CN213151870U - 稀土永磁磁悬浮交直流电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种稀土永磁磁悬浮交直流电机，转子位于定子内部；在定子内圈均匀分布有若干定子磁铁，在转子外圈均匀分布有若干转子磁铁；定子磁铁与转子磁铁相邻的一侧的磁极相同；在每两个定子磁铁之间都设置一个定子铁芯，定子铁芯固定于定子内圈，定子铁芯的轴向沿着定子的直径方向；在定子铁芯上绕有输入直流三相绕组，即：第一个定子铁芯绕有直流第一相U，与第一个定子铁芯紧邻的第二个定子铁芯绕有直流第二相V，与第二个定子铁芯紧邻的第三个定子铁芯绕有直流第三相W，设定U、V、W输入端为同名端，第一组U、V、W绕组异名端与第二组U、V、W绕组同名端连接，依次循环。减少电机运行摩擦损耗，损耗低。

Description

稀土永磁磁悬浮交直流电机

技术领域

本实用新型涉及电机领域，特别是一种稀土永磁磁悬浮交直流电机。

背景技术

电机是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置，或者将一种形式的电能转换成另一种形式的电能。电动机是将电能转换为机械能(俗称马达)，发电机是将机械能转换为电能。电动机在电路中用字母“M”(旧标准用“D”)表示。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。电动机是把电能转换成机械能的一种动力设备，它利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩，从而带动电机轴旋转。电动机的工作效率较高，没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小，使用和控制非常方便，能满足各种运行要求，在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面得到广泛应用。电动机品种繁多，具有各种不同的功能，以满足各种不同的使用要求，随着技术的进步，对电动机的要求也越来越高，其中，既有电机性能方面的要求，也有对使用场合适应性的功能性要求。现有常规电机的工作效率低，损耗大，且散热困难。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种稀土永磁磁悬浮交直流电机，采用磁铁同性相斥的设计原理，使得定子转子相对磁悬浮，在转子旋转时定子磁铁对转子进行推动减少电机运行摩擦损耗，使得电机的工作效率高，损耗低；在动力输出的同时还可以进行发电。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种稀土永磁磁悬浮交直流电机，包括定子、定子磁铁、定子铁芯、转子和转子磁铁；所述转子位于所述定子内部；在所述定子内圈均匀分布有若干定子磁铁，在所述转子外圈均匀分布有若干转子磁铁；所述定子磁铁与转子磁铁相邻的一侧的磁极相同；在每两个定子磁铁之间都设置一个定子铁芯，所述定子铁芯固定于定子内圈，定子铁芯的轴向沿着定子的直径方向；在所述定子铁芯上绕有输入直流三相绕组，其具有如下的缠绕方式：第一个定子铁芯绕有直流第一相U，与第一个定子铁芯紧邻的第二个定子铁芯绕有直流第二相V，与第二个定子铁芯紧邻的第三个定子铁芯绕有直流第三相W，与第三个定子铁芯紧邻的第四个定子铁芯绕有直流一第一相U，与第四个定子铁芯紧邻的第五个定子铁芯绕有直流第二相V，与第五个定子铁芯紧邻的第六个定子铁芯绕有直流第三相W，设定U、V、W输入端为同名端，第一组U、V、W绕组异名端与第二组U、V、W绕组同名端连接，依次循环。

进一步的，还包括输出交流三相绕组，以相邻4个定子铁芯为一组虚拟输出铁芯，每组虚拟输出铁芯都绕有输出闭合线圈，设定A、B、C输出端为同名端，第一组A、B、C绕组异名端与第二组A、B、C绕组同名端连接使相同输出相的输出闭合线圈串联。

进一步的，所述定子为导磁钢圈或定子与定子铁芯同为矽钢形成整体。

进一步的，所述定子铁芯为矽钢铁芯。

进一步的，所述定子磁铁的数量为12*N个，其中N表示自然数。

进一步的，所述稀土永磁磁悬浮交直流电机的定子上开有电机引出线，定子一侧固定有定子端盖，所述转子连接到转子连接轴。

进一步的，所述定子端盖通过螺栓固定在定子侧面。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：采用本结构的电机，定子转子相对应磁铁同极性为N极，转子磁铁与定子磁铁的距离取决于转子磁铁相互之间感应的S极不对定子磁铁产生影响而只有斥力减少电机运行摩擦损耗，使得电机的工作效率高，损耗低；在动力输出的同时进行发电。

