H形超能直流永磁電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種直流無刷電機(jī)，尤其涉及一種H形超能直流永磁電機(jī)，本實(shí)用新型將電磁繞組和永久磁鐵的磁能利用率達(dá)到極致，同時(shí)在外型尺寸不變的情況下加大了轉(zhuǎn)子半徑，扭矩增加，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
【背景技術(shù)】
[0002]在一般永磁無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)中，定子鐵芯是由硅鋼片沖成帶有齒槽的環(huán)型沖片疊加而成。在槽內(nèi)嵌放電樞繞組，當(dāng)電機(jī)接上電源后，電流流入繞組，產(chǎn)生磁動(dòng)勢(shì)，與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電機(jī)帶著負(fù)載轉(zhuǎn)起來以后，便在繞組中產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，吸收一定的電功率，并通過轉(zhuǎn)子輸出一定的機(jī)械功率，從而實(shí)現(xiàn)了將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的過程。
[0003]電機(jī)由電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能主要是通過磁能的相互排斥而實(shí)現(xiàn)的，即定子與轉(zhuǎn)子的磁極相同。在同一臺(tái)電機(jī)中，要想提高轉(zhuǎn)子輸出機(jī)械功率，就要加大磁場(chǎng)強(qiáng)度。磁場(chǎng)強(qiáng)度H=IXN / L,公式中I代表繞組中通過的電流，N代表繞組匝數(shù)，L代表磁路長(zhǎng)度，繞組中通過的電流I和繞組匝數(shù)N的變化是提高磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)鍵。在一般直流無刷電機(jī)中，由于其結(jié)構(gòu)條件的制約，大幅提高繞組匝數(shù)難度很大，現(xiàn)有技術(shù)定子繞組總匝數(shù)一般在5000-6000匝，大部分都采取加大電流強(qiáng)度以達(dá)到提高輸出功率的目的。在一定條件下，加大電流強(qiáng)度就要增加線徑，而增加線徑就要降低匝數(shù)，兩者矛盾很難協(xié)調(diào)。
[0004]在電磁繞組通電后，鐵芯都能產(chǎn)生N、S兩個(gè)磁極，在原有電機(jī)中，只有效利用了一個(gè)磁極(N或S)，而另一個(gè)磁極隨著鐵芯傳導(dǎo)到另一端，由于磁路長(zhǎng)，磁阻增加，磁漏嚴(yán)重，被傳導(dǎo)到另一端的磁場(chǎng)強(qiáng)度大大減弱，從而造成浪費(fèi)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供了一種H形超能直流永磁電機(jī)，充分利用磁能，將磁能的損耗降至最低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。
[0006]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種H形超能直流永磁電機(jī)，包括機(jī)殼、永磁轉(zhuǎn)子及定子，定子包括定子鐵芯及定子繞組，定子鐵芯采用多段式結(jié)構(gòu)，各段之間間隔設(shè)置，且各段相鄰磁極為異名磁極；永磁轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、多個(gè)轉(zhuǎn)盤及多個(gè)永磁塊組，永磁塊組設(shè)置在各段定子鐵芯之間，每組永磁塊組具有多個(gè)永磁塊，永磁塊的磁極按N-S交替分布在轉(zhuǎn)盤外周方向。
[0008]上述H形超能直流永磁電機(jī)優(yōu)選方案，定子鐵芯包括依次設(shè)置的第一端鐵芯、多個(gè)中間鐵芯和第二端鐵芯，第一端鐵芯和第二端鐵芯包括L形鐵芯部和一字形鐵芯部，中間鐵芯縱截面為H形。
[0009]上述H形超能直流永磁電機(jī)優(yōu)選方案，第一端鐵芯及第二端鐵芯的最外側(cè)的兩個(gè)磁極端的轉(zhuǎn)盤上均相對(duì)設(shè)置有2對(duì)永磁塊，且永磁塊以同名磁極相對(duì)的方式設(shè)置，并永磁塊兩端面夾角為60°。
