專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高效率高比能疊式永磁無(wú)鐵芯無(wú)刷電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種改進(jìn)的新型高效電機(jī)，屬于永磁無(wú)刷電機(jī)。
在機(jī)電行業(yè)中，傳統(tǒng)交流電機(jī)定、轉(zhuǎn)子繞組中設(shè)有鐵芯和線圈，電機(jī)在運(yùn)行中，定子、轉(zhuǎn)子中存在著鐵損及齒槽效應(yīng)，運(yùn)行上帶來(lái)了很多缺陷；同時(shí)由于鐵芯的存在帶來(lái)了電機(jī)體積大，質(zhì)量重；鐵損使電機(jī)在額定功率下運(yùn)行溫升很高，從而在航空、航天、數(shù)控機(jī)床、電動(dòng)車(chē)輛等領(lǐng)域使用中受到限制。隨著永磁盤(pán)式無(wú)刷電機(jī)的誕生，小功率傳統(tǒng)電機(jī)的不足逐步得到克服，但要做到大功率、高比能，難度很大，其動(dòng)平衡問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，以至于影響到電機(jī)的正常運(yùn)行；另外，其磁能的利用率也大大降低，磁性材料的制造受到了限制。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種高效率高比能疊式永磁無(wú)鐵芯無(wú)刷電機(jī)。它既具有永磁盤(pán)式無(wú)刷電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，又緩解高速運(yùn)行中的動(dòng)平衡問(wèn)題，還大大提高了磁能的利用率。做到了高效率、高功率密度組合。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種高效率高比能疊式永磁無(wú)鐵芯無(wú)刷電機(jī)，包括疊片式外轉(zhuǎn)子，疊片式內(nèi)定子，空心軸，定子線圈引出線和電源控制器；其特征在于所述疊片式外轉(zhuǎn)子是一個(gè)空腔的圓拄體，空腔內(nèi)沿徑向均勻分布著兩個(gè)或兩個(gè)以上的永磁體托架，所述永磁體托架的端面對(duì)稱(chēng)安放偶數(shù)個(gè)永磁體；所述疊片式內(nèi)定子包括空心軸，以及沿空心軸的軸向安裝有兩個(gè)或兩個(gè)以上的且數(shù)量為所述永磁體托架個(gè)數(shù)減一的線圈托架，在所述線圈托架均勻安放偶數(shù)個(gè)線圈；所述疊片式外轉(zhuǎn)子的兩端的端面帶有同心孔，使所述疊片式內(nèi)定子與所述疊片式外轉(zhuǎn)子通過(guò)空心軸與同心孔的配合成為一體，電源控制器的引出線穿過(guò)空心軸的內(nèi)孔為線圈供電，通電后的線圈與永磁鐵相互作用下，使所述疊片式外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
在如上所述的電機(jī)中，所述的線圈托架(9)的數(shù)量為所述永磁體托架個(gè)數(shù)減一。
所述沿空心軸(3)的軸向安裝有兩個(gè)或兩個(gè)以上的線圈托架(9)，是采用緊配合熱壓的方式。
由于本實(shí)用新型具有多疊式的結(jié)構(gòu)，并采用永久磁鐵，省去了鐵芯和電刷，與現(xiàn)有的電機(jī)相比，產(chǎn)生了明顯的優(yōu)點(diǎn)。一是系統(tǒng)效率高，二是功率密度高，三是磁能利用率高，四是緩解了高速運(yùn)行中的動(dòng)平衡的問(wèn)題。因此，本實(shí)用新型電機(jī)做到了高效率和高比能，可用作電動(dòng)車(chē)輛或其他機(jī)器的原動(dòng)力，也可應(yīng)用到高效率高比能發(fā)電機(jī)及飛輪儲(chǔ)能裝置上。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。


圖1是本實(shí)用新型的原理結(jié)構(gòu)圖圖2是圖1中的A-A剖視圖，用來(lái)說(shuō)明永磁鐵和永磁鐵托架的裝配關(guān)系圖3是圖1中的B-B剖視圖，用來(lái)表示線圈與線圈托架的裝配關(guān)系如圖1所示，假設(shè)本實(shí)用新型的電機(jī)具有四疊片轉(zhuǎn)子1，根據(jù)上述技術(shù)方案的介紹，所述疊片式內(nèi)定子2則為三個(gè)疊片的定子，其工作原理及過(guò)程是由電源控制器5通過(guò)定子引出線4(共三根線)輪流給偶數(shù)個(gè)的定子線圈8供電，以產(chǎn)生一個(gè)可控頻率及一定強(qiáng)度的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子托架7上的若干個(gè)永磁體6產(chǎn)生推、吸作用，從而推動(dòng)疊片式外轉(zhuǎn)子1按一定的轉(zhuǎn)速和力矩旋轉(zhuǎn)。根據(jù)所要求的功率的大小，可做成具有多個(gè)疊片的各種不同類(lèi)型的永磁無(wú)鐵芯無(wú)刷電機(jī)。
