CN2443532Y - 一种高效率高比能叠式永磁无铁芯无刷电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的高效率高比能叠式永磁无铁芯无刷电机,由叠片式外转子、叠片式内定子、空心轴、定子线圈引出线、电源控制器组成。既具有永磁盘式无刷电机的优点,又缓解了高速运行中的动平衡问题,还大大提高了磁能的利用率。做到了高效率、高比能。其系统效率可达到95%以上,功率重量密度可以达到每公斤电机重量产生0.5千瓦功率的水平。可用作电动车辆和其他机器的原动力。其相关技术、也可用于高效率、高比能发电机系统及飞轮储能装置。
Description
本实用新型涉及一种改进的新型高效电机，属于永磁无刷电机。
在机电行业中，传统交流电机定、转子绕组中设有铁芯和线圈，电机在运行中，定子、转子中存在着铁损及齿槽效应，运行上带来了很多缺陷；同时由于铁芯的存在带来了电机体积大，质量重；铁损使电机在额定功率下运行温升很高，从而在航空、航天、数控机床、电动车辆等领域使用中受到限制。随着永磁盘式无刷电机的诞生，小功率传统电机的不足逐步得到克服，但要做到大功率、高比能，难度很大，其动平衡问题越来越严重，以至于影响到电机的正常运行；另外，其磁能的利用率也大大降低，磁性材料的制造受到了限制。
本实用新型的目的在于提供一种高效率高比能叠式永磁无铁芯无刷电机。它既具有永磁盘式无刷电机的优点，又缓解高速运行中的动平衡问题，还大大提高了磁能的利用率。做到了高效率、高功率密度组合。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现一种高效率高比能叠式永磁无铁芯无刷电机，包括叠片式外转子，叠片式内定子，空心轴，定子线圈引出线和电源控制器；其特征在于：所述叠片式外转子是一个空腔的圆拄体，空腔内沿径向均匀分布着两个或两个以上的永磁体托架，所述永磁体托架的端面对称安放偶数个永磁体；所述叠片式内定子包括空心轴，以及沿空心轴的轴向安装有两个或两个以上的且数量为所述永磁体托架个数减一的线圈托架，在所述线圈托架均匀安放偶数个线圈；所述叠片式外转子的两端的端面带有同心孔，使所述叠片式内定子与所述叠片式外转子通过空心轴与同心孔的配合成为一体，电源控制器的引出线穿过空心轴的内孔为线圈供电，通电后的线圈与永磁铁相互作用下，使所述叠片式外转子旋转。
在如上所述的电机中，所述的线圈托架(9)的数量为所述永磁体托架个数减一。
所述沿空心轴(3)的轴向安装有两个或两个以上的线圈托架(9)，是采用紧配合热压的方式。
由于本实用新型具有多叠式的结构，并采用永久磁铁，省去了铁芯和电刷，与现有的电机相比，产生了明显的优点。一是系统效率高，二是功率密度高，三是磁能利用率高，四是缓解了高速运行中的动平衡的问题。因此，本实用新型电机做到了高效率和高比能，可用作电动车辆或其他机器的原动力，也可应用到高效率高比能发电机及飞轮储能装置上。
下面结合附图进一步说明本实用新型。
图1是本实用新型的原理结构图图2是图1中的A-A剖视图，用来说明永磁铁和永磁铁托架的装配关系图3是图1中的B-B剖视图，用来表示线圈与线圈托架的装配关系
如图1所示，假设本实用新型的电机具有四叠片转子1，根据上述技术方案的介绍，所述叠片式内定子2则为三个叠片的定子，其工作原理及过程是：由电源控制器5通过定子引出线4(共三根线)轮流给偶数个的定子线圈8供电，以产生一个可控频率及一定强度的旋转磁场，该旋转磁场与转子托架7上的若干个永磁体6产生推、吸作用，从而推动叠片式外转子1按一定的转速和力矩旋转。根据所要求的功率的大小，可做成具有多个叠片的各种不同类型的永磁无铁芯无刷电机。
所述电源控制器5采用的是市售的变频器，调节频率就可以较好地控制电机的转速。
图2是为说明永磁铁和永磁铁托架的装配关系，从图1中的靠近外转子端面的位置剖开，可见永磁体托架7是一个中间带有同心孔的圆盘，永磁体6就成对地对固定在永磁体托架7上。永磁体托架7又与外转子是一体的。
图3给出了线圈8与线圈托架9的装配关系示意。所述线圈托架9中间也是一个孔，用于与空心轴3的紧配合安装，线圈8也是成偶数对地安装在线圈托架9上。图3中给出了四个线圈的例子，其实本实用新型并不限于四个线圈，只要是成偶数即可。
综上所述，本实用新型具有高效率、高比能，体积小而结构紧凑，应用范围广泛，有很好的市场前途。
Claims (3)
1.一种高效率高比能叠式永磁无铁芯无刷电机，包括叠片式外转子(1)，叠片式内定子(2)，空心轴(3)，定子线圈引出线(4)和电源控制器(5)；其特征在于：所述叠片式外转子(1)是一个空腔的圆拄体，空腔内沿径向均匀分布着两个或两个以上的永磁体托架(7)，所述永磁体托架(7)的端面对称安放偶数个永磁体(6)；所述叠片式内定子(2)包括空心轴(3)，以及沿空心轴(3)的轴向安装有两个或两个以上的线圈托架(9)，在所述线圈托架(9)均匀安放偶数个线圈(8)；所述叠片式外转子(1)的两端的端面带有同心孔，使所述叠片式内定子(2)与所述叠片式外转子(1)通过空心轴与同心孔的配合成为一体，电源控制器(5)的引出线穿过空心轴内为线圈(8)供电，通电后的线圈(8)与永磁铁(7)相互作用下，使所述叠片式外转子(1)旋转。
2.如权利要求1所述的一种高效率高比能叠式永磁无铁芯无刷电机，其特征在于：所述的线圈托架(9)的数量为所述永磁体托架个数减一。
3.如权利要求1所述的一种高效率高比能叠式永磁无铁芯无刷电机，其特征在于：所述沿空心轴(3)的轴向安装有两个或两个以上的线圈托架(9)，是采用紧配合热压的方式。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN100426626C (zh) * | 2002-12-25 | 2008-10-15 | 王和平 | 一种无刷无铁芯电机 |
| CN102340226A (zh) * | 2010-07-23 | 2012-02-01 | 刘为国 | 永磁电机 |
| CN102616708A (zh) * | 2011-01-25 | 2012-08-01 | 克朗斯股份公司 | 封闭装置 |
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2000
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