專利名稱：雙轉(zhuǎn)子單極永磁直流無(wú)刷電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種永磁電機(jī)，具體說(shuō)是涉及一種雙轉(zhuǎn)子單極永磁無(wú)刷直流電機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的直流電機(jī)電樞中載流導(dǎo)體從N極磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)到S極磁場(chǎng)時(shí)，載流導(dǎo)體電流方向需換向才能使導(dǎo)體繼續(xù)受力旋轉(zhuǎn)，此時(shí)必須借助換向裝置，有刷電機(jī)需要換向電刷。 無(wú)刷直流電機(jī)需要一套電子輔助換向系統(tǒng)位置傳感器才能繼續(xù)受力旋轉(zhuǎn)，且無(wú)刷電機(jī)磁場(chǎng)和線圈在同一時(shí)間工作的有效面積有限，導(dǎo)致磁體電機(jī)繞組線圈利用率不高，僅處在相對(duì)磁極下的載流導(dǎo)體才能受到磁場(chǎng)力的作用，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中載流導(dǎo)體需頻繁換向，因此無(wú)論對(duì)控制器技術(shù)要求和成本控制上都是很大的問(wèn)題，造成了穩(wěn)定性不可靠和成本增大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種雙轉(zhuǎn)子單極永磁直流無(wú)刷電機(jī)。本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)電機(jī)工作氣隙磁場(chǎng)和線圈繞組利用率與很大程度上的提高，電機(jī)中所有繞組在同一時(shí)間內(nèi)都處于最佳有效工作狀態(tài)，使轉(zhuǎn)子獲得更大的單向合成轉(zhuǎn)矩，并可降低對(duì)控制器技術(shù)要求從而降低控制器成本，使整個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)
單，穩(wěn)定性可靠。本實(shí)用新型的目的可通過(guò)下述技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的雙轉(zhuǎn)子單極永磁無(wú)刷直流電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，其中a、所述定子是由圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板、以與連接板共軸線的安裝方式對(duì)稱固接在連接板兩側(cè)的左、右定子鐵芯環(huán)組成，所述連接板通過(guò)中心軸孔與定子軸相固接；在左、右定子鐵芯環(huán)的內(nèi)、外繞組槽中以相鄰槽的內(nèi)、外繞組首尾串聯(lián)的方式纏繞線圈繞組；b.所述轉(zhuǎn)子包括通過(guò)中心軸孔以動(dòng)配合方式與定子軸相結(jié)合的左右端蓋，以固接方式與左右端蓋相固接的內(nèi)外轉(zhuǎn)子；所述內(nèi)外轉(zhuǎn)子包括內(nèi)、外轉(zhuǎn)子殼體，以及以固接的方式與外轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)壁相結(jié)合的外永磁體磁環(huán)，以固接的方式與內(nèi)轉(zhuǎn)子殼體外圓面相結(jié)合的內(nèi)永磁體磁環(huán)；所述內(nèi)、外永磁體磁環(huán)極性相反；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子是由對(duì)稱設(shè)置在圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板兩側(cè)、并與連接板呈間隙配合的左、右內(nèi)轉(zhuǎn)子組成。本實(shí)用新型中所述圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板和對(duì)稱設(shè)置在連接板兩側(cè)的左、右鐵芯環(huán)通過(guò)連接螺栓固接在一起。本實(shí)用新型的有益效果如下本實(shí)用新型電機(jī)無(wú)需借助換向設(shè)備電樞中載流導(dǎo)體就可以持續(xù)受力旋轉(zhuǎn)，因此本實(shí)用新型電機(jī)制造簡(jiǎn)單、維護(hù)方便簡(jiǎn)，不僅從電機(jī)本身上減少了很多故障點(diǎn)使電機(jī)性能提高而且控制器技術(shù)要求上都將較之原來(lái)普通電機(jī)有所減少；且整個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠。

