無鐵芯電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電機，特別是一種無鐵芯電機。
【背景技術】
[0002]永磁電機有比傳統(tǒng)的電機效率高、損耗小、體積小等優(yōu)點，但永磁電機中有鐵芯，鐵芯有磁滯效應，還會產生渦流，這勢必要耗費能量，所以永磁電機節(jié)能效果并不顯著。永磁電機中的永磁體主要用來勵磁，永磁體能的利用率很低。如何充分提高永磁力的利用率，是現(xiàn)代科技的重大課題。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型設計一種無鐵芯電機，目的是充分有效地利用永磁力，從而提供一種能耗小且環(huán)保的動力源。
[0004]本實用新型按下述技術方案實現(xiàn)。
[0005]本實用新型由定子、轉子、軸承、控制器及傳感器構成。定子有若干組繞在非磁性絕緣芯外的電磁線圈，電磁線圈的端面朝向定子中心，定子上還設置兩個啟動電磁鐵；由轉軸、導磁體、非磁性絕緣體及若干永磁體組成極性沿圓周交替的多磁極轉子。轉子裝在定子內，二者同軸，二者不接觸，轉子與定子通過軸承聯(lián)系。轉子軸的一端聯(lián)接傳感器的轉動部件，傳感器的靜止部件聯(lián)接在所述定子上。定子電磁線圈、啟動電磁鐵、傳感器均與控制器連接，控制器外接電源。控制器根據(jù)傳感器測取轉子磁極相對于定子電磁線圈的磁極的位置信號，然后給定子各組電磁線圈間隔交替通不同方向的電流，則轉子因其永磁極受到定子電磁線圈的磁極的吸引力矩和排斥力矩而旋轉，從而向外輸出功率。
[0006]假設將所述無鐵芯電機中的轉子用純軟鐵做成有若干齒的轉子代替，那么它的工作原理與開關磁阻電機很相似，不計損耗，開關磁阻電機輸出能量等于輸入的電能，并不節(jié)能。而本實用新型使轉子永磁極同時獲得定子一個電磁極吸引力矩和定子另一個電磁極的斥力矩，而且引力矩或斥力矩均由電磁場與永磁場共同提供；開關磁阻電機僅是定子齒的電磁力吸引其轉子的軟鐵齒，而且這個引力僅由電磁場提供。本實用新型定子的電磁極與轉子永磁極之間作用力大小與在它們之間間隙中的磁感應強度的平方成正比，而此磁感應強度值是電磁極和永磁極磁感應強度的疊加值，若保持此值不變，提高永磁極在所述間隙中的磁感應強度值，等量地減小電磁極在所述間隙中的磁感應強度值，能減少所需電力。所以，所述無鐵芯電機比開關磁阻電機節(jié)能明顯。
[0007]還應該指出，本實用新型的結構和工作原理與永磁電機(詳細了解可參考有關資料)有實質上的不同，永磁電機利用定子的旋轉電磁場與含有永磁體的轉子磁場相互作用驅動轉子，是基于電磁感應原理，而本實用新型基于電磁體與永磁體之間的引力和斥力。永磁電機定子電磁力與轉子永磁力對其轉子產生的轉矩不如本實用新型的大，原因是這種定子電磁力僅對轉子產生引力矩，而本實用新型轉子永磁極同時受到定子齒的電磁極的吸引力矩和排斥力矩。永磁電機定子的旋轉電磁場會在轉子鐵芯和永磁體中感應出禍流造成能量損耗，而且渦流生熱造成危害，旋轉電磁場還會在轉子鐵芯中產生磁滯損耗。而本實用新型的定子磁場進入轉子的磁力線很少，在轉子中感應很弱。所以所述無鐵芯電機節(jié)能也比永磁電機顯著。
[0008]本實用新型有益的效果是:
[0009]1、本實用新型充分利用永磁體的磁力，所以耗電很少，損耗小，效率極高，節(jié)能，因而運行費用很低；
