CN204858936U - 无接触永磁边缘驱动风扇 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种无接触永磁边缘驱动风扇，包括：风扇和驱动电机，其特征在于：所述的风扇由扇叶和风扇外圆环构成，风扇外圆环设在扇叶的圆周外侧；所述的驱动电机的输出轴上设有驱动轮；在风扇外圆环和驱动轮的外缘上沿周对应设置一组S、N极相间排列的永磁体，风扇外圆环上的永磁体与驱动轮上的永磁体单个相对贴近时为异性相对应。本实用新型通过采用无接触永磁边缘驱动风扇旋转的结构形式，用较小的驱动力获得较大的转矩，而且不需要齿轮、链条等传动机构，具有省力节能、无接触、无磨擦、效率高，结构简单、设计制作简易方便，并且可以用3D打印机快速成型，降低开发以及生产成本。

Description

无接触永磁边缘驱动风扇

技术领域

本实用新型涉及一种电风扇装置，特别涉及一种无接触永磁边缘驱动风扇。

背景技术

永磁齿轮是一种无接触传动，利用永磁体的异性相吸耦合的磁场作用力进行传动的齿轮机构，与传统齿轮相比，具有传动效率高、低噪音、无摩擦、无污染、高可靠性、大传动比等优势。但现有的永磁传动大多还局限于齿轮和变速机构，而且制作较为复杂，导致迄今难以普及。

传统的风扇一般都是轴驱动，根据转动力矩原理，转动力矩等于径向力臂与作用力的叉积，即：=x。在转矩恒定的情况下，力臂越大，所需的作用力就越小。因此，边缘驱动比轴驱动具有大转矩、省力节能、效率高等特点。在许多行业领域，我们需要用较小的动力驱动获得较大的转矩。比如，在航空和飞行器领域，现有的涵道风扇和升力风扇主要是采用轴驱动方式，这种驱动方式有低效率、高能耗、高成本、高污染、寿命短等不足。亟需开发一种高效率、低能耗、低成本、低噪音、寿命长、节能环保的驱动方式。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单，使用安装简便，无摩擦，省力节能，用较小的驱动力就能获得较大的转矩的无接触永磁边缘驱动风扇。

实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种无接触永磁边缘驱动风扇，包括：风扇和驱动电机，其特征在于：所述的风扇由扇叶和风扇外圆环构成，风扇外圆环设在扇叶的圆周外侧；所述的驱动电机的输出轴上设有驱动轮；在风扇外圆环和驱动轮的外缘上沿周对应设置一组S、N极相间排列的永磁体，风扇外圆环上的永磁体与驱动轮上的永磁体单个相对临近时为异性相对应。

所述的风扇外圆环和驱动轮的外缘环由非磁性材料制作而成，风扇外圆环和驱动轮的外缘上的永磁体间距相等排列。

所述的永磁体的磁通可以径向排列，也可以轴向排列。

所述的永磁体的形状为长方体、圆环、圆筒或马蹄形。

所述的风扇外圆环和驱动轮上两组永磁体的个数由风扇转速和传动比的要求设计确定。

优选的是，所述的风扇与驱动轮转轴之间所成角度为0至90度。

优选的是，所述的风扇数量为一个或共轴反转的两个，与该组风扇相对应的驱动轮的数量为一个。

本实用新型采用上述结构后，通过采用无接触永磁边缘驱动风扇旋转的结构形式，用较小的驱动力获得较大的转矩，而且不需要齿轮、链条等传动机构，具有省力节能、无接触、无磨擦、效率高，结构简单、设计制作简易方便，并且可以用3D打印机快速成型，降低开发以及生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的永磁体磁通轴向排列的实施例示意图。

图3为本实用新型的风扇与驱动轮为伞齿连接的实施例示意图。

图4为本实用新型的两组风扇共轴反转合成双风扇的实施例示意图。

图中符号说明：1、风扇，11、扇叶，12、风扇外圆环，2、驱动电机，3、驱动轮，4、永磁体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图所示，为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种无接触永磁边缘驱动风扇，包括：风扇1和驱动电机2，其特征在于：所述的风扇1由扇叶11和风扇外圆环12构成，风扇外圆环12设在扇叶11的圆周外侧；所述的驱动电机2的输出轴上设有驱动轮3；在风扇外圆环12和驱动轮3的外缘上沿周对应设置一组S、N极相间排列的永磁体4，风扇外圆环12上的永磁体4与驱动轮3上的永磁体4单个相对临近时为异性相对应。