[0010]上述H形超能直流永磁電機(jī)優(yōu)選方案，每組永磁塊組具有4塊沿轉(zhuǎn)盤圓周方向排列的永磁塊，相鄰的永磁塊之間以異名磁極的方式設(shè)置，關(guān)于轉(zhuǎn)盤中心對(duì)稱的兩個(gè)磁塊以同名磁極相對(duì)的方式設(shè)置。
[0011]上述H形超能直流永磁電機(jī)優(yōu)選方案，每個(gè)永磁塊截面為弧面，兩端面夾角為60。。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:
[0013]充分利用了定子繞組的磁極，且永磁塊的磁極能夠充分利用，使磁能損耗降至最低，同加大了轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)半徑，在電機(jī)外形尺寸及輸入電能不變的前提下，提高了輸出動(dòng)力。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型第一端鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型中間鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型第二端鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為本實(shí)用新型永磁轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5為電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖6為電機(jī)的側(cè)面示意圖。
[0020]圖7為第一端鐵芯最外側(cè)的磁極端的轉(zhuǎn)盤上的永磁塊布置示意圖。
[0021]圖8為第二端鐵芯的最外側(cè)的磁極端的轉(zhuǎn)盤上的永磁塊布置示意圖。
[0022]圖中1、永磁塊，2、轉(zhuǎn)盤，3、轉(zhuǎn)軸，4、定子鐵芯，5、機(jī)殼，6、底座，4-1、第一端鐵芯，4-2、中間鐵芯，4-3、第二端鐵芯。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明，下述說明僅是示例性的，不限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0024]參考附圖5，一種H形超能直流永磁電機(jī)，包括機(jī)殼5、永磁轉(zhuǎn)子及定子，機(jī)殼5底部設(shè)有底座6，定子包括定子鐵芯4及定子繞組，定子鐵芯4采用多段式結(jié)構(gòu)，各段之間間隔設(shè)置，且各段相鄰磁極為異名磁極；參考附圖4，永磁轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、多個(gè)轉(zhuǎn)盤2及多個(gè)永磁塊組，轉(zhuǎn)盤2與機(jī)殼5同軸設(shè)置，永磁塊組設(shè)置在各段定子鐵芯4之間，每組永磁塊組具有多個(gè)永磁塊I，永磁塊I的磁極按N-S交替分布在轉(zhuǎn)盤2外周方向。
[0025]參考圖6，實(shí)施例中，每組永磁塊組具有4塊沿轉(zhuǎn)盤2圓周方向排列的永磁塊I，每個(gè)永磁塊I截面為弧面，兩端面夾角為60°，相鄰的永磁塊I之間以異名磁極的方式設(shè)置，關(guān)于轉(zhuǎn)盤2中心對(duì)稱的兩個(gè)磁塊以同名磁極相對(duì)的方式設(shè)置。此結(jié)構(gòu)的永磁轉(zhuǎn)子，不僅能有效利用定子繞組的雙磁極，而且永磁塊組的雙磁極也能得到充分利用。
[0026]參考圖1、圖2、圖3，本實(shí)施例中，定子鐵芯4包括依次設(shè)置的第一端鐵芯4-1、多個(gè)中間鐵芯4-2和第二端鐵芯4-3，第一端鐵芯4-1和第二端鐵芯4-3包括L形鐵芯部和一字形鐵芯部，中間鐵芯4-2縱截面為H形。采用此結(jié)構(gòu)定子鐵線，不僅不會(huì)改變定子繞組的匝數(shù)，而且磁路更短，磁漏更少，電磁損耗更低。
[0027]參考圖7、圖8，第一端鐵芯4-1和第二端鐵芯4-3的最外側(cè)的兩個(gè)磁極端的轉(zhuǎn)盤2上均相對(duì)設(shè)置有2對(duì)永磁塊1，且永磁塊I以同名磁極相對(duì)的方式設(shè)置，并永磁塊I兩端面夾角為迎°。
[0028]本實(shí)施例中，永磁塊組設(shè)置在各段定子鐵芯4之間，增加了永磁轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)半徑，電機(jī)輸出扭矩即力矩的大小取決于力臂和力，根據(jù)公式:力矩M=力臂LX力F，在力F —定的情況下，增加力臂則成為增加力矩的關(guān)鍵，本實(shí)用新型最大程度的延長(zhǎng)了力臂。
