專利名稱：一種無刷直流電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無刷直流電機(jī)，屬于動力裝置領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，公知的直流電機(jī)是通過換向器和電刷裝置使線圈中的電流不斷變化，電樞在電磁力的作用下轉(zhuǎn)動。但此類電機(jī)的整個轉(zhuǎn)動部分都處于帶電狀態(tài)；且需要換向器及電刷裝置不斷滑動，改變電樞線圈中的電流，非常繁瑣，易出現(xiàn)電火花、磨損嚴(yán)重、維護(hù)不便等問題。公知的無刷直流電動機(jī)其本質(zhì)是交流電機(jī)，它以霍爾傳感器取代碳刷換向器，以釹鐵硼作為轉(zhuǎn)子的永磁材料，通過傳感器感應(yīng)轉(zhuǎn)子位置，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動。但此種電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種目的在于提供一種使電動機(jī)的轉(zhuǎn)子部分不帶電，工作可靠、維護(hù)方便的一種無刷直流電機(jī)。技術(shù)解決方案本發(fā)明涉及一種無刷直流電機(jī)，包括機(jī)殼、主軸，其特征在于，主軸上設(shè)有磁鐵固定架，磁鐵固定架上沿周向按排或按列均勻的分布有孔，孔內(nèi)設(shè)有永磁體；靠近主軸軸套端的機(jī)殼端面上均布有電磁鐵，旋轉(zhuǎn)編碼器一端與主軸固定連接，另一端與機(jī)殼固定相連。電磁鐵與機(jī)殼兩側(cè)筋板垂直。磁鐵固定架上的永磁體的排列方式為永磁體形狀、長度均相同,永磁體一組或多組排列，永磁體與磁鐵固定架端面平齊，永磁體磁場強(qiáng)度依次由低到高一組或多組排列。磁鐵固定架上的永磁體的排列方式為永磁體形狀、高度不同,永磁體依次由低到高一組或多組排列，永磁體性能相同。與現(xiàn)有的盤形凸輪相比本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.囊括了現(xiàn)有電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，即①運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，可靠性高，可以實(shí)現(xiàn)高速自動化。本發(fā)明軸上設(shè)永磁體，機(jī)殼端面上均布有電磁鐵，旋轉(zhuǎn)編碼器與主軸和機(jī)殼固定相連，實(shí)現(xiàn)輸入電能，輸出轉(zhuǎn)矩對外做功。②響應(yīng)快速，操作控制方便。2.采用本發(fā)明所用無刷直流電機(jī)克服了傳統(tǒng)電機(jī)轉(zhuǎn)子部分帶電、換向裝置復(fù)雜、維護(hù)不便等問題。減少發(fā)熱量，提高了能源利用率。本發(fā)明其利用永磁鐵在轉(zhuǎn)子部分的排布及永磁鐵磁能積的變化，產(chǎn)生一個磁力梯度，通過旋轉(zhuǎn)編碼器感應(yīng)轉(zhuǎn)子位置，使其在電磁鐵的作用下產(chǎn)生運(yùn)動，從而使轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)子不帶電的條件下對外輸出轉(zhuǎn)矩。3.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。解決了傳統(tǒng)電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)不便的問題。4.本發(fā)明由于主軸部分不帶電，對于潮濕或液體環(huán)境下工作具有極強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。去掉機(jī)殼，主軸部分可用于管狀輸送裝置內(nèi)部，用來輸送石油、天然氣，污水等。有很大的應(yīng)用前景。本發(fā)明基于尋求一種結(jié)構(gòu)簡單，能源利用率高、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定的直流電機(jī)。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)電機(jī)轉(zhuǎn)子部分帶電、換向裝置復(fù)雜、維護(hù)不便等問題?？捎糜谂鋫鋵W(xué)校實(shí)驗(yàn)室，作動力裝置，也可配備工廠，做動力設(shè)備。


圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明轉(zhuǎn)子部分示意圖；圖4為本發(fā)明永磁體磁場強(qiáng)度不同形狀形同單組排布受力示意圖；圖5為本發(fā)明永磁體磁場強(qiáng)度相同形狀不同單組排布示意圖；圖6為本發(fā)明永磁體磁場強(qiáng)度相同形狀不同多組排布示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1，本發(fā)明包括主軸1、帶輪2、平鍵3、安裝軸承的第一軸承保持架4、底座支架
5、磁鐵固定架6、永磁體7、機(jī)殼8、安裝軸承的第二軸承保持架9、旋轉(zhuǎn)編碼器10、軸套11、電磁鐵12組成。整個電動機(jī)水平放置，機(jī)殼8設(shè)置于底座支架5上方，并與底座支架5固定相連;帶輪2與主軸I同軸，平鍵安裝在主軸I與帶輪2形成的鍵槽中，帶輪2與主軸I通過平鍵3連接，且?guī)л?繞主軸I同步轉(zhuǎn)動；安裝軸承的第一軸承保持架4、安裝軸承的第二軸承保持架9分別安裝在主軸I的兩端，并與主軸I同軸，安裝軸承的第一軸承保持架
4、安裝軸承的第二軸承保持架9分別嵌入到機(jī)殼8中，并與機(jī)殼8固定連接；主軸I穿過磁鐵固定架6中心孔，并使磁鐵固定架6套裝在主軸1，磁鐵固定架6與主軸I同軸且固定連接；磁鐵固定架6 —端緊靠軸肩，另一端與軸套11緊靠；永磁體7分別裝入沿磁鐵固定架6圓周均勻分布的孔中，并使永磁體7相對磁鐵固定架6的圓形端面高度一致；機(jī)殼8上固定安裝有電磁鐵12，且電磁鐵12軸線在殼體8上沿平面內(nèi)，且與機(jī)殼8兩側(cè)筋板垂直，與磁鐵固定架6上永磁體7相對,旋轉(zhuǎn)編碼器10 —端與主軸I固定連接，另一端與機(jī)殼8固定相連。永磁體7形狀、長度相同,永磁體7磁場強(qiáng)度周向由低到高一組排列。使用時，按照圖2電路連接電路，確保電路連接良好，并且開關(guān)閉合，使電磁鐵12處于通電狀態(tài)。確保安裝時電磁鐵12與永磁體7靠近端極性相異。工作過程通電狀態(tài)下，電磁鐵12產(chǎn)生與永磁鐵7相反的極性，電磁鐵12與永磁體7之間產(chǎn)生吸引力；永磁體7形狀、長度相同，磁場強(qiáng)度按圖3箭頭反方向由A到P依次逐漸均勻增強(qiáng)。電路連通后，主軸I在吸引力作用下開始轉(zhuǎn)動，電路的通斷由與旋轉(zhuǎn)編碼器10連接的單片機(jī)通過現(xiàn)有程序控制。P號永磁鐵7與電磁鐵12軸線重合時，使電路斷開；主軸I轉(zhuǎn)過一定角度后，使電路再次連通。主軸I利用永磁體7與電磁鐵12之間的吸引力繼續(xù)運(yùn)動。兩組電磁鐵12與電源并聯(lián)， 由同一組旋轉(zhuǎn)編碼器10及單片機(jī)控制，兩組電磁鐵12獨(dú)立工作。實(shí)施例2
本實(shí)施例1中的其它部件不變，將磁鐵固定架6與永磁體7替換為圖4結(jié)構(gòu)，永磁體7高低交錯一端靠近電磁鐵。永磁體7形狀相同、長度不同，永磁體7由低到高依次一組排列。使用時，按照原理圖2連接電路，確保電路連接良好，并且開關(guān)閉合，裝置處于通電狀態(tài)，確保安裝時電磁鐵12與永磁體7靠近端極性相異。工作過程通電狀態(tài)下，電磁鐵12產(chǎn)生與永磁鐵7相反的極性，電磁鐵12與永磁體7之間產(chǎn)生吸引力；永磁體7形狀相同，長度不同，使永磁體7相對磁鐵固定架6端面逐漸均勻增長。電路連通后，主軸I在吸引力作用下開始轉(zhuǎn)動，電路的通斷由與旋轉(zhuǎn)編碼器10連接的單片機(jī)通過現(xiàn)有程序控制。P號永磁鐵7與電磁鐵12軸線重合時，使電路斷開；主軸I轉(zhuǎn)過一定角度后，使電路再次連通。利用永磁體7與電磁鐵12之間的吸引力繼續(xù)運(yùn)動。主軸I利用永磁體 與電磁鐵12之間的吸引力繼續(xù)運(yùn)動。兩組電磁鐵12與電源并聯(lián)，由同一組旋轉(zhuǎn)編碼器10及單片機(jī)控制，兩組電磁鐵12獨(dú)立工作。實(shí)施例3
本實(shí)施例1中的其它部件不變，將圖1中磁鐵固定架6與永磁體7替換為圖5結(jié)構(gòu)，永磁體7高低交錯一端靠近電磁鐵。永磁體7形狀、長度不同，永磁體7由低到高依次多組排列。將永磁體7以主軸I為中心，以主軸I中心線與永磁鐵7中心線的距離為半徑，均勻排布四組。使用時，按照圖2電路圖連接電路，確保電路連接良好，并且開關(guān)閉合，電磁鐵12處于通電狀態(tài)，確保安裝時電磁鐵12與圖5結(jié)構(gòu)永磁體7高低交錯一端極性相異。工作過程通電狀態(tài)下，電磁鐵12產(chǎn)生與永磁鐵7相反的極性，電磁鐵12與永磁體7之間產(chǎn)生吸引力；永磁體7形狀相同，長度不同，使永磁體7沿磁鐵固定架6周向排列四組，每組內(nèi)部長度逐漸均勻增長。電路連通后，主軸I在吸引力作用下開始轉(zhuǎn)動，電路的通斷由與旋轉(zhuǎn)編碼器10連接的單片機(jī)通過現(xiàn)有程序控制。當(dāng)主軸I旋轉(zhuǎn)到最長的四個永磁體7與電磁鐵12軸線重合時，使電路斷開；主軸I轉(zhuǎn)過一定角度后，使電路再次連通。