CN209526642U - 一种横向磁通式电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种横向磁通式电机，包括由定子模块、转子模块和基座外壳组成的电机模组，所述定子模块环绕设置在转子模块的外部，所述基座外壳套接在定子模块外部，所述定子模块包括定子、励磁绕组和C形永磁铁，所述定子为软磁材质的空心圆筒结构，所述定子外表面开设有环形凹槽，所述励磁绕组固定设置在插孔中间的环形凹槽内。与现有技术相比，可以大幅简化电机制造工艺过程和明显节约生产成本；使用本实用新型所述低速大力矩电机作为重型机械设备原动力，可以不用皮带轮和减速机等中间传动部件，大幅精简整机结构，直接驱动工作部件，使操作简单，维护方便，明显降低电力消耗，同时节约制造和运行成本。

Description

一种横向磁通式电机

技术领域

本实用新型涉及电机设备技术领域，具体为一种横向磁通式电机。

背景技术

横向磁通电机的磁场是三维空间立体结构的，它远优于只有二维的径向磁通或轴向磁通的传统电机。因此横向磁通电机与传统电机对比，其机械电磁结构拓扑设计自由度大，具体方案形形色色，但一般都是依电机类型、额定功率和扭矩大小、相数和极对数多少、机座形式和尺寸不同，分门别类，量体裁衣地进行数不胜数的个性化设计。工艺过程存在不必要的多余环节、浪费工时、多耗材料等问题，尤其在为重型机械设备提供低速大力矩驱动力时，需加装皮带轮和减速机中间传动部件，致使电能消耗、制造和运行成本偏高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种横向磁通式电机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种横向磁通式电机，包括由定子模块、转子模块和基座外壳组成的电机模组，所述定子模块环绕设置在转子模块的外部，所述基座外壳套接在定子模块外部，所述定子模块包括定子、励磁绕组和C形永磁铁，所述定子为软磁材质的空心圆筒结构，所述定子外表面开设有环形凹槽，环形凹槽底部两侧沿圆周等距离地设有数量为6的整数倍的穿心插孔，所述励磁绕组固定设置在插孔中间的环形凹槽内，产生轴向磁通；所述C形永磁铁固定设置在穿心插孔内，形成海尔贝克磁阵，产生径向磁通。两种磁通互相垂直，在定子与转子之间气隙空间形成立体的三维空间磁场，在气隙磁场涟波驱动下转子做旋转运动，改变输入电压相序，转子反向旋转，所述转子是非磁材质结构，未设置绕组和磁钢。

优选的，增加所述C形永磁铁数量和电机模组数量，电机转速降低，力矩增加。

优选的，所述电机模组的输入端和输出端按照特定连接方式连接，制成单相或多相横向磁通电机。

优选的，所述特定连接方式包括并联、星形连接和三角形连接。

优选的，多个所述电机模组按转子轴延长方向并排固装，通过电机模组输入端和输出端不同的连接方式，形成不同功率、扭矩和相数电机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：与传统电机对比，可以大幅简化电机制造工艺过程和明显节约生产成本；特别适合模块化积木式地制造各种低速大扭矩直驱电机和多极相特种电机，使用本实用新型所述低速大力矩电机作为重型机械设备原动力，可以不用皮带轮和减速机等中间传动部件，大幅精简整机结构，直接驱动工作部件，使操作简单，维护方便，明显降低电力消耗，同时节约制造和运行成本。

附图说明

图1为本实用新型电机模组结构示意图；

图2为本实用新型定子结构示意图；

图3为本实用新型转子结构示意图；

图4为电机制作流程图。

图中：1定子模块、2转子模块、11定子、12励磁绕组、13 C形永磁铁、4电机模组。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：

一种横向磁通式电机，包括由定子模块1、转子模块2和基座外壳组成的电机模组4，定子模块1环绕设置在转子模块2的外部，基座外壳套接在定子模块1外部，定子模块1包括定子11、励磁绕组12和C形永磁铁13，定子11为软磁材质的空心圆筒结构，定子11外表面开设有环形凹槽，环形凹槽底部两侧沿圆周等距离地设有数量为6的整数倍的穿心插孔，励磁绕组12固定设置在插孔中间的环形凹槽内，产生轴向磁通；C形永磁铁13固定设置在穿心插孔内，形成海尔贝克磁阵，产生径向磁通，两种磁通互相垂直，在定子11与转子之间气隙空间形成立体的三维空间磁场，在气隙磁场涟波驱动下转子做旋转运动，改变输入电压相序，转子反向旋转，转子是非磁材质结构，未设置绕组和磁钢。