[0029]以外形直徑200mm的電機(jī)為例，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的直流永磁無刷電機(jī)半徑為100mm，其中，外殼厚度為3mm，定子繞組鐵芯高度為40mm，其轉(zhuǎn)子的力臂為57mm。
[0030]本實(shí)用新型的永磁轉(zhuǎn)子半徑可增加40mm，其有效力臂可增加20mm。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的直流永磁無刷電機(jī)相比，在輸入同等電能的前提下，電機(jī)的扭矩可增加30%以上。
[0031]以上僅描述了本實(shí)用新型的基本原理和工作過程，本領(lǐng)域人員可以根據(jù)上述說明作出許多變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種H形超能直流永磁電機(jī)，包括機(jī)殼、永磁轉(zhuǎn)子及定子，其特征在于:定子包括定子鐵芯及定子繞組，定子鐵芯采用多段式結(jié)構(gòu)，各段之間間隔設(shè)置，且各段相鄰磁極為異名磁極；永磁轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、多個(gè)轉(zhuǎn)盤及多個(gè)永磁塊組，永磁塊組設(shè)置在各段定子鐵芯之間，每組永磁塊組具有多個(gè)永磁塊，永磁塊的磁極按N-S交替分布在轉(zhuǎn)盤外周方向。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述H形超能直流永磁電機(jī)，其特征在于:定子鐵芯包括依次設(shè)置的第一端鐵芯、多個(gè)中間鐵芯和第二端鐵芯，第一端鐵芯和第二端鐵芯包括L形鐵芯部和一字形鐵芯部，中間鐵芯縱截面為H形。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述H形超能直流永磁電機(jī)，其特征在于:第一端鐵芯及第二端鐵芯的最外側(cè)的兩個(gè)磁極端的轉(zhuǎn)盤上均相對(duì)設(shè)置有2對(duì)永磁塊，且永磁塊以同名磁極相對(duì)的方式設(shè)置，并永磁塊兩端面夾角為60°。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述H形超能直流永磁電機(jī)，其特征在于:每組永磁塊組具有4塊沿轉(zhuǎn)盤圓周方向排列的永磁塊，相鄰的永磁塊之間以異名磁極的方式設(shè)置，關(guān)于轉(zhuǎn)盤中心對(duì)稱的兩個(gè)磁塊以同名磁極相對(duì)的方式設(shè)置。5.根據(jù)權(quán)利要求4述H形超能直流永磁電機(jī)，其特征在于:每個(gè)永磁塊截面為弧面，兩端面夾角為60°。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述H形超能直流永磁電機(jī)，其特征在于:機(jī)殼與轉(zhuǎn)盤同軸設(shè)置，且機(jī)殼底部設(shè)有底座。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種H形超能直流永磁電機(jī)，充分利用磁能，將磁能的損耗降至最低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。一種H形超能直流永磁電機(jī)，包括機(jī)殼、永磁轉(zhuǎn)子及定子，定子包括定子鐵芯及定子繞組，定子鐵芯采用多段式結(jié)構(gòu)，各段之間間隔設(shè)置，且各段相鄰磁極為異名磁極；永磁轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、多個(gè)轉(zhuǎn)盤及多個(gè)永磁塊組，永磁塊組設(shè)置在各段定子鐵芯之間，每組永磁塊組具有多個(gè)永磁塊，永磁塊的磁極按N-S交替分布在轉(zhuǎn)盤外周方向。
【IPC分類】H02K1/12, H02K16/00, H02K1/27
【公開號(hào)】CN204681222
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520273521
【發(fā)明人】張鐵智
【申請(qǐng)人】張鐵智
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日