CN2545742Y - 永磁式无刷无换向器直流电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种永磁式无刷无换向器直流电机方案，属于直流电机领域。用本方案制造的直流电机既无电刷也无换向器，它是采用轴向磁化的永磁体和隔磁技术及磁屏蔽技术制造而成，它具有起动力距大、调速性好、噪声小、无电磁干扰、节电等优点，主要用做电动汽车电机、家用电器电机(可替代变频家电)和大型设备电机。

Description

永磁式无刷无换向器直流电机

                         (一)技术领域

本实用新型涉及一种永磁式无刷无换向器直流电机，属直流电机领域。

                         (二)背景技术

交流电机结构简单，维修方便，但由于其调速性差，起动力矩小，使其应用范围受到了限制。直流电机调速性好，起动力矩大，但由于其带有换向器，从而使其在容量和转速上受到了限制，即很难造出大容量和高转速的直流电机。

本人曾提出专利号为01259327.3的《用交流电机基本结构改制成的无换向器直流电机》的技术方案，从而实现了制造大容量无换向器直流电机的设想。由于我国是永磁稀土材料的资源大国，如果制造永磁式无刷无换向器直流电机，不但利用了我国的资源优势，也可节约能源，同时永磁式电机也是电机发展的趋势。利用本实用新型可实现用制造交流电机的工艺和设备制造出结构简单的永磁式无刷无换向器直流电机。

                           (三)实用新型内容

本实用新型涉及一种永磁式无刷无换向器直流电机。其技术方案为：本实用新型所提出的永磁式无刷无换向器直流电机是由定子和转子两部分构成，转子磁极铁芯为两段或两段以上具有一定厚度的空心圆盘，并由比其外径小的内径与其相同的筒形磁轭将磁极铁芯同轴紧密联结，磁轭可全部由轴向磁化的筒形永磁体构成，也可部分磁轭由轴向磁化的筒形永磁体构成，其余部分磁轭由筒形铁芯构成，转子磁极铁芯和磁轭中非永磁体部分可由整块硅钢构成，也可由硅钢片迭成。在转子的轴上紧固隔磁衬筒，转子磁极铁芯、转子磁轭铁芯及轴向磁化的永磁体紧固在隔磁的衬筒上。定子铁芯也相应为两段或两段以上的空心圆盘，与转子磁极铁芯同轴且位置相对应，其内径稍大于转子磁极铁芯外径，由内径比其大的外径与其相同的筒形铁芯沿轴向同轴紧密联结。这样在定子空心圆盘铁芯和转子磁极铁芯之间形成了磁隙，定子空心圆盘铁芯被转子磁极磁化为相异的磁极，并在转子磁极铁芯和定子空心圆盘铁芯之间形成辐射状磁场，转子磁极铁芯、磁隙、定子铁芯、转子磁轭构成闭合的磁路。定子铁芯的外圆周上套有隔磁衬筒，在定子空心圆盘铁芯的内圆周上沿轴向安装电枢线圈的一个有效边，电枢线圈的另一轴向边固定在隔磁衬筒上，不受磁场作用，电枢线圈沿径向的两个边处于定子铁芯外部的部分不受磁场作用，其处于铁芯内部的部分由于铁芯的磁屏弊作用也使其不受磁场的作用。当给电枢线圈通电时，同一电枢线圈中处于磁场作用下的有效边电流方向一致，在安培力的作用下，转子即可转动，从而实现了永磁式无刷无换向器直流电机这一构想。同现有的直流电机相比，本实用新型所提出的永磁式无刷无换向器直流电机具有结构简单、运行可靠、造价低、容量大、无电磁干扰等优点。

                            (四)附图说明

附图1为永磁式无刷无换向器直流电机的俯视图。附图2为转子磁极铁芯为两段时的永磁式无刷无换向器直流电机沿A-A方向的剖视图。其中图中1为转子轴承，2为转子转轴，3为转子隔磁衬筒，4为转子磁极铁芯，5为定子空心圆盘铁芯，6为定子电枢线圈，7为轴向磁化的筒形永磁体，8为筒形定子铁芯，9为转子磁轭铁芯，10为定子空心圆盘铁芯，11为定子电枢线圈，12为定子隔磁衬筒，13为转子磁极铁芯，14为定子机座，15为定子端盖，I为电枢线圈中的电流方向。附图3为永磁式无刷无换向器直流电机沿B-B方向的剖视图。图中2为转子转轴，3为转子隔磁衬筒，4为转子磁极铁芯，6为定子电枢线圈，12为定子隔磁衬筒，14为定子机座。附图4为转子磁极铁芯为三段时的永磁式无刷无换向器直流电机沿C-C方向的剖视图。图中1为转子轴承，2为转子转轴，3为转子隔磁衬筒，4为转子磁极铁芯，5为定子空心圆盘铁芯，6为定子电枢线圈，7为轴向磁化的筒形永磁体，8为定子筒形铁芯，9为转子磁轭铁芯，10为定子空心圆盘铁芯，11为定子电枢线圈，12为定子隔磁衬筒，13为转子磁极铁芯，14为转子磁轭铁芯，15为定子筒形铁芯，16为轴向磁化的筒形永磁体，17为定子电枢线圈，18为定子空心圆盘铁芯，19为转子磁极铁芯，20为定子机座，21为定子端盖，I为电枢线圈中的电流方向。