附图说明

图1是本实用新型稀土永磁磁悬浮交直流电机内部构造示意图。

图2是本实用新型稀土永磁磁悬浮交直流电机输入直流三相绕组结构示意图。

图3是本实用新型稀土永磁磁悬浮交直流电机输入直流三相绕组展开示意图。

图4是本实用新型稀土永磁磁悬浮交直流电机直流U相绕组示意图。

图5是本实用新型稀土永磁磁悬浮交直流电机直流V相绕组示意图。

图6是本实用新型稀土永磁磁悬浮交直流电机直流W相绕组示意图。

图7是本实用新型稀土永磁磁悬浮交直流电机输出交流三相绕组示意图。

图8是本实用新型稀土永磁磁悬浮交直流电机输出交流三相绕组展开图。

图9是本实用新型稀土永磁磁悬浮交直流电机整体外观图。

图中：1-定子；2-定子磁铁；3-定子铁芯；4-转子；5-转子磁铁；6-电机引出线；7-螺栓；8-转子连接轴；9-定子端盖；O表示绕组直流三相中心点；U、V、W(带有数字时含义一样，只是在不同的装置位置，便于描述)分别表示输入绕组的Y接法直流三相；A、B、C(带有数字时含义一样，只是在不同的装置位置，便于描述)、O表示交流三相中心点分别表示输出交流绕组Y接法的三相四线。

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的说明。

实施例1

一种稀土永磁磁悬浮交直流电机，包括定子1、定子磁铁2、定子铁芯3、转子4和转子磁铁5；所述转子4位于所述定子1内部；在所述定子1内圈均匀分布有若干定子磁铁2，在所述转子4外圈均匀分布有若干转子磁铁5；所述定子磁铁2与转子磁铁5相邻的一侧的磁极相同；在每两个定子磁铁2之间都设置一个定子铁芯3，所述定子铁芯3固定于定子1内圈，定子铁芯3的轴向沿着定子1的直径方向；在所述定子铁芯3上绕有输入直流三相绕组，其具有如下的缠绕方式：第一个定子铁芯3绕有直流第一相U，与第一个定子铁芯3紧邻的第二个定子铁芯3绕有直流第二相V，与第二个定子铁芯3紧邻的第三个定子铁芯3绕有直流第三相W，与第三个定子铁芯3紧邻的第四个定子铁芯3绕有直流第一相U，与第四个定子铁芯3紧邻的第五个定子铁芯3绕有直流第二相V，与第五个定子铁芯3紧邻的第六个定子铁芯3绕有直流第三相W，依次循环。定子转子相对磁悬浮，减少电机运行摩擦损耗，使得电机的工作效率高，损耗低。

本实用新型中，定子磁铁2与转子磁铁5相对应为N极相斥，转子磁铁5两个之间感应出S极不影响定子磁铁2的N极而决定转子磁铁5与定子磁铁2之间的距离，同时保持定子磁铁2与转子磁铁5之间的最大斥力，转子4相当于单磁极转子，定子磁铁2与转子磁铁5相斥使转子悬浮于定子中心，定子铁芯3与转子磁铁5的N极及感应S极作用而形成旋转磁场使转子4旋转，转子4旋转过程中定子磁铁2与转子磁铁5相斥使转子增大转矩。

本实用新型中，直流三相绕组展开图2、图3中直流三相绕组Y接法用U、V、W表示，直流三相绕组中心点用O表示；图4直流信号从U端输入使U相绕组铁芯为N极与转子磁铁5的N极相斥，直流信号再经过直流绕组中心点O端从V相到V端使V相绕组铁芯为S极，使转子磁铁5的N极与V相绕组铁芯S极相吸而向V相绕组运动；图5直流信号从V端输入使V相绕组铁芯为N极与转子磁铁5的N极相斥，直流信号再经过直流绕组中心点O端从W相到W端使W相绕组铁芯为S极，使转子磁铁5的N极与W相绕组铁芯S极相吸而向W相绕组铁芯运动；图6直流信号从W端输入使W相绕组铁芯为N极与转子磁铁5的N极相斥，直流信号再经过直流绕组中心点O端从U相到U端使U相绕组铁芯为S极，使转子磁铁5的N极与U相绕组铁芯S极相吸而向U相绕组铁芯运动，依次循环而形成旋转磁场使转子4旋转做功。