所述電源控制器5采用的是市售的變頻器，調(diào)節(jié)頻率就可以較好地控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
圖2是為說(shuō)明永磁鐵和永磁鐵托架的裝配關(guān)系，從圖1中的靠近外轉(zhuǎn)子端面的位置剖開(kāi)，可見(jiàn)永磁體托架7是一個(gè)中間帶有同心孔的圓盤(pán)，永磁體6就成對(duì)地對(duì)固定在永磁體托架7上。永磁體托架7又與外轉(zhuǎn)子是一體的。
圖3給出了線圈8與線圈托架9的裝配關(guān)系示意。所述線圈托架9中間也是一個(gè)孔，用于與空心軸3的緊配合安裝，線圈8也是成偶數(shù)對(duì)地安裝在線圈托架9上。圖3中給出了四個(gè)線圈的例子，其實(shí)本實(shí)用新型并不限于四個(gè)線圈，只要是成偶數(shù)即可。
綜上所述，本實(shí)用新型具有高效率、高比能，體積小而結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)用范圍廣泛，有很好的市場(chǎng)前途。
權(quán)利要求1.一種高效率高比能疊式永磁無(wú)鐵芯無(wú)刷電機(jī)，包括疊片式外轉(zhuǎn)子(1)，疊片式內(nèi)定子(2)，空心軸(3)，定子線圈引出線(4)和電源控制器(5)；其特征在于所述疊片式外轉(zhuǎn)子(1)是一個(gè)空腔的圓拄體，空腔內(nèi)沿徑向均勻分布著兩個(gè)或兩個(gè)以上的永磁體托架(7)，所述永磁體托架(7)的端面對(duì)稱(chēng)安放偶數(shù)個(gè)永磁體(6)；所述疊片式內(nèi)定子(2)包括空心軸(3)，以及沿空心軸(3)的軸向安裝有兩個(gè)或兩個(gè)以上的線圈托架(9)，在所述線圈托架(9)均勻安放偶數(shù)個(gè)線圈(8)；所述疊片式外轉(zhuǎn)子(1)的兩端的端面帶有同心孔，使所述疊片式內(nèi)定子(2)與所述疊片式外轉(zhuǎn)子(1)通過(guò)空心軸與同心孔的配合成為一體，電源控制器(5)的引出線穿過(guò)空心軸內(nèi)為線圈(8)供電，通電后的線圈(8)與永磁鐵(7)相互作用下，使所述疊片式外轉(zhuǎn)子(1)旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高效率高比能疊式永磁無(wú)鐵芯無(wú)刷電機(jī)，其特征在于所述的線圈托架(9)的數(shù)量為所述永磁體托架個(gè)數(shù)減一。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高效率高比能疊式永磁無(wú)鐵芯無(wú)刷電機(jī)，其特征在于所述沿空心軸(3)的軸向安裝有兩個(gè)或兩個(gè)以上的線圈托架(9)，是采用緊配合熱壓的方式。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供的高效率高比能疊式永磁無(wú)鐵芯無(wú)刷電機(jī),由疊片式外轉(zhuǎn)子、疊片式內(nèi)定子、空心軸、定子線圈引出線、電源控制器組成。既具有永磁盤(pán)式無(wú)刷電機(jī)的優(yōu)點(diǎn),又緩解了高速運(yùn)行中的動(dòng)平衡問(wèn)題,還大大提高了磁能的利用率。做到了高效率、高比能。其系統(tǒng)效率可達(dá)到95%以上,功率重量密度可以達(dá)到每公斤電機(jī)重量產(chǎn)生0.5千瓦功率的水平?？捎米麟妱?dòng)車(chē)輛和其他機(jī)器的原動(dòng)力。其相關(guān)技術(shù)、也可用于高效率、高比能發(fā)電機(jī)系統(tǒng)及飛輪儲(chǔ)能裝置。
文檔編號(hào)H02K15/02GK2443532SQ0022887
公開(kāi)日2001年8月15日 申請(qǐng)日期2000年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月20日
發(fā)明者張習(xí)斌, 胡廣生 申請(qǐng)人:張習(xí)斌, 胡廣生