專利名稱：模塊式永磁直流電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種模塊式永磁直流電機(jī)，屬于供電系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在本實(shí)用新型以前的已有技術(shù)中，永磁無(wú)刷直流電機(jī)通常是采用磁鋼體平 鋪粘貼在殼體內(nèi)，主軸壓入定子矽鋼片，定子繞組嵌入矽鋼片內(nèi)，由軸承支承， 轉(zhuǎn)子殼體上裝有端蓋，采用電子換相，由脈沖分配器送出驅(qū)動(dòng)脈沖，給由功率
器件組成的功率轉(zhuǎn)換電路去驅(qū)動(dòng)電機(jī)。例如，專利號(hào)03219125.1，其不足之 處是l.有矽鋼片鐵心。2.由于磁鋼體平鋪粘貼在外轉(zhuǎn)子的殼體內(nèi)，距離內(nèi)定 子鐵心磁場(chǎng)繞組中心有較寬的間隙和線圈距離，因此，限制了永磁磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn) 換效率的進(jìn)一歩提高。3.繞線，嵌線，烘漆等傳統(tǒng)的電機(jī)制作方法，工序多， 生產(chǎn)復(fù)雜，不利于提高經(jīng)濟(jì)效益。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服上述不足之處，運(yùn)用嶄新的技術(shù)方案，提供一種 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、起動(dòng)電流小、輸出力矩大、永磁磁場(chǎng)利用率高、無(wú)鐵心、能量轉(zhuǎn)換 效率高、擴(kuò)大功率方便、可以組合裝配的模塊式永磁直流電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型的主要解決方案是
主要采用磁鋼體6分別嵌裝固定在轉(zhuǎn)子模塊5內(nèi)，轉(zhuǎn)子模塊套裝在主軸1 上，由端蓋4中的軸承3支承，端蓋上設(shè)有一圈凹槽與定子模塊7的凸圈卡接， 螺栓13通過(guò)凹槽中開(kāi)有的圓孔，將端蓋固定在定子模塊7上，該定子模塊的圓 周平面內(nèi)嵌裝線圈8，線圈導(dǎo)線穿過(guò)管路9與控制器11連接，霍爾元件14設(shè) 置在端蓋內(nèi)側(cè)，該霍爾元件的信號(hào)線與控制器11連接構(gòu)成；特征是線圈8
內(nèi)無(wú)鐵心，由線圈平面兩側(cè)轉(zhuǎn)子模塊5內(nèi)的磁鋼體6，偶合的磁力線構(gòu)成強(qiáng)磁場(chǎng)，輸入脈沖電流后，線圈6產(chǎn)生的磁力線與磁鋼體6的永磁橫向磁力線切割， 產(chǎn)生電磁力作用形成旋轉(zhuǎn)力矩，推斥轉(zhuǎn)子模塊帶動(dòng)主軸1運(yùn)轉(zhuǎn)，上述磁力作用 是在線圈和磁鋼體偶合的磁場(chǎng)中心內(nèi)完成，因此電機(jī)起動(dòng)平穩(wěn)，線性好，噪音 低，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，起動(dòng)扭距和工作力矩特別大，能量轉(zhuǎn)換效率奇高，而且體積小， 節(jié)能省料，尤其在于模塊式設(shè)計(jì)的新方案，使擴(kuò)大功率十分方便，只要增添轉(zhuǎn) 子模塊5和定子模塊7的數(shù)量，就能增加電機(jī)的輸出功率，所以擴(kuò)大功率方便。
所述轉(zhuǎn)子模塊5，由金屬材料制成圓環(huán)形狀，在圓環(huán)平面內(nèi)嵌裝一圈磁鋼 體6，該磁鋼體的中心與線圈8的中心相對(duì)應(yīng)。