图1中虚线为定子1与转子4同轴磁铁中线及边线，设定所有定子磁铁2对应转子4方向为N极，所有转子磁铁5对应定子1方向为N极，定子磁铁2相邻磁铁之间有感应不同磁极S极的磁饱和量为磁铁N极的30％左右，且此S极对转子磁铁5产生的作用很小，很小而把定子1视为单磁极定子；转子磁铁5相邻磁铁之间有感应不同磁极S极的磁饱和量为磁铁N极的30％左右且此S极对定子磁铁2产生的作用很小，很小而把转子4视为单磁极转子，定子磁铁2与转子磁铁5之间的距离取决于感应的S极对定子磁铁2和转子磁铁5的相互影响且又要保证定子磁铁2与转子磁铁5之间的最大斥力。

本实用新型中，定子铁芯3把定子感应磁极S极引向转子磁铁5方向，在定子铁芯3上绕制直流三相绕组产生交替变化的N、S极，与转子磁铁5的N极及感应S极进行吸、斥作用力形成旋转磁场使转子4旋转；图7、图8定子铁芯3之间为交流三相绕组Y接法，转子4在旋转过程中使交流绕组切割其磁力线，交流三相绕组用A、B、C表示，三相绕组中心点用O表示。

实施例2

一种稀土永磁磁悬浮交直流电机，包括定子1、定子磁铁2、定子铁芯3、转子4和转子磁铁5；所述转子4位于所述定子1内部；在所述定子1内圈均匀分布有若干定子磁铁2，在所述转子4外圈均匀分布有若干转子磁铁5；所述定子磁铁2与转子磁铁5相邻的一侧的磁极相同；在每两个定子磁铁2之间都设置一个定子铁芯3，所述定子铁芯3固定于定子1内圈，定子铁芯3的轴向沿着定子1的直径方向；在所述定子铁芯3上绕有输入直流三相绕组，其具有如下的缠绕方式：第一个定子铁芯3绕有直流第一相U，与第一个定子铁芯3紧邻的第二个定子铁芯3绕有直流第二相V，与第二个定子铁芯3紧邻的第三个定子铁芯3绕有直流第三相W，与第三个定子铁芯3紧邻的第四个定子铁芯3绕有直流第一相U，与第四个定子铁芯3紧邻的第五个定子铁芯3绕有直流第二相V，与第五个定子铁芯3紧邻的第六个定子铁芯3绕有直流第三相W，依次循环。还包括输出交流三相绕组，以相邻4个定子铁芯3为一组虚拟输出铁芯，每组虚拟输出铁芯都绕有输出闭合线圈，相同输出相的输出闭合线圈串联。

实施例3

一种稀土永磁磁悬浮交直流电机，包括定子1、定子磁铁2、定子铁芯3、转子4和转子磁铁5；所述转子4位于所述定子1内部；在所述定子1内圈均匀分布有若干定子磁铁2，在所述转子4外圈均匀分布有若干转子磁铁5；所述定子磁铁2与转子磁铁5相邻的一侧的磁极相同；在每两个定子磁铁2之间都设置一个定子铁芯3，所述定子铁芯3固定于定子1内圈，定子铁芯3的轴向沿着定子1的直径方向；在所述定子铁芯3上绕有输入直流三相绕组，其具有如下的缠绕方式：第一个定子铁芯3绕有直流第一相U，与第一个定子铁芯3紧邻的第二个定子铁芯3绕有直流第二相V，与第二个定子铁芯3紧邻的第三个定子铁芯3绕有直流第三相W，与第三个定子铁芯3紧邻的第四个定子铁芯3绕有直流第一相U，与第四个定子铁芯3紧邻的第五个定子铁芯3绕有直流第二相V，与第五个定子铁芯3紧邻的第六个定子铁芯3绕有直流第三相W，依次循环。所述定子1为导磁钢圈。所述定子铁芯3为矽钢铁芯。

实施例4

一种稀土永磁磁悬浮交直流电机，包括定子1、定子磁铁2、定子铁芯3、转子4和转子磁铁5；所述转子4位于所述定子1内部；在所述定子1内圈均匀分布有若干定子磁铁2，在所述转子4外圈均匀分布有若干转子磁铁5；所述定子磁铁2与转子磁铁5相邻的一侧的磁极相同；在每两个定子磁铁2之间都设置一个定子铁芯3，所述定子铁芯3固定于定子1内圈，定子铁芯3的轴向沿着定子1的直径方向；在所述定子铁芯3上绕有输入直流三相绕组，其具有如下的缠绕方式：第一个定子铁芯3绕有直流第一相U，与第一个定子铁芯3紧邻的第二个定子铁芯3绕有直流第二相V，与第二个定子铁芯3紧邻的第三个定子铁芯3绕有直流第三相W，与第三个定子铁芯3紧邻的第四个定子铁芯3绕有直流第一相U，与第四个定子铁芯3紧邻的第五个定子铁芯3绕有直流第二相V，与第五个定子铁芯3紧邻的第六个定子铁芯3绕有直流第三相W，依次循环。所述定子磁铁2的数量为12*N个，其中N表示自然数。