所述的风扇外圆环12和驱动轮3的外缘环由非磁性材料制作而成，风扇外圆环12和驱动轮3的外缘上的永磁体4等间距排列。

所述的永磁体4的磁通可以径向排列，也可以轴向排列。

优选的是，所述的永磁体4的形状为长方体、圆环、圆筒或马蹄形。

优选的是，所述的风扇外圆环12和驱动轮3上两组永磁体4的个数由风扇转速和传动比的设计要求确定。

优选的是，所述的风扇1与驱动轮3转轴之间所成角度为0至90度。

优选的是，所述的风扇1数量为两个，与该风扇1相对应的驱动轮3的数量为一个。

实施例：

如附图1所示，风扇1主体和驱动轮3由非铁磁材料制成，较优的方案选用可以3D打印制作的ABS或PLA等快速成型材料。非铁磁材料制成的驱动轮3和风扇外圆环12上沿圆周方向等间距开有槽口，永磁体4通过高强度粘合剂，如环氧树脂或502胶等固定于槽口内。

如附图1所示，沿风扇外圆环12和驱动轮3的各圆周上，分别固定设置一组径向磁通永磁体4。较优的可选用高性能钕铁硼永磁体4；永磁体4形状可以是圆柱形、圆管形、方体形、马蹄形等；永磁体N极1和S极2相间排列，即永磁体N极1相邻的必为永磁体S极2；风扇1和驱动轮3上的永磁体异性磁极耦合相吸，并留有一定的间隙，本实施例的间隙为1-2mm，形成无接触的永磁驱动。

所述风扇1和驱动轮3上各组永磁体4的个数，相当于齿轮的齿数，各组永磁体数量由风扇设计转速和传动比等因素确定。本实施例中风扇永磁体个数为60个，驱动轮永磁体个数为10个，传动比为1：6。

如附图1所示，驱动电机2带动驱动轮3高速旋转，驱动轮3通过永磁体4异性磁极耦合相吸带动风扇旋转，这样就构成了无接触永磁边缘驱动风扇。

附图2为永磁体磁通轴向排列的实施例示意图。相比径向排列，轴向排列磁通永磁体具有转矩密度高的特点，适合要求大转矩传动的用途。

附图3为风扇与驱动轮为伞齿连接的实施例示意图。伞齿连接可以改变传动方向90度。

附图4为两组风扇共轴反转合成双风扇的实施例示意图。两组风扇上的永磁体4个数相同，转速相同，转向相反。共轴双风扇气动效益高，而且共轴反转形式的2个风扇的扭距互相抵消，效率高而且结构紧凑；应用于飞行器的涵道风扇不仅操纵简单，易于实现飞行姿态控制，使用安全性也更高。

以上所述是本实用新型的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种无接触永磁边缘驱动风扇，包括：风扇（1）和驱动电机（2），其特征在于：所述的风扇（1）由扇叶（11）和风扇外圆环（12）构成，风扇外圆环（12）设在扇叶（11）的圆周外侧；所述的驱动电机（2）的输出轴上设有驱动轮（3）；在风扇外圆环（12）和驱动轮（3）的外缘上沿周对应设置一组S、N极相间排列的永磁体（4），风扇外圆环（12）上的永磁体（4）与驱动轮（3）上的永磁体（4）单个相临近时为异性相对应。

2.根据权利要求1所述的无接触永磁边缘驱动风扇，其特征在于：所述的风扇外圆环（12）和驱动轮（3）的外缘环由非磁性材料制成，风扇外圆环（12）和驱动轮（3）的外缘上的永磁体（4）间距相等排列。

3.根据权利要求1所述的无接触永磁边缘驱动风扇，其特征在于：所述的永磁体（4）的磁通可以径向排列，也可以轴向排列。

4.根据权利要求1所述的无接触永磁边缘驱动风扇，其特征在于：所述的永磁体（4）的形状可以是长方体、圆环、圆筒或马蹄形。

5.根据权利要求1所述的无接触永磁边缘驱动风扇，其特征在于：所述的风扇外圆环（12）和驱动轮（3）上两组永磁体（4）的个数由风扇转速和传动比的设计要求确定。

6.根据权利要求1所述的无接触永磁边缘驱动风扇，其特征在于：所述的风扇（1）与驱动轮（3）转轴之间所成角度为0至90度。

7.根据权利要求1所述的无接触永磁边缘驱动风扇，其特征在于：所述的风扇（1）数量为一或共轴反转的两个，与该风扇（1）相对应的驱动轮（3）的数量为一个。