CN2850121Y - 复式永磁电机 - Google Patents

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叶云岳
范承志
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Abstract

本实用新型公开了一种转矩可从筒壳输出的永磁电机。它包括：三个电机的独立驱动单元，二个为轴向左右对称的盘面电机驱动单元，一个为筒式电机的驱动单元；其中的三个电机驱动单元的转子由二个轴向左右对称的盘面转子和设在中间的一个筒式转子组成，并且相互连接成一体，成筒壳状；其中相应的二个轴向对称的盘面定子和一个筒式电机定子一起被包围在转子筒壳之中，相互密接，并由一定子轴贯穿筒壳，与电机座架固定；永磁磁钢分别设置在盘面转子和筒式转子的内表面上，与定子电枢对应，其间设有气隙。结构合理紧凑，输出功率密度高。本电机适用于低速大力矩输出的应用场合。

Description

复式永磁电机
                        技术领域
本实用新型属于有永久磁体的同步电动机。具体地说是一种由三个独立电机驱动单元复合成一体的永磁电机。
                        背景技术
普通的电动机通常以转子及其主轴作旋转运动，并从轴端输出转动力矩。采用矽钢片作为电机的基本材料，防止磁场涡流损耗。盘面结构的永磁电机不采用矽钢片而改用软磁复合材料来替代，从盘面输出转动力矩，两者各有千秋。相比之下，后者的外形尺寸还是比较庞大，如果将其两者结合起来，可望使结构变得紧凑，提高电机的高功率输出密度。
                        发明内容
本实用新型提供了一种结构紧凑的复合式的永磁电机。
本实用新型的结构原理基于：使用盘式的定子和永磁转子构成两只左右对称的盘面电机独立驱动单元，在这两个驱动单元之间再加上第三个普通的转子外置的电机，使三个独立驱动单元的运动部组成一体，以达到电功率一定的情况下减小体积，降低成本的目的。定子线圈通以交流电时，在电机气隙产生一个旋转磁场，合力推动永磁转子旋转，输出力矩。
本实用新型的复式永磁电机，包括转子、永磁磁钢、定子及其绕组，其特征在于，它包括：
三个电机的独立驱动单元，二个为轴向左右对称的盘面电机驱动单元，一个为筒式电机的驱动单元；
其中的三个电机驱动单元的转子由二个轴向左右对称的盘面转子和设在中间的一个筒式转子组成，并且相互连接成一体，呈筒壳状；
其中相应的二个轴向对称的盘面定子和一个筒式电机定子一起被包围在转子筒壳之中，相互密接，并由一定子轴贯穿筒壳，与电机座架固定，转子经轴承安装在该轴上；永磁磁钢分别设置在盘面转子和筒式转子的内表面上，与定子电枢相对应，其间设有气隙。
所述盘面定子的定子电枢为圆环形整体结构，安装在定子圆盘的面上。
所述盘面定子的定子电枢为圆弧块状扇面形分段结构。
所述的盘面转子上的永磁磁钢为扇面形结构，沿圆周均匀分布，设置在转子的盘面上。
所述盘面定子的定子电枢之齿槽沿圆周均匀分布，定子槽截面采用等宽结构，定子齿截面为扇面形结构。
本实用新型的主要优点是：
1)、由于采用了筒式结构的转子，且相互复合，与其定子相对应，整体性良好，也便于动密封。转子运行时从筒面、两端侧边均可输出转动力矩，结构简洁合理。
2)、复式永磁电机的结构紧凑，通过三个独立驱动单元合力输出功率，具有高功率密度的输出特性。
3)、适合于低速大力矩输出的场合使用。
4)、复式永磁电机的驱动运行可以通过变频调速器的电气控制方便地实现。根据实际所需控制包括静态与动态，位置和速度等指标，完全可以获得需要的控制精度。
                        附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是以径向齿轮耦合输出的应用实施例。
图中：
1、电机座架；2、电机；3、定子轴；4、盘面转子；5、永磁磁钢；6、定子电枢；7、气隙；8、绕组；9、筒式转子；10、定子鼓盘；11、瓦楞形永磁磁钢；12、定子固定轴键；13、转子轴承；14、输出部；15、从动轮轴。
                      具体实施方式
以下结合实施例及其附图作进一步说明：
参见附图。图1所示的结构示意图为本发明复式永磁电机的一个实施例。电机2通过外引的定子轴3固定在电机座架1上。如图示：它的三个电机的独立驱动单元，二个为轴向左右对称的盘面电机驱动单元，结构基本对称。一个为筒式电机的驱动单元。三个电机驱动单元中的二个转子为轴向左右对称的盘面转子4，设在中间的一个为外置的筒式转子9，三个转子相互连接成一体，呈筒壳状。与转子对应的二个轴向对称的盘面定子、定子电枢6和一个筒式电机定子一起被包围在转子筒壳之中，相互紧凑密接，并由一定子轴3贯穿筒壳，出来后与电机座架固定。永磁磁钢5、瓦楞形永磁磁钢11分别设置在盘面转子4和筒式转子9的内表面上，与定子电枢对应，其间设有气隙7。8是绕组。筒式电机的绕组沿轴向设置，10是其定子鼓盘。定子通过定子固定轴键12与定子轴--电机座架1连接。13是设在转子与定子轴间的转子轴承。本电机利用筒壳状转子的外表面或二个端面输出旋转力矩。14表示为其输出部。可以通过设缆绳或者轮齿进行输出。
盘面电机驱动单元的定子、转子均为圆盘形状。盘面定子的定子电枢设置为圆环形整体结构，或为圆弧块状扇面形分段结构，安装在定子盘的表面组合成一体。盘面定子的定子电枢之齿槽沿圆周均匀分布，定子槽截面采用等宽结构，定子齿截面(沿盘面)为扇面形结构。与之对应，盘面转子上的永磁磁钢5也为扇面形结构，沿圆周均匀分布，设置在转子的盘面上。转子盘和定子盘用钢结构材料。铁芯采用软磁复合材料。
筒式转子上的永磁磁钢为瓦楞形(或条形)结构，沿内侧筒面均匀分布(极性交替)，间隔着气隙与筒式电机定子的定子电枢相对应。筒式电机的定子电枢及齿槽位于定子鼓盘10的侧筒面上。通过其位置的设置可以使驱动单元绕组正常工作。
本复式永磁电机，通常设置一个变频调速器来调节电机运行速度。
图2所示，由盘面转子和筒式转子构成的复合体从其径向通过齿轮耦合输出转动力矩，经过从动轮轴传递出去。显然，根据不同的需要可以设计出不一样的输出或者转接结构来，使本电机得到应用。
工作时，本电机的三个独立驱动单元同时起动，转子合力运行，在变频调速器设定的频率下控制运行。当电机的定子线圈通以一定频率的交流电时，在电机气隙部位就会产生一个旋转磁场，使永磁转子在气隙磁场的作用下旋转工作。再通过输出机构，便可带动(驱动)负载运行。