所述磁鋼體6為斂鐵硼永磁或釤鈷永磁或鋁鎳鈷永磁，形狀有圓柱體或方 塊體或六角體，數(shù)量須等于或大于線圈8之?dāng)?shù)量，按S-N-S-N磁極順序排列固 定在轉(zhuǎn)子模塊5的圓面積內(nèi)。
所述定子模塊7用無(wú)磁或軟磁材料制成，中心開(kāi)有圓孔，線圈8嵌裝在定 子模塊7的圓面積內(nèi)，線圈導(dǎo)線穿過(guò)管路9與控制器11連接。
所述線圈8為無(wú)鐵心線圈，由高強(qiáng)度漆包線繞制成圓形片狀，嵌裝或壓制 在定子模塊7的圓面積內(nèi)，線圈的數(shù)量能被3和4整除，例如12只、24只、 36只、48只、60只、72只、96只、120只或-一N只，線圈中心與磁鋼體6的 中心相對(duì)應(yīng)，構(gòu)成兩側(cè)或多側(cè)磁鋼體通過(guò)若干只線圈中心相對(duì)吸引的強(qiáng)磁場(chǎng)， 采用串并聯(lián)復(fù)式連接。
所述主軸1由圓鋼或不銹鋼制成，軸中設(shè)有凸擋17、鍵槽16、擋圈15， 凸擋17的外經(jīng)大于主軸1的直徑，作為轉(zhuǎn)子模塊5的靠山定位限制，以求精確 限制轉(zhuǎn)子模塊5與定子模塊7之間的氣隙尺寸，氣隙尺寸的范圍為0. 2 3mm， 根據(jù)磁鋼體和電機(jī)功率大小選擇。
所述軸承蓋2內(nèi)設(shè)有微調(diào)主軸徑向和氣隙間隙的墊圈18。導(dǎo)線12由控制器11，經(jīng)過(guò)電器盒10延伸到機(jī)體外側(cè)與調(diào)速控制開(kāi)關(guān)和直
流電源連接。
所述霍爾元件14為3只，按照設(shè)定的間隔距離，分別嵌裝在端蓋4內(nèi)側(cè)， 信號(hào)線與控制器11連接。
霍爾元件根據(jù)電機(jī)里面磁鋼體6相對(duì)于線圈8的位置，感應(yīng)霍爾信號(hào)傳遞 給控制器11，經(jīng)控制器處理、功率放大后，輸出給線圈8相對(duì)應(yīng)方向的電流， 電機(jī)旋轉(zhuǎn)，磁鋼體6與線圈8發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，霍爾感應(yīng)出新的位置信號(hào)，控制器11 又給電機(jī)線圈重新改變電流方向供電，電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行自動(dòng)電子換相，使 電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果是 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，部件少，耗材小，重量輕，體積小，成本低，擴(kuò)大功率方便， 制作工藝簡(jiǎn)單，并且無(wú)鐵心，無(wú)齒槽，無(wú)電刷，無(wú)矽鋼片，無(wú)靜摩擦力矩，效 率高，輸出功率大，用途廣，非常適合于流水線大批量生產(chǎn)。
擁有該項(xiàng)技術(shù)能制造各種用于市政建設(shè)中的電動(dòng)工具、通風(fēng)風(fēng)機(jī)、建筑機(jī) 械、交通、航空、醫(yī)療、工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、防暴及危險(xiǎn)品作業(yè)場(chǎng)所、地下采礦領(lǐng) 域所需的各種直流電機(jī)。


附圖1，模塊式永磁直流電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理剖示圖。 附圖2，定子模塊7的主視圖。 附圖3，定子模塊7的剖示圖。 附圖4，轉(zhuǎn)子模塊5的主視圖。 附圖5，轉(zhuǎn)子模塊5的剖示圖。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的任何限制。
實(shí)施例附圖1、 2、 3、 4、 5所示，一種模塊式永磁直流電機(jī)，包括1.
