CN213754281U - 一种适用于双定子永磁无刷力矩电动机的绕组结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种适用于双定子永磁无刷力矩电动机的绕组结构，其包括机壳，机壳内部由外至内设有外定子绕组、转子和内定子绕组，外定子绕组、转子和内定子绕组同轴设置，所述转子上设有永磁体和延伸出机壳前端的转轴，所述内定子绕组设有延伸出机壳后端的定轴，定轴内部限定出引线腔，所述外定子绕组的第一正负极出线端子及内定子绕组的第二正负极出线端子均通过引线腔引出机壳外部。该结构有效利用了转子内部的空间，额外加入一套定子绕组，提升了转矩输出能力，适配柔性负载的需求。此外，外定子绕组和内定子绕组的两组绕组可以自由接线，包括但不限于串联、并联、独立控制等接线方式，适应高低速场合直驱，提高了电机驱动的灵活度。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及无刷电机领域，尤其是涉及一种适用于双定子永磁无刷力矩电动机的绕组结构。
【背景技术】
力矩电机的设计通常需要满足在既定的体积空间限制下，输出较高的转矩，尤其是应用于家用电器旋转电动工具中。永磁无刷力矩电动机具有输出转矩平稳脉动小、效率高、功率密度高等优势，是旋转电动工具用电动机的首选方案。
力矩电机采用直接驱动(以下简称为直驱)结构省去了传动结构中的齿轮箱或减速器，可以使系统的结构更紧凑，提高电驱动系统的效率。然而，直驱结构摒弃了减速器后，则需要电动机具有更高的转矩输出来满足电动工具柔性负载的要求。柔性负载意味着转速和转矩有较大范围的变化，因此极需一种新型的电机结构以适应这样的复杂工况来满足需求。
【实用新型内容】
本实用新型的目的是为了克服上述问题，我们提供一种适用于双定子永磁无刷力矩电动机的绕组结构，该结构提升了转矩输出能力，适配柔性负载的需求。
为实现上述目的，我们提供了一种适用于双定子永磁无刷力矩电动机的绕组结构，其包括机壳，机壳内部由外至内设有外定子绕组、转子和内定子绕组，外定子绕组、转子和内定子绕组同轴设置，所述转子上设有永磁体和延伸出机壳前端的转轴，所述内定子绕组设有延伸出机壳后端的定轴，定轴内部限定出引线腔，所述外定子绕组的第一正负极出线端子及内定子绕组的第二正负极出线端子均通过引线腔引出机壳外部。
于一个或多个实施例中，所述转子的前后两端设置有第一轴承，所述定轴与第一轴承连接。
于一个或多个实施例中，所述转轴与机壳之间设置有第二轴承。
于一个或多个实施例中，所述转子的侧面开有多个沿轴向延伸的磁钢槽，多个磁钢槽之间周向均布，所述永磁体放置于磁钢槽中。
于一个或多个实施例中，所述磁钢槽呈开口窄底部宽的梯形状。
于一个或多个实施例中，所述转子位于磁钢槽与磁钢槽之间的中心位置处开有轴向贯穿转子的槽孔。
于一个或多个实施例中，所述定轴的侧面开设有与引线腔连通的过线结构。
本实用新型同背景技术相比具有以下技术效果：该结构有效利用了转子内部的空间，额外加入一套定子绕组，提升了转矩输出能力，适配柔性负载的需求。此外，外定子绕组和内定子绕组的两组绕组可以自由接线，包括但不限于串联、并联、独立控制等接线方式，适应高低速场合直驱，提高了电机驱动的灵活度。
【附图说明】
图1为本实用新型实施双定子永磁无刷力矩电动机的结构示意图；
图2为本实用新型实施外定子绕组、转子、内定子绕组的剖视图；
图3为本实用新型实施例双定子绕组的接线方式；
图4为本实用新型实施例双定子永磁无刷力矩电动机的内部磁场走势图。
【具体实施方式】
为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的保护范围的限定。
请参看图1-4，本申请提供了一种适用于双定子永磁无刷力矩电动机的绕组结构，其包括机壳1，机壳1内部由外至内设有外定子绕组2、转子3和内定子绕组4，外定子绕组2、转子3和内定子绕组4同轴设置，所述转子3上设有永磁体5和延伸出机壳1前端的转轴6，所述内定子绕组4设有延伸出机壳1后端的定轴7，定轴7内部限定出引线腔，所述外定子绕组2的第一正负极出线端子21及内定子绕组4的第二正负极出线端子41均通过引线腔引出机壳1外部，及第一正负极出线端子21和第二正负极出线端子41通过定轴7的引线腔从机壳1的后端引出。
本实施例的电动机结构将辐条式充磁的转子结构和双定子结构相结合，具有结构紧凑、转矩和功率密度高、灵活度高、可靠性高以及效率高的特点，因此能够较好地满足低速大转矩直驱电机系统的要求，内外电枢绕组的配合，动态满足输出转矩的要求，更加高效地利用电机的空间并获得更好的转矩性能。