Claims (5)

1、本实用新型的复式永磁电机，包括转子(4、9)、永磁磁钢(5、11)、定子及其绕组(8)，其特征在于，它包括：
三个电机的独立驱动单元，二个为轴向左右对称的盘面电机驱动单元，一个为筒式电机的驱动单元；
其中的三个电机驱动单元的转子由二个轴向左右对称的盘面转子(4)和设在中间的一个筒式转子(9)组成，并且相互连接成一体，成筒壳状；
其中相应的二个轴向对称的盘面定子和一个筒式电机定子一起被包围在转子筒壳之中，相互密接，并由一定子轴(3)贯穿筒壳，与电机座架(1)固定；永磁磁钢分别设置在盘面转子和筒式转子的内表面上，与定子电枢(6)对应，其间设有气隙(7)。
2、根据权利要求1所述的复式永磁电机，其特征在于所说盘面定子的定子电枢(6)为圆环形整体结构，安装在定子圆盘的面上。
3、根据权利要求1所述的复式永磁电机，其特征在于所说盘面定子的定子电枢(6)为圆弧块状扇面形分段结构。
4、根据权利要求1所述的复式永磁电机，其特征在于所说盘面定子的定子电枢(6)之齿槽沿圆周均匀分布，定子槽截面采用等宽结构，定子齿截面为扇面形结构。
5、根据权利要求1所述的复式永磁电机，其特征在于所说电机盘面转子的永磁磁钢(5)为扇面形结构，沿圆周均匀分布，设置在转子的盘面上。
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