主軸，2.軸承蓋，3.軸承，4.端蓋，5.轉(zhuǎn)子模塊，6.磁鋼體，7.定子模塊，8. 線圈，9.管路，10電器盒，11控制器，12導(dǎo)線，13.螺栓，14霍爾元件，15. 擋圈，16.鍵槽，17.凸擋，18.墊圈。
轉(zhuǎn)子模塊5，由金屬材料制成，在圓環(huán)內(nèi)平面內(nèi)嵌裝一圈磁鋼體6，該磁鋼 體的中心與線圈8的中心相對(duì)應(yīng)，鍵槽16和凸擋17將若干只轉(zhuǎn)子模塊5固定 在主軸1上，由安裝在端蓋4中的軸承3支承，端蓋中設(shè)有一圈凹槽，凹槽與 定子模塊7的凸圈卡接，螺栓13通過(guò)凹槽中開(kāi)有的圓孔，將端蓋固定在定子模 塊7上，該定子模塊的圓周平面內(nèi)嵌裝線圈8，線圈導(dǎo)線穿過(guò)管路9與控制器 11連接，霍爾元件14設(shè)置在端蓋內(nèi)側(cè)，信號(hào)線穿過(guò)端蓋與控制器11連接，轉(zhuǎn) 子模塊5的圓平面內(nèi)開(kāi)有5個(gè)圓孔用以減輕模塊的重量。
磁鋼體6為圓柱體，采用斂鐵硼永磁材料制作，數(shù)量等于或大于線圈6之 數(shù)量，按S-N-S-N的磁極順序排列固定在轉(zhuǎn)子模塊5的圓面積內(nèi)，作為優(yōu)選， 本實(shí)施例的磁鋼體選為36塊。
定子模塊7用無(wú)磁或軟磁材料制成，中心開(kāi)有圓孔，線圈8嵌裝在定子模 塊的圓面積內(nèi)，線圈導(dǎo)線穿過(guò)管路9與控制器11連接。
線圈8為無(wú)鐵心線圈，由髙強(qiáng)度漆包線繞制成圓形片狀，在定子模塊7的 圓面積內(nèi)嵌裝或壓制一圈，線圈8的中心與磁鋼體6的中心相對(duì)應(yīng)，構(gòu)成兩側(cè) 或多側(cè)磁鋼體通過(guò)若干只線圈中心相對(duì)吸引的強(qiáng)磁場(chǎng)；作為優(yōu)選，本實(shí)施例的 線圈8選為36只，以每3只為1小組，每一相4小組，組成A、 B、 G三相繞組， 繞組按一只正繞，一只反繞的順序排列，依照A相一1小組一B相--1小組--c 相--1小組一再A相--1小組的順序嵌裝，采用串并聯(lián)復(fù)式連接。主軸1由圓鋼或不銹鋼制成，軸中設(shè)有凸擋17、鍵槽16、擋圈15，凸擋 17的外經(jīng)大于主軸1的直徑，作為轉(zhuǎn)子模塊5的靠山定位限制，以求精確限制 轉(zhuǎn)子模塊5與定子模塊7之間的氣隙尺寸。
氣隙的尺寸范圍為0. 2 3mm，根據(jù)磁鋼體和電機(jī)功率大小選擇，作為優(yōu)選， 本實(shí)施例的氣隙為0. 5mm。
霍爾元件14為3只，按照設(shè)定的間隔距離，分別嵌裝在端蓋4內(nèi)側(cè)，信號(hào) 線與控制器11連接。
裝配程序?qū)⒋配擉w6分別嵌裝固定在轉(zhuǎn)子模塊5中的圓片平面內(nèi)，線圈 8嵌裝在定子模塊7的圓面積內(nèi)，線圈導(dǎo)線從管路9與控制器連接，主軸1裝 入轉(zhuǎn)子模塊5，通過(guò)安裝在端蓋4中的軸承3支承，螺栓13將端蓋4固定在定 子模塊7上構(gòu)成。
本實(shí)用新型所述控制器11，采用電子換向，由集成電路脈沖分配器輸出驅(qū) 動(dòng)脈沖，給由功率放大器件組成的功率轉(zhuǎn)換電路去驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
直流電源可以是電瓶蓄電池或者整流器裝置，將交流電轉(zhuǎn)換成適應(yīng)的直流 電，輸出給控制器和電機(jī)提供必要的電源。
根據(jù)上述實(shí)施例和工作原理，有些聰明的制造商試圖稍微改變或減少某一 部件而制造的雷同產(chǎn)品，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范疇之例。
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權(quán)利要求1.一種模塊式永磁直流電機(jī)，主要采用磁鋼體(6)分別嵌裝固定在轉(zhuǎn)子模塊(5)內(nèi)，轉(zhuǎn)子模塊套裝在主軸(1)上，由端蓋(4)中的軸承(3)支承，端蓋上設(shè)有一圈凹槽，凹槽與定子模塊(7)的凸圈卡接，螺栓(13)通過(guò)凹槽中開(kāi)有的圓孔，將端蓋固定在定子模塊(7)上，該定子模塊內(nèi)嵌裝線圈(8)，線圈導(dǎo)線穿過(guò)管路(9)與控制器(11)連接，霍爾元件(14)設(shè)置在端蓋內(nèi)側(cè)，該霍爾元件的信號(hào)線與控制器(11)連接構(gòu)成；特征是線圈(8)內(nèi)無(wú)鐵心，由線圈平面兩側(cè)轉(zhuǎn)子模塊