无刷电机，包括定子和转子，所述转子包括转动地安装在轴（1）上的转子外壳（8），其特征在于：所述定子由硅钢片轴向叠压制成的叠压铁芯（2）和由硅钢片卷绕制成的盘式铁芯（3）两部分组成，所述叠压铁芯（2）上绕制第一定子绕组（4），所述盘式铁芯（3）上绕制第二定子绕组（5），所述叠压铁芯（2）与盘式铁芯（3）上下叠置且过盈配合地连接成一体，所述盘式铁芯（3）通过支架（6）与轴（1）固定连接，所述第一定子绕组（4）与第二定子绕组（5）电连接且通过引出线（7）引出，所述转子外壳（8）的内圆周面上设有若干块径向磁化的径向磁钢（9），所述径向磁钢（9）与叠压铁芯（2）之间形成径向磁场气隙（11），所述转子外壳（8）的内端面上设有若干块轴向磁化的轴向磁钢（10），所述轴向磁钢（10）与盘式铁芯（3）之间形成轴向磁场气隙（12）。

2.根据权利要求1所述的高功率密度外转子直流无刷电机，其特征在于：所述转子有两个，且沿轴向左右对称地设置在定子的两侧。

3.根据权利要求2所述的高功率密度外转子直流无刷电机，其特征在于：所述盘式铁芯（3）的两端面对称地设有用于放置第二定子绕组（5）的环形槽，盘式铁芯（3）的中间部分为共用的轭部。

4.根据权利要求2所述的高功率密度外转子直流无刷电机，其特征在于：所述左右两个转子的转子外壳（8）内圆周面上的径向磁钢（9）相互错开一定角度设置，所述左右两个转子的转子外壳（8）内端面上的轴向磁钢（10）相互错开一定角度设置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的高功率密度外转子直流无刷电机，其特征在于：所述轴（1）为中空轴，所述引出线（7）经轴（1）的内孔引出。