CN216356159U - 一种角磁场永磁电机 - Google Patents
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Abstract
一种角磁场永磁电机。将扇形端面永磁体N和S两个磁极设置在象限角侧平面和弧面或两个象限角侧平面上，将其磁极交叉、朝向一致、同心固定形成圆柱形永磁体转子，其转子内在垂直方向增加相邻扇形端面永磁体弧面磁极或象限角侧平面磁极末端角位的磁密度、使相邻扇形端面永磁体上作用于定子电磁极靴的中心磁场移位至磁极面末端，延长永磁磁场对定子电磁极靴产生无电状态下的定向铁吸磁作用距离，从而缩短通电排斥磁作用的距离，使该电机比现有永磁电机更加高效节电。
Description
技术领域
本发明涉及一种高效、节电永磁电机的磁路设计。
背景技术
众所周知，对称形状的永磁体其磁场是对称分布的，其以磁场中心为界的磁作用力及作用距离正、反相等。目前永磁电机中的永磁体主要以瓦形和扇形为主，其磁路设计原理大多以永磁体的中心磁场为界、通过电磁换向使转子磁极产生吸引与排斥磁作用距离相等的磁场形成其定向转动及转矩输出，即：产生排斥电场通电时间与产生吸引电场通电时间相同，因此虽较非永磁电机有较高的效率及节电率，但由于目前其永磁电机依据的永磁对称磁力矩的磁路设计而未能更进一步利用永磁体固有的磁能、使永磁电机更高效节能。为了改变目前永磁电机永磁磁力矩对称的磁路设计、能更进一步利用永磁体固有的磁能、使永磁电机在更大程度上更高效节电，本发明提供一种角磁场永磁电机，该电机中的永磁吸引与排斥磁力矩可处于一种不对称状态，即:永磁吸引磁作用距离大于电磁作用于永磁所须的排斥距离并形成相应的转矩输出，从而缩短电磁极通电时间，进一步减少用电。
发明内容
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：包括电磁级、永磁极、换向器，其特征是：所述的永磁极为至少4块相同的、磁极朝向一致交叉排列、固定于转子同一圆周上、其各块上N和S两个磁极分别位于弧面和象限角一个侧平面或分别位于象限角两个侧平面的扇形端面转子永磁体；所述的换向器为与电源、传感器、电子换向装置电联、在定子电磁极靴位于扇形端面转子永磁体弧面磁极或象限角侧平面磁极末端时通电、使定子电磁极靴对与其对应的弧面磁极或象限角侧平面磁极产生排斥电磁场后断电的无刷换向装置。转子永磁体径向弧面磁极或轴向象限角侧平面磁极由其磁极面前端向其末端方向对定子电磁极靴产生由弱至强的定向磁作用形成转矩输出；象限角侧平面磁极在垂直方向增加相邻转子永磁体弧面磁极或象限角侧平面磁极末端角位的磁密度、使相邻转子永磁体上作用于定子电磁极靴的中心磁场置于磁极面末端，延长永磁磁场对极靴产生无电状态下的定向磁作用距离、缩短通电排斥磁作用的距离。
本发明的有益效果是：该永磁电机可在无电状态下由永磁磁场作用于极靴形成转矩输出,而其磁作用距离大于极靴通电产生排斥磁作用距离，使该电机更加高效节电。
附图说明
下面结合附图对其技术方案作进一步的说明。
图1为一种角磁场永磁电机轴向刨面图。
图2为图1中转子转动演示图。
图3为图1中的零件图。
在附图中1.绕组，2.弧面磁极末端角，3.极靴，4.圆柱形永磁体转子，5.弧面磁极前端角，6.中心轴，7.拉杆，8.不锈钢夹盘，9.电磁极齿部。
具体实施方式
将长60毫米、宽45毫米、高40毫米的方形钕铁硼永磁体在高度方向充磁，在N、S极之间沿对角线进行长度方向一分为二线切割，再将其一块扭转180度、形成吸合状态的类三角形，然后将两块N和两块S磁极面割成弧形以及两条边割成直角边，制成N、S极在弧面和一个象限角侧平面分布、象限角为90度的扇形端面转子永磁体（图3）。将磁极朝向一致、磁极交叉排列的4块扇形端面转子永磁体（图3）由拉杆（7）和不锈钢夹盘（8）同心固定、粘合于中心轴（6）上，制成长60毫米、直径70毫米的圆柱形永磁体转子（4），形成象限角侧平面磁极与相邻扇形端面转子永磁体（图3）弧面磁极末端角（2）同极磁场的垂向磁作用，增加末端角对极靴（3）的吸引磁作用力。扇形端面转子永磁体（图3）弧面磁极其末端角（2）至弧面磁极前端角（5）与圆柱形永磁体转子（4）外缘圆周线形成渐开线状弧形，以增大弧面磁极对极靴（3）由弧面磁极前端角（5）至弧面磁极其末端角（2）方向的周向永磁作用力。将电磁极齿部（9）设置成其朝向与圆柱形永磁体转子（4）转向相反的斜形，以增加弧面磁极末端角（2）对极靴（3）的吸引磁作用力。在无电时，极靴（3）在N极或S极弧面磁极末端角（2）位置处于静止状态（图1），当绕组（1）通电时，极靴（3）对其对应的弧面磁极末端角产生排斥磁作用力、对其相邻永磁体弧面磁极前端角S或N极产生吸引磁作用力使圆柱形永磁体转子（4）转动形成转矩输出（图2），在极靴（3）进入相邻永磁体弧面磁极三分一位置时绕组（1）断电，永磁体弧面磁极对极靴（3）产生铁吸磁作用力，使圆柱形永磁体转子（4）连续转动、直至到达永磁体弧面磁极末端角后电子换向装置将绕组（1）通电换向。
Claims (4)
1.一种角磁场永磁电机，包括电磁级、永磁极、换向器，其特征是：所述的永磁极为至少4块相同的、磁极朝向一致交叉排列、固定于转子同一圆周上、其各块上N和S两个磁极分别位于弧面和象限角一个侧平面或分别位于象限角两个侧平面的扇形端面转子永磁体；所述的换向器为与电源、传感器、电子换向装置电联、在定子电磁极靴位于扇形端面转子永磁体弧面磁极或象限角侧平面磁极末端时通电、使定子电磁极靴对与其对应的弧面磁极或象限角侧平面磁极产生排斥电磁场后断电的无刷换向装置。
2.依据权利要求1所述的一种角磁场永磁电机，其特征是：扇形端面转子永磁体弧面磁极的末端角（2）至弧面磁极前端角（5）与圆柱形永磁体转子（4）外缘圆周线形成渐开线状弧形。
3.依据权利要求1所述的一种角磁场永磁电机，其特征是：扇形端面转子永磁体象限角为90度。
4.依据权利要求1所述的一种角磁场永磁电机，其特征是：电磁极齿部（9）为其朝向与圆柱形永磁体转子（4）转向相反的斜形。
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