主軸I利用永磁體7與電磁鐵12之間的吸引力繼續(xù)運(yùn)動，以此循環(huán)進(jìn)行。多組電磁鐵12與電源并聯(lián)，由同一組旋轉(zhuǎn)編碼器10及單片機(jī)控制；多組電磁鐵12獨(dú)立工作。實(shí)施實(shí)例4本實(shí)施例1中的其它部件不變，永磁體7形狀、長度相同，磁場強(qiáng)度由低到高多組排列。永磁體7沿磁鐵固定架6周向排列四組，每組內(nèi)部磁場強(qiáng)度逐漸均勻增強(qiáng)。使用時，按照圖2電路圖連接電路，確保電路連接良好，并且開關(guān)閉合，裝置開始處于通電狀態(tài)，確保安裝時電磁鐵12與圖6結(jié)構(gòu)靠近端極性相異。工作過程 通電狀態(tài)下，電磁鐵12產(chǎn)生與永磁鐵7相反的極性，電磁鐵12與永磁體7之間產(chǎn)生吸引力；沿圖6箭頭相反方向，四組永磁體7組內(nèi)磁場強(qiáng)度均勻逐漸增強(qiáng)。電路連通后，主軸I在吸引力作用下開始轉(zhuǎn)動，由與旋轉(zhuǎn)編碼器10連接的單片機(jī)通過現(xiàn)有程序控制電路的通斷。當(dāng)主軸I旋轉(zhuǎn)到磁場強(qiáng)度最強(qiáng)的四個永磁鐵7與電磁鐵12軸線重合時，使電路斷開；主軸I轉(zhuǎn)過一定角度后，使電路再次連通，主軸I利用永磁體7與電磁鐵12之間的吸引力繼續(xù)運(yùn)動，以此循環(huán)進(jìn)行。 多組電磁鐵12與電源并聯(lián)，由同一組旋轉(zhuǎn)編碼器10及單片機(jī)控制；多組電磁鐵12獨(dú)立工作。
權(quán)利要求
1.一種無刷直流電機(jī)，包括機(jī)殼(8)、主軸(1),其特征在于,主軸(1)上設(shè)有磁鐵固定架(6)，磁鐵固定架(6)沿周向按排或按列均勻的分布有孔，孔內(nèi)設(shè)有永磁體(7);靠近主軸(1)軸套(11)端的機(jī)殼端面上均布有電磁鐵(12)，旋轉(zhuǎn)編碼器(10)—端與主軸(1)固定連接，另一端與機(jī)殼(8)固定相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)，其特征在于，電磁鐵(12)與機(jī)殼(8)兩側(cè)筋板垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)，其特征在于，磁鐵固定架(6)上的永磁體(7)的排列方式為:永磁體(7)形狀、長度均相同，永磁體(7) —組或多組排列，永磁體(7)與磁鐵固定架(6)端面平齊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無刷直流電機(jī)，其特征在于，永磁體(7)磁場強(qiáng)度由低到高依次一組或多組排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)，其特征在于，磁鐵固定架(6)上的永磁體(7)的排列方式為:永磁體(7)形狀相同，長度不同，永磁體(7)由低到高依次一組或多組排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種無刷直流電機(jī)，其特征在于，永磁體(7)磁場強(qiáng)度相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種本發(fā)明涉及一種無刷直流電機(jī)，屬于動力裝置領(lǐng)域。本發(fā)明包括機(jī)殼、主軸，主軸上設(shè)有磁鐵固定架，磁鐵固定架沿周向按排或按列均勻的分布有孔，孔內(nèi)設(shè)有永磁體；靠近主軸軸套端的機(jī)殼端面上均布有電磁鐵，旋轉(zhuǎn)編碼器一端與主軸固定連接，另一端與機(jī)殼固定相連。所述電磁鐵與機(jī)殼兩側(cè)筋板垂直，旋轉(zhuǎn)編碼器與主軸和機(jī)殼固定相連，實(shí)現(xiàn)輸入電能，輸出轉(zhuǎn)矩對外做功。其利用永磁鐵在轉(zhuǎn)子部分的排布及永磁鐵磁能積的變化，產(chǎn)生一個磁力梯度，通過旋轉(zhuǎn)編碼盤使其在電磁鐵的作用下產(chǎn)生運(yùn)動，從而使轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，并輸出轉(zhuǎn)矩，對外做功。其利用旋轉(zhuǎn)編碼器感應(yīng)轉(zhuǎn)子位置，控制電磁鐵電路的通斷，使轉(zhuǎn)子不帶電的條件下對外輸出轉(zhuǎn)矩。
文檔編號H02K11/00GK103078429SQ20121053142
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者張廣義, 汪建新, 白羽, 孫麗娜, 樊文軍 申請人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)