(5)內(nèi)的磁鋼體(6)，偶合的磁力線構(gòu)成強(qiáng)磁場(chǎng)，輸入脈沖電流后，產(chǎn)生電磁力作用形成旋轉(zhuǎn)力矩，推斥轉(zhuǎn)子模塊運(yùn)轉(zhuǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式永磁直流電機(jī)，特征是所說(shuō)轉(zhuǎn)子模塊(5)，由金屬材料制成圓環(huán)形狀，在圓環(huán)平面內(nèi)嵌裝一圈磁鋼體(6)，該磁鋼體的中心與線圈(8)的中心相對(duì)應(yīng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式永磁直流電機(jī)，特征是所說(shuō)磁鋼體(6)為斂鐵硼永磁或釤鈷永磁或鋁鎳鈷永磁，形狀有圓柱體或方塊體或六角體，數(shù)量須等于或大于線圈(8)之?dāng)?shù)量，按S-N-S-N磁極順序排列固定在轉(zhuǎn)子模塊(5)的圓面積內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式永磁直流電機(jī)，特征是所說(shuō)定子模塊(7)用無(wú)磁或軟磁材料制成，中心開(kāi)孔，線圈(8)嵌裝在定子模塊(7)的圓面積內(nèi)，線圈導(dǎo)線穿過(guò)管路(9)與控制器(11)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式永磁直流電機(jī)，特征是所說(shuō)線圈(8)為無(wú)鐵心線圈，由高強(qiáng)度漆包線繞制成圓形片狀，嵌裝或壓制在定子模塊7的圓面積內(nèi)，線圈的數(shù)量能被3和4整除，為12只、24只、36只、48只、60只、72只、96只、120只或一-N只，線圈中心與磁鋼體(6)的中心相對(duì)應(yīng)，構(gòu)成兩側(cè)或多側(cè)磁鋼體通過(guò)若干只線圈中心相對(duì)吸引的強(qiáng)磁場(chǎng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式永磁直流電機(jī)，特征是所說(shuō)主軸(1)由圓鋼或不銹鋼制成，軸中設(shè)有凸擋(17)、鍵槽(16)、擋圈(15)，凸擋(17)的外經(jīng)大于主軸(1)的直徑，作為轉(zhuǎn)子模塊(5)的靠山定位限制，以求精確限制轉(zhuǎn)子模塊(5)與定子模塊(7)之間的氣隙尺寸，氣隙尺寸的范圍為0.2
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式永磁直流電機(jī)，特征是軸承蓋(2)內(nèi)設(shè)有微調(diào)主軸徑向和氣隙間隙的墊圈(18)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式永磁直流電機(jī)，特征是霍爾元件(14)為3只，嵌裝在端蓋(4)的內(nèi)側(cè)，其信號(hào)線與控制器(11)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種模塊式永磁直流電機(jī)，屬于供電系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。包括主軸，端蓋，轉(zhuǎn)子模塊、磁鋼體、定子模塊、線圈、霍爾元件為主要部件構(gòu)成；特征是線圈內(nèi)無(wú)鐵心，由線圈平面兩側(cè)轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)的磁鋼體，偶合的磁力線構(gòu)成強(qiáng)磁場(chǎng)，輸入脈沖電流后，產(chǎn)生電磁力作用形成旋轉(zhuǎn)力矩，推斥轉(zhuǎn)子模塊連同主軸運(yùn)轉(zhuǎn)，由于上述磁力作用是在線圈和磁鋼體偶合的磁場(chǎng)中心內(nèi)完成，因此電機(jī)起動(dòng)扭距和工作力矩特別大，能量轉(zhuǎn)換效率奇高，而且體積小，節(jié)能省料，成本低，尤其在于模塊式設(shè)計(jì)的新方案，使擴(kuò)大功率十分方便，只要增添轉(zhuǎn)子模塊和定子模塊的片數(shù)數(shù)量，就能增加電機(jī)的輸出功率；適合于流水線大批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H02K1/12GK201369657SQ200920113180
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者陳鴻達(dá) 申請(qǐng)人:陳鴻達(dá)