[0011]圖1是本實(shí)用新型電機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型電機(jī)定子鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型電機(jī)的電流磁場(chǎng)方向示意圖。圖5是本實(shí)用新型的磁路設(shè)計(jì)方案示意圖。圖中1-定子軸，2-軸承，3-左端蓋，4-連接螺栓，5-左側(cè)外永磁體磁環(huán)，6_左定子鐵芯環(huán)，7-左側(cè)內(nèi)永磁體磁環(huán)，8-圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板，9-右側(cè)外永磁體磁環(huán)，10-外繞組，11-右定子鐵芯環(huán)，12-外轉(zhuǎn)子殼體，13-內(nèi)繞組，14-右側(cè)內(nèi)永磁體磁環(huán)，15-右端蓋。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型以下將結(jié)合實(shí)施例(附圖)作進(jìn)一步描述如圖1、2、3所示，本實(shí)用新型的雙轉(zhuǎn)子單極永磁無(wú)刷直流電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子， 其中所述定子是由圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板8、以與連接板8共軸線的安裝方式對(duì)稱固接在連接板兩側(cè)的左、右定子鐵芯環(huán)6、11組成，所述連接板8通過(guò)中心軸孔與定子軸1相固接；在左、右定子鐵芯環(huán)的內(nèi)、外繞組槽中以相鄰槽的內(nèi)繞組13、外繞組10首尾串聯(lián)的方式纏繞線圈繞組；所述轉(zhuǎn)子包括通過(guò)中心軸孔、軸承2以動(dòng)配合方式與定子軸1相結(jié)合的左、右端蓋3、15，以固接方式與左、右端蓋相固接的內(nèi)、外轉(zhuǎn)子；所述內(nèi)、外轉(zhuǎn)子包括內(nèi)轉(zhuǎn)子殼體、 外轉(zhuǎn)子殼體12，以及以固接的方式與外轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)壁相結(jié)合的外永磁體磁環(huán)，以固接的方式與內(nèi)轉(zhuǎn)子殼體外圓面相結(jié)合的內(nèi)永磁體磁環(huán)；所述內(nèi)、外永磁體磁環(huán)極性相反；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子是由對(duì)稱設(shè)置在圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板兩側(cè)、并與連接板呈間隙配合的左、右內(nèi)轉(zhuǎn)子組成；所述外永磁體磁環(huán)由左側(cè)外永磁體磁環(huán)5、右側(cè)外永磁體磁環(huán)9組成；所述內(nèi)永磁體磁環(huán)由左側(cè)內(nèi)永磁體磁環(huán)7、右側(cè)內(nèi)永磁體磁環(huán)14組成。本實(shí)用新型中所述圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板8和對(duì)稱設(shè)置在連接板兩側(cè)的左、右定子鐵芯環(huán)6、11通過(guò)連接螺栓4固接在一起。更具體說(shuō)本實(shí)用新型的電機(jī)定子采用18槽，分內(nèi)9槽外9槽，相鄰槽內(nèi)繞組和外繞組首尾串聯(lián)起來(lái)，構(gòu)成內(nèi)外繞組，整個(gè)繞組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。電機(jī)轉(zhuǎn)子采用永磁體磁環(huán)，分為內(nèi)永磁體磁環(huán)和外永磁體磁環(huán)分別粘貼在內(nèi)外轉(zhuǎn)子殼體上，對(duì)于體積較的小電機(jī)轉(zhuǎn)子永磁體磁環(huán)采用整體磁環(huán)，若做大功率電機(jī)體積大，永磁體磁環(huán)就可以采用分割式最后粘貼在一起構(gòu)成永磁體圓環(huán)以使加工方便，因本電機(jī)結(jié)構(gòu)是外轉(zhuǎn)子，所以本實(shí)用新型電機(jī)可作為汽車輪轂電機(jī)等適用于外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中使用。解決了在有限的輪轂空間內(nèi)電機(jī)出力小的問(wèn)題，同時(shí)提高了整套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 在圖4中外永磁體磁環(huán)磁力線方向是向心的，外繞組10載流導(dǎo)體電流方向?yàn)檎趫D中用符號(hào)“ ”表示，根據(jù)左手定則所有載流導(dǎo)體受力方向應(yīng)為逆時(shí)針?lè)较颉?nèi)永磁體磁環(huán)充磁方向與外永磁體磁環(huán)磁力線方向是相反，內(nèi)層繞組載流導(dǎo)體電流方向?yàn)樨?fù)，在圖中圖中用符號(hào)“Θ”表示，同理可得所有載流導(dǎo)體受力方向應(yīng)為逆時(shí)針?lè)较?。根?jù)磁感應(yīng)定律，載流導(dǎo)體所受磁力為=F=BILsin θ，在圖4中可以看出本實(shí)用新型電機(jī)工作時(shí)內(nèi)外層電樞中所有載流導(dǎo)體在同一時(shí)刻全部工作并始終垂直切割磁力線即夾角θ =90°，而其他普通電機(jī)在電機(jī)工作時(shí)電樞所有繞組同一時(shí)刻只有部分載流導(dǎo)體工作及僅有部分載流導(dǎo)體垂直切割磁力線，加之本實(shí)用新型電機(jī)同時(shí)有兩個(gè)工作氣隙使電機(jī)在一個(gè)空間內(nèi)有兩個(gè)電機(jī)工作，從而大大增加了電機(jī)轉(zhuǎn)矩和功率。目前普通直流電機(jī)電樞中載流導(dǎo)體從N極磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)到S極磁場(chǎng)時(shí)，載流導(dǎo)體電流方向需換向才能使導(dǎo)體持續(xù)受力旋轉(zhuǎn)，此時(shí)必須借助換向裝置，有刷電機(jī)需要換向電刷，無(wú)刷直流電機(jī)需要一套電子輔助換向系統(tǒng)位置傳感器才能持續(xù)受力旋轉(zhuǎn)。