实施例5

一种稀土永磁磁悬浮交直流电机，包括定子1、定子磁铁2、定子铁芯3、转子4和转子磁铁5；所述转子4位于所述定子1内部；在所述定子1内圈均匀分布有若干定子磁铁2，在所述转子4外圈均匀分布有若干转子磁铁5；所述定子磁铁2与转子磁铁5相邻的一侧的磁极相同；在每两个定子磁铁2之间都设置一个定子铁芯3，所述定子铁芯3固定于定子1内圈，定子铁芯3的轴向沿着定子1的直径方向；在所述定子铁芯3上绕有输入直流三相绕组，其具有如下的缠绕方式：第一个定子铁芯3绕有直流第一相U，与第一个定子铁芯3紧邻的第二个定子铁芯3绕有直流第二相V，与第二个定子铁芯3紧邻的第三个定子铁芯3绕有直流第三相W，与第三个定子铁芯3紧邻的第四个定子铁芯3绕有直流第一相U，与第四个定子铁芯3紧邻的第五个定子铁芯3绕有直流第二相V，与第五个定子铁芯3紧邻的第六个定子铁芯3绕有直流第三相W，依次循环。所述稀土永磁磁悬浮交直流电机的定子1上开有电机引出线6，定子1一侧固定有定子端盖9，所述转子4连接到转子连接轴8；所述定子端盖9通过螺栓7固定在定子1侧面。

Claims (6)

1.一种稀土永磁磁悬浮交直流电机，其特征在于，包括定子（1）、定子磁铁（2）、定子铁芯（3）、转子（4）和转子磁铁（5）；所述转子（4）位于所述定子（1）内部；

在所述定子（1）内圈均匀分布有若干定子磁铁（2），在所述转子（4）外圈均匀分布有若干转子磁铁（5）；所述定子磁铁（2）与转子磁铁（5）相邻的一侧的磁极相同；在每两个定子磁铁（2）之间都设置一个定子铁芯（3），所述定子铁芯（3）固定于定子（1）内圈，定子铁芯（3）的轴向沿着定子（1）的直径方向；

在所述定子铁芯（3）上绕有输入直流三相绕组，其具有如下的缠绕方式：第一个定子铁芯（3）绕有直流第一相 U，与第一个定子铁芯（3）紧邻的第二个定子铁芯（3）绕有直流第二相 V，与第二个定子铁芯（3）紧邻的第三个定子铁芯（3）绕有直流第三相 W，与第三个定子铁芯（3）紧邻的第四个定子铁芯（3）绕有直流第一相 U，与第四个定子铁芯（3）紧邻的第五个定子铁芯（3）绕有直流第二相 V，与第五个定子铁芯（3）紧邻的第六个定子铁芯（3）绕有直流第三相 W，设定 U、V、W 输入端为同名端，第一组 U、V、W 绕组异名端与第二组 U、V、W绕组同名端连接，依次循环；

还包括输出交流三相绕组，以相邻 4 个定子铁芯（3）为一组虚拟输出铁芯，每组虚拟输出铁芯都绕有输出闭合线圈，设定 A、B、C 输出端为同名端，第一组 A、B、C 绕组异名端与第二组 A、B、C 绕组同名端连接使相同输出相的输出闭合线圈串联。

2.根据权利要求 1 所述的稀土永磁磁悬浮交直流电机，其特征在于，所述定子（1）为导磁钢圈或定子（1）与定子铁芯（3）同为矽钢形成整体。

3.根据权利要求 1 所述的稀土永磁磁悬浮交直流电机，其特征在于，所述定子铁芯（3）为矽钢铁芯。

4.根据权利要求 1 所述的稀土永磁磁悬浮交直流电机，其特征在于，所述定子磁铁（2）的数量为 12*N 个，其中 N 表示自然数。

5.根据权利要求 1 所述的稀土永磁磁悬浮交直流电机，其特征在于，所述稀土永磁磁悬浮交直流电机的定子（1）上开有电机引出线（6），定子（1）一侧固定有定子端盖（9），所述转子（4）连接到转子连接轴（8）。

6.根据权利要求 5所述的稀土永磁磁悬浮交直流电机，其特征在于，所述定子端盖（9）通过螺栓（7）固定在定子（1）侧面。

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