优选的，所述转子3的前后两端设置有第一轴承8，所述定轴7与第一轴承8连接，转子3与定轴7之间采用第一轴承8连接，可以确保转子3与内定子绕组4的同轴度。在所述转轴6与机壳1之间设置有第二轴承9，通过第一轴承8与第二轴承9的配合，可以确保转子3在转动时的不出现偏心问题，减少转子3转动时的磨损，保证输出功率。
优选的，所述转子3的侧面开有多个沿轴向延伸的磁钢槽，多个磁钢槽之间周向均布，所述永磁体5放置于磁钢槽中，利用嵌装的方式将永磁体5固定在磁钢槽中，以方便固定永磁体5，所述磁钢槽呈开口窄底部宽的梯形状，采用该梯形状的磁钢槽，在转子3转动时，永磁体5不易被甩出。
优选的，所述转子3位于磁钢槽与磁钢槽之间的中心位置处开有轴向贯穿转子3的槽孔31，参看附图4，附图4为磁场走势图，本实施例采用的是10极12槽结构的电动机，从磁场走势图中可知，转子3每极下的中心位置磁场很弱，因此可以通过留出槽孔31，既不影响磁性能，又可以减轻电动机的重量。
在本实施例中，所述定轴7的侧面开设有与引线腔连通的过线结构，该过线结构为过线孔或过线槽，第一正负极出线端子21和第二正负极出线端子41从过线结构进入到引线腔内部，然后从定轴7的后端引出，即引出机壳1的后端。
请参看附图3，本实施例的电动机绕组可以有多种灵活的连接方式，由于该电动机具有两套定子绕组，每套绕组为常用的三相结构，使两套绕组具有多种连接方式，如常用的三种连接方式，分别为串联、并联和独立控制。在给定的母线电压下，如果电机需要工作在低速大扭矩状态，需按照串联的方式接线；如果电机需要工作在高速轻载状态下时，需要按照并联的方式连接，以降低内部反电动势，实现扩速；如果电动机工作在安全性可靠性较高的场合，可以采用六相绕组独立控制的方式、增大相的沉余度。各个工作模式之间可以用开关进行切换，实现运行时过渡。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，本实用新型的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本实用新型所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (7)
1.一种适用于双定子永磁无刷力矩电动机的绕组结构，其特征在于：包括机壳(1)，机壳(1)内部由外至内设有外定子绕组(2)、转子(3)和内定子绕组(4)，外定子绕组(2)、转子(3)和内定子绕组(4)同轴设置，所述转子(3)上设有永磁体(5)和延伸出机壳(1)前端的转轴(6)，所述内定子绕组(4)设有延伸出机壳(1)后端的定轴(7)，定轴(7)内部限定出引线腔，所述外定子绕组(2)的第一正负极出线端子(21)及内定子绕组(4)的第二正负极出线端子(41)均通过引线腔引出机壳(1)外部。
2.根据权利要求1所述的一种适用于双定子永磁无刷力矩电动机的绕组结构，其特征在于：所述转子(3)的前后两端设置有第一轴承(8)，所述定轴(7)与第一轴承(8)连接。
3.根据权利要求2所述的一种适用于双定子永磁无刷力矩电动机的绕组结构，其特征在于：所述转轴(6)与机壳(1)之间设置有第二轴承(9)。
4.根据权利要求1所述的一种适用于双定子永磁无刷力矩电动机的绕组结构，其特征在于：所述转子(3)的侧面开有多个沿轴向延伸的磁钢槽，多个磁钢槽之间周向均布，所述永磁体(5)放置于磁钢槽中。
5.根据权利要求4所述的一种适用于双定子永磁无刷力矩电动机的绕组结构，其特征在于：所述磁钢槽呈开口窄底部宽的梯形状。
6.根据权利要求4所述的一种适用于双定子永磁无刷力矩电动机的绕组结构，其特征在于：所述转子(3)位于磁钢槽与磁钢槽之间的中心位置处开有轴向贯穿转子(3)的槽孔(31)。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种适用于双定子永磁无刷力矩电动机的绕组结构，其特征在于：所述定轴(7)的侧面开设有与引线腔连通的过线结构。
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2020
- 2020-12-23 CN CN202023141077.0U patent/CN213754281U/zh active Active
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