而本實(shí)用新型電機(jī)無(wú)需借助換向設(shè)備電樞中載流導(dǎo)體就可以持續(xù)受力旋轉(zhuǎn)，因此本實(shí)用新型電機(jī)制造簡(jiǎn)單、 維護(hù)方便簡(jiǎn)，不僅從電機(jī)本身上減少了很多故障點(diǎn)使電機(jī)性能提高而且控制器技術(shù)要求上都將較之原來(lái)普通電機(jī)有所減少。整個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠。如圖5所示，本實(shí)用新型的定子鐵芯內(nèi)繞組和外繞組在鐵芯的的內(nèi)、外繞組槽中以相鄰槽的內(nèi)、外繞組首尾串聯(lián)的方式纏繞，外永磁體磁環(huán)產(chǎn)生的磁場(chǎng)分別經(jīng)過(guò)徑向氣隙、 外層繞組、軸向氣隙、轉(zhuǎn)子左端蓋和外轉(zhuǎn)子殼體回到磁環(huán)自身的相對(duì)磁極形成閉合磁回路; 內(nèi)永磁體磁環(huán)產(chǎn)生的磁場(chǎng)分別經(jīng)過(guò)徑向氣隙、內(nèi)繞組、軸向氣隙、轉(zhuǎn)子左端蓋、內(nèi)轉(zhuǎn)子殼體回到磁環(huán)自身的相對(duì)磁極形成閉合磁回路；當(dāng)導(dǎo)體通電時(shí)內(nèi)外層繞組分別同時(shí)工作于內(nèi)外兩個(gè)工作氣隙磁場(chǎng)中形成一個(gè)合成轉(zhuǎn)矩。
權(quán)利要求1.一種雙轉(zhuǎn)子單極永磁無(wú)刷直流電機(jī)，它包括定子和轉(zhuǎn)子，其特征在于a、所述定子是由圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板、以與連接板共軸線的安裝方式對(duì)稱固接在連接板兩側(cè)的左、右定子鐵芯環(huán)組成，所述連接板通過(guò)中心軸孔與定子軸相固接；在左、右定子鐵芯環(huán)的內(nèi)、外繞組槽中以相鄰槽的內(nèi)、外繞組首尾串聯(lián)的方式纏繞線圈繞組；b.所述轉(zhuǎn)子包括通過(guò)中心軸孔以動(dòng)配合方式與定子軸相結(jié)合的左右端蓋，以固接方式與左右端蓋相固接的內(nèi)外轉(zhuǎn)子；所述內(nèi)外轉(zhuǎn)子包括內(nèi)、外轉(zhuǎn)子殼體，以及以固接的方式與外轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)壁相結(jié)合的外永磁體磁環(huán)，以固接的方式與內(nèi)轉(zhuǎn)子殼體外圓面相結(jié)合的內(nèi)永磁體磁環(huán)；所述內(nèi)、外永磁體磁環(huán)極性相反；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子是由對(duì)稱設(shè)置在圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板兩側(cè)、并與連接板呈間隙配合的左、右內(nèi)轉(zhuǎn)子組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙轉(zhuǎn)子單極永磁無(wú)刷直流電機(jī)，其特征在于所述圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板和對(duì)稱設(shè)置在連接板兩側(cè)的左、右鐵芯環(huán)通過(guò)連接螺栓固接在一起。
專利摘要一種雙轉(zhuǎn)子單極永磁無(wú)刷直流電機(jī)，它包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子是由圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板、以與連接板共軸線的安裝方式對(duì)稱固接在連接板兩側(cè)的左、右定子鐵芯環(huán)組成，所述連接板通過(guò)中心軸孔與定子軸相固接；在左、右定子鐵芯環(huán)的內(nèi)、外繞組槽中以相鄰槽的內(nèi)、外繞組首尾串聯(lián)的方式纏繞線圈繞組；所述轉(zhuǎn)子包括通過(guò)中心軸孔以動(dòng)配合方式與定子軸相結(jié)合的左右端蓋，以固接方式與左右端蓋相固接的內(nèi)外轉(zhuǎn)子；所述內(nèi)外轉(zhuǎn)子包括內(nèi)、外轉(zhuǎn)子殼體，以及以固接的方式與外轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)壁相結(jié)合的外永磁體磁環(huán)，以固接的方式與內(nèi)轉(zhuǎn)子殼體外圓面相結(jié)合的內(nèi)永磁體磁環(huán)；所述內(nèi)、外永磁體磁環(huán)極性相反；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子是由對(duì)稱設(shè)置在圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板兩側(cè)、并與連接板呈間隙配合的左、右內(nèi)轉(zhuǎn)子組成。
文檔編號(hào)H02K16/02GK202334210SQ201120469390
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者劉凱, 劉雙霞, 康燕琴, 董辰 申請(qǐng)人:鄭州新大方電力能源有限公司