CN204696890U - 盘式永磁电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种由直流电流调控的盘式永磁电动机。该机为采用以永磁体和直流电磁混合串联的多磁极交叉推拉驱动方式，转子磁极(4、5)和定子磁极(2)均采用永磁体材料，定子由圆盘两侧四个切向充磁的定子永磁体(2)和两对两组电磁线圈(1)按照极数间隔衔接成环形结构，转子两侧圆盘十二片轴向充磁而充磁方向互为相反的转子永磁体(4、5)相隔排列成环形结构。当其中相对电磁线圈(1)产生的磁场，使两侧的定子永磁体(2)形成闭合的串联磁路，即对该电磁线圈(1)所对应的转子永磁体(4、5)失去推拉作用，使两侧磁路的两端各对相对应的两侧的转子永磁体(4、5)单极施加推拉作用加上电磁线圈产生的磁力线作用而产生转矩，由于间隔的两组电磁线圈(1)交替工作，使转子连续旋转，达到大扭矩低耗电效果。

Description

盘式永磁电动机

技术领域

本实用新型涉及一种永磁直流电动机。

背景技术

当今广泛使用的永磁电动机都是单边励磁，以旋转磁场形式驱动转子旋转，虽然和传统电动机驱动方式一样，但在结构、效率上有很大的提高，要想更进一步提高电动机本身的效率，就要寻找另一种驱动方式来实现低耗电高功率的目标。本实用新型是本人申请的发明专利2008101512020的变种动力装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种利用磁路特性，借助永磁体磁性，以少电能获大转矩的节能型盘式永磁电动机。

为解决上述技术问题，本实用新型的盘式永磁电动机采用以永磁体和直流电磁混合串联的多磁极交叉推拉驱动方式，由转子部分包括机轴和两侧转子圆盘及镶嵌的转子永磁体和定子部分包括机壳、非磁性材料的定子圆盘、圆盘两侧定子永磁体、电磁线圈、电刷-换向器、机轴组成。定子磁极和转子磁极均采用扇型永磁体材料，定子永磁体为切向充磁，并和电磁线圈按照极数间隔衔接成环形定子结构。转子永磁体为轴向充磁，分充磁方向互为相反的主副两种磁体，按照相邻的磁极方向互为相反的规则排列成环形结构。定子永磁体和转子水磁体的充磁方向相互垂直，所有转子永磁体的两侧边缘为扇形，弧长中心点都有凸出部分即磁峰。为了保证转子始终向同一方向旋转，主极转子永磁体的弧长大于副极转子永磁体的弧长1毫米，副极转子永磁体的磁峰由弧长中心点向旋转方向错位2-3度。假设转子顺时针旋转，当其中相对一组电磁线圈输入直流电流时，使电磁线圈通过内部镶嵌的软铁产生与定子永磁体充磁方向相同的磁场，致使电磁线圈两侧的定子永磁体和电磁线圈形成串联磁路，即对电磁线圈所对应的转子永磁体失去推拉作用，又使电磁线圈产生的磁能放大到电磁线圈及两侧的定子永磁体各磁能的总和，其两极同时对对应的各转子永磁体的单性磁极产生同性磁极的磁推力和异性磁极的磁拉力，既推拉作用，加上电磁线圈产生磁力驱动，使两侧转子同时产生转矩，使转子顺时针旋转(360/转子极数)度。从外部供给的直流电流通过电刷-换向装置或电子位置传感器件控制相隔为一组的两组电磁线圈交替产生磁场驱动力，又变换定子磁路，使两侧转子永磁体交替产生转矩，使转子连续旋转。

作为本实用新型所述的电磁线圈输入直流电流后，其作用为：1.产生磁通，改变定子永磁体的磁路，使其形成环形闭合串联磁路。2.通过输入线圈电流的大小所产生的磁通量驱动两侧转子，同时调控转子的转数。

作为本实用新型所述主要驱动部件之间的比例关系：以定子永磁体和转子永磁体之间的弧面气隙为准，转子单极永磁体弧长为定子永磁体两极弧长的1/2，电磁线圈弧长为转子单极永磁体弧长的1/1。

本实用新型所述的盘式永磁电动机，结构简单，如果采用现行无刷直流电动机的位置传感装置，可以成为无刷永磁电动机。采用调压或限流方法控制电机转数，输入的电能通过定子的电磁线圈所产生的磁能既产生驱动作用又扩大为电磁线圈的磁能和两侧的永磁体的磁能的总和，起到功放作用，而且是多极做功，达到低能耗高功率的效果，适合在采用移动电源的电动车辆和机械设备上使用。