[0010]2、本實用新型，不產生有害氣體，噪音小，發(fā)熱較少。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0012]圖2為圖1的A-A剖面圖；
[0013]圖3為本實用新型啟動過程轉子轉過一角度后的位置示意圖；
[0014]圖4為圖3中轉子轉到其磁極與定子磁極正對時的示意圖；
[0015]圖5為本實用新型轉子的另一種結構示意圖；
[0016]圖6為本實用新型轉子的另一種結構示意圖；
[0017]圖7為本實用新型轉子的另一種結構示意圖。
[0018]下面結合【具體實施方式】進一步對本實用新型詳細說明。
【具體實施方式】
[0019]如圖1圖2示。定子組成:機座I與非磁性圓形機殼7外圓聯(lián)結，電磁線圈21繞制在非磁性絕緣芯8外，電磁線圈21聯(lián)接在機殼7內壁，電磁線圈21的磁極正端面朝向機殼7的中心，電磁線圈21有若干組，在機殼7內壁沿徑向對稱設置的一號啟動電磁體23和二號啟動電磁體24，左軸承外圈6裝在左端蓋2中部，右軸承外圈9裝在右端蓋10中部，左端蓋2、右端蓋10分別與機殼7的左端面、右端面聯(lián)接；轉子組成:花鍵形導磁體20固套在一號轉軸5外，沿垂直于軸線方向充磁的一號永磁體18有若干個，每個一號永磁體18對應置于導磁體20的一個凸起面，一號永磁體18與電磁線圈21的磁極正端面相對的極的極性沿圓周交替分布，一號導磁體19擋住一號永磁體18，一號非磁性絕緣體22填入花鍵形導磁體20、一號永磁體18、一號導磁體19形成的凹槽，左非磁性端板3和右非磁性端板17夾住并聯(lián)接一號導磁體19、一號永磁體18、一號非磁性絕緣體22、花鍵形導磁體20的端面，左軸承內圈4、右軸承內圈11分別套在一號轉軸5左部、右部；所述轉子裝在所述定子內，電磁線圈21的磁極正端面離開所述轉子外圓一間隙，轉子與定子通過所述軸承的內外圈聯(lián)系。
[0020]在一號轉軸5的一端聯(lián)接傳感器的轉盤12，傳感器的傳感頭13用支板16固定于右端蓋10，傳感器是光電型的或霍爾型的或電磁型的或其它形式的；電磁線圈21的引線21-1與控制器15連接，傳感器的傳感頭13用導線14與控制器15連接，一號啟動電磁體23、二號啟動電磁體24均與控制器15連接；控制器15外接電源。一號轉軸5的另一端可安裝動力輸出輪。控制器15用現(xiàn)代硬軟件技術易制作。
[0021]圖2為圖1的A-A剖面圖，也是轉子一種停止狀態(tài)示意圖。如圖2示，當轉子在此停止位置，而且一號永磁體18正對著電磁線圈21的端面。若要啟動，通過控制器15先給啟動電磁體23和啟動電磁體24通電磁化，以與轉子一號永磁體18發(fā)生磁力作用，使轉子轉過一角度(如圖3示)，一號永磁體18就與電磁線圈21的端面錯開后，控制器15使啟動電磁體23和啟動電磁體24斷電。然后，控制器15給電磁線圈21通正方向電流，使電磁線圈21的b端為N極、c端為S極、d端為N極、e端為S極，那么，轉子每一個磁極受到與它鄰近的電磁線圈21的端部電磁推拉力矩，使轉子反時針旋轉，轉到圖4所示位置以前微小時間(此時間值比電磁線圈21的時間常數(shù)大一些)時給電磁線圈21斷電，斷電后這微小時間內，由于自感效應，電磁線圈21的b、c、d、e端的極性維持不變如圖3示。當轉子以慣性反時針轉到圖4所示位置時，控制器15給電磁線圈21再通反方向電，使電磁線圈21的b、c、d、e端的極性變成如圖4示，電磁推拉力矩繼續(xù)使轉子