                        (五)具体实施方式

实施例一：

在本实施例中，转子磁极铁芯为两段，如附图2、附图3如示。转子磁极铁芯4和13是具有一定厚度的空心圆盘，由比其外径小的内径与其相同的轴向磁化的筒形永磁体7和筒形磁轭铁芯9将转子磁极铁芯4和13紧密联结，在转子轴2上紧固隔磁衬筒3，转子磁极铁芯4和13、轴向磁化的永磁体7和转子磁轭铁芯9紧固在转子隔磁衬筒3上。定子铁芯也相应为两段空心圆盘5和10并与转子磁极铁芯同轴且位置相对应，其内径稍大于转子磁极铁芯外径，由内径比其大的外径与其相同的筒形铁芯8沿轴向同轴紧密联结。这样在定子空心圆盘铁芯5、10和转子磁极铁芯4、13之间形成了环形磁隙，定子空心圆盘5和10被转子磁极铁芯4和13磁化为相异的磁极并形成辐射状磁场，由转子磁极铁芯、磁隙、定子铁芯、转子磁轭构成闭合磁路，如附图2所示。定子铁芯的外圆周套有隔磁衬筒12，在定子圆盘铁芯5和10的内圆周上沿轴向安装电枢线圈6和11的一个有效边，电枢线圈6和11的另一轴向边固定在隔磁衬筒12上，不受磁场作用，电枢线圈6和11沿径向的两个边处于定子铁芯外部的部分不受磁场作用，处于定子铁芯内部的部分由于铁芯的磁屏弊的作用，也不受磁场的作用。当给电枢线圈6和11按附图2所示的方向通电时，同一电枢线圈中处于磁场作用下的有效边电流方向一致，在安培力的作用下，转子即可发生如附图2所示的转动。

在本实施例中，可将转轴2和转子隔磁衬筒3制成一体，并由隔磁材料制成。

在本实施例中，可只将定子空心圆盘铁芯5和10中的一个安装电枢线圈，另一个只用于形成闭合磁路，这样可以简化机械结构。

实施例二：

在本实施例中，为了增加电机的功率，如附图4所示，可将转子磁极铁芯变为4、13、19三段，定子空心圆盘铁芯变为5、10、18三段，定子电枢线圈变为6、11、17三段，轴向磁化的筒形永磁体变为7和16两段且极性相对安装。

在本实施例中，可只将定子空心圆盘10上安装电枢线圈，另外两个定子空心圆盘5和18不安装电枢线圈，只用于形成闭合磁路，这样可以简化机械结构。

在本实施例中可将转轴2与转子隔磁衬筒3制成一体，并由隔磁材料制成。

Claims (2)

1.一种永磁式无刷无换向器直流电机，它由定子和转子两部分组成，转子磁极铁芯为二段或二段以上的具有一定厚度的空心圆盘，定子铁芯也相应为两段或两段以上空心圆盘，并与转子磁极铁芯同轴且位置相对，定子空心圆盘铁芯由内径比其大的筒形铁芯沿轴向紧密联结，分段的定子空心圆盘铁芯在内圆周上沿轴向安装电枢线圈的一个有效边，其特征是：转子磁极铁芯由此其外径小的筒形磁轭将转子磁极铁芯紧密联结，这筒形磁轭可全部由轴向磁化的筒形永磁体构成，也可部分磁轭由轴向磁化的筒形永磁体构成，其余部分转子磁轭由筒形铁芯构成，转子磁极铁芯和磁轭中非永磁体部分可由整块磁钢构成，也可由磁钢片迭成，转子磁极铁芯、转子磁轭铁芯及轴向磁化的永磁体紧固在隔磁衬筒上，隔磁衬筒紧固在转子的轴上，也可将转子磁极铁芯、转子磁轭铁芯及轴向磁化的永磁体直接安装在由隔磁材料制成的转子轴上，与转子同轴的定子铁芯外圆周套有隔磁衬筒，电枢线圈的另一边沿轴向固定在隔磁衬筒上，使其不受磁场作用。

2.由权利要求1中所述的无刷无换向器直流电机其特征是当转子磁极铁芯多于两段时，相邻的磁轭中的轴向磁化的永磁体要极性相对安装。

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