在不改变电机模组4机座尺寸和绕组参数情况下，N(N为正整数)倍增加C形永磁铁13数量，新电机的转速减低为原型机的1/N,而力矩增加N倍。以一套三槽电机模组4为例，三个输入端并联，三个输出端并联，成为一台单相电机；三个输入和三个输出端，按星形或三角形连接方法，可以制成一台三相横向磁通电机。

N个相同的电机模组4,在电机转轴延长方向共轴并排固装，有N组输入及输出线端，每个电机模组4，各自独立，按同一方式接入同一电网，成为N个电机模组4共转轴的新型电机，输出功率和扭矩增加N倍。

N个相同的电机模组4按转子轴延长方向并排固装，除首尾电机模组4留出输入输出端线，其余相邻电机端线，按同一相序首尾串接，形成横向磁通长转轴低速力矩电机。

N个相同的电机模组4按转子轴延长方向并排固装，所有输出端线共星点连接。留置所有输出端，接入适配的3N相交流电源，即成为一台3N相横向磁通电机。

可以同时增加N倍电机定子磁极数和M倍电机模组4数，新电机的功率增加M(M为正整数)倍，转速降低到1/N,力矩增加N*M倍。

本实用新型还涉及一种横向磁通式电机制造工艺，以一种6相12极的横向磁通永磁电机的制作方法为例：

(1)第一步：在三道环形凹槽底部圆周两侧，每隔30弧度定一点，刻制一对穿心插孔,共12对插孔。

(2)在3个槽路的插孔中间环带上，以手绕线组方式或多路自动绕线机按规格同时多路绕制。完成后用测量仪器测试验收是否合格。

(3)依次向每一对插孔，插入同规格的C形铷铁硼磁铁，注意相邻的磁插极性必须相反。

(4)磁插要压紧绕组，磁插的外背的高度，低于定子11外圆表面。

(5)对上述绕组插磁铁的工作完毕后，用绝缘胶固化凹环槽，固化后的胶面保持平滑，与定子11圆柱表面平齐。

(6)这样的定子11模组,至少制作2个，备用。

(7)第二步：按照定子11模组的尺寸，制作电机转子，转子外圆半径比定子11内圆半径小0.3-0.5mm，转子筒体长度与N个DM长度相等。

(8)第三步：制作与转子匹配的转轴，轴承、端盖。

(9)电机的机座，是分段式模块化的，和定子11模块1套装在一起。N个内含定子11模块1的机座筒体，精准同轴串联固装成为一体。

(10)上述整机组合，按绕组相同的绕线方向，分出走向相同的6个线端并联一点，另外6个线端分别接在6个独立线端；外接于6相专用交流电源，即成为一台6相12极相横向低速力矩电机。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种横向磁通式电机，包括由定子模块(1)、转子模块(2)和基座外壳组成的电机模组(4)，所述定子模块(1)环绕设置在转子模块(2)的外部，所述基座外壳套接在定子模块(1)外部，其特征在于：所述定子模块(1)包括定子(11)、励磁绕组(12)和C形永磁铁(13)，所述定子(11)为软磁材质的空心圆筒结构，所述定子(11)外表面开设有环形凹槽，环形凹槽底部两侧沿圆周等距离地设有数量为6的整数倍的穿心插孔，所述励磁绕组(12)固定设置在插孔中间的环形凹槽内，产生轴向磁通；所述C形永磁铁(13)固定设置在穿心插孔内，形成海尔贝克磁阵，产生径向磁通，两种磁通互相垂直，在定子(11)与转子之间气隙空间形成立体的三维空间磁场，在气隙磁场涟波驱动下转子做旋转运动，改变输入电压相序，转子反向旋转，所述转子是非磁材质结构，未设置绕组和磁钢。

2.根据权利要求1所述的一种横向磁通式电机，其特征在于：增加所述C形永磁铁(13)数量和电机模组(4)数量，电机转速降低，力矩增加。

3.根据权利要求1所述的一种横向磁通式电机，其特征在于：所述电机模组(4)的输入端和输出端按照连接方式连接，制成单相或多相横向磁通电机。

4.根据权利要求3所述的一种横向磁通式电机，其特征在于：所述连接方式包括并联、星形连接和三角形连接。

5.根据权利要求1所述的一种横向磁通式电机，其特征在于：多个所述电机模组(4)按转子轴延长方向并排固装，通过电机模组(4)输入端和输出端不同的连接方式，形成不同功率、扭矩和相数电机。