附图说明

下面结合附图和本实用新型的实施方式作进一步详细说明。

图1图2图3为盘式永磁电动机结构图。

图4图5图6为外转子盘式永磁电动机结构图。

具体实施方式

图1图2图3所示实施方式的盘永磁电动机结构图。该机采用定子永磁体2电磁线圈1和转子永磁体(4、5)直流电磁混合串联的多磁极交叉推拉驱动方式，两侧转子圆盘6镶嵌的扇形永磁体分为主转子永磁体4和副转子水磁体5，两者均为轴向充磁并且充磁方向互为相反，副磁极永磁体5弧长小于主磁极永磁体4的弧长1毫米，两侧圆盘上的主副两种永磁体各六片以相邻充磁方向互为相反的规则环形安装，所有转子永磁体(4、5)的两侧弧长边缘为扇形，弧长中心点都有一凸部即磁峰12，所有副极永磁体5的磁峰12由磁极中心按旋转方向错位2-3度，转子侧面安装电刷7。定子圆盘3两侧镶嵌切向充磁的扇形定子永磁体2、为了减少漏磁，定子圆盘3采用非导磁材料，并设有凹槽，用于镶嵌两对两组电磁线圈1，电磁线圈内镶有软铁14。定子永磁体2和电磁线圈1间隔衔接成环形结构，定子圆盘3与机壳10连接，机壳10内侧连接换向器8。和轴承9、机轴13等部件构成完整电机。

图4图5图6所示为外转子盘式永磁电动机结构图。该机与图1图2图3所示盘永磁电动机工作原理相同，以其不同的是镶嵌相隔为一组的两组电磁线圈1，及定子永磁体2的定子圆盘3与机轴13连接，两侧转子部分与机壳为一体，成为外转子式盘式永磁电动机。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，任何形式的动力装置的定子和转子均采用永磁体结构产生转距，由电磁线圈控制磁路，采用以永磁体和直流电磁混合串联的多磁极交叉推拉驱动方式，或采用多组多极驱动等结构，均落在本实用新型的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种盘式永磁电动机，包括转子圆盘(6)、转子永磁体(4、5)、定子圆盘(3)、定子永磁体(2)、与所述定子永磁体(2)相互衔接的电磁线圈(1)、电刷-换向装置(7、8)，其特征在于：采用定子永磁体、电磁线圈和转子永磁体的直流电磁混合串联的多磁极交叉推拉驱动方式，定子驱动部分由圆盘两侧各四片切向充磁的定子永磁体(2)和四个电磁线圈(1)按照极数间隔衔接成环形结构；转子部分由两侧圆盘轴向充磁的主极转子永磁体(4)和副极转子永磁体(5)各六片相隔排列成环形结构，主极转子永磁体(4)和副极转子永磁体(5)的磁极方向互为相反，所有转子永磁体(4、5)均有凸部即磁峰(12)，定子永磁体(2)和转子永磁体(4、5)的充磁方向相互垂直，为了确保转子圆盘(6)始终向同一方向旋转，主极转子永磁体(4)的圆周大于副极转子永磁体(5)的弧长1毫米，副极转子永磁体(5)的磁峰由磁体中心点向旋转方向偏移2-3度；当直流电流通过其中相对一组电磁线圈(1)产生和定子永磁体(2)充磁方向相同的磁场，使两侧的定子永磁体(2)形成闭合的串联磁路，即对该电磁线圈(1)所对应两侧转子圆盘(6)的转子永磁体(4、5)失去推拉作用，又使磁路的两极同时对相对两侧的转子永磁体(4、5)单极产生同性磁极的磁推力和异性磁极的磁拉力和电磁线圈磁力线的作用而产生转矩，使转子旋转30度，由于相对两组电磁线圈(1)通过电刷-换向装置(7、8)交替产生磁场，转子不断地得到转矩，使转子连续旋转。

2.按照权利要求1所述的盘式永磁电动机，其特征在于：所述和定子永磁体(2)、电磁线圈(1)及转子永磁体(4、5)均采用扇形体。

3.按照权利要求1所述的盘式永磁电动机，其特征在于：所述电磁线圈(1)的绕组内部镶有软铁(14)，定子圆盘(3)设有凹槽用于镶嵌定子永磁体(2)和电磁线圈(1)，定子圆盘(3)采用非磁导材料。

4.按照权利要求1所述的盘式永磁电动机，其特征在于：转子永磁体(4、5)单极弧长为定子永磁体(2)两极弧长的1/2，电磁线圈(1)弧长为转子永磁体(4、5)单极弧长的1/1。