專利名稱：無刷永磁電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁電機(jī)，具體涉及一種無刷永磁電機(jī),尤其涉及對無刷永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
無刷電機(jī)的繞組線圈設(shè)在定子上，永磁體位于轉(zhuǎn)子上，依靠改變輸入到無刷電機(jī)定子繞組線圈上的電流波交變頻率和波形，在繞組線圈周圍形成一個(gè)繞電機(jī)幾何軸心旋轉(zhuǎn)的磁場，這個(gè)磁場驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子上的永磁體轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的輸出。因此，無刷電機(jī)不使用機(jī)械的電刷裝置，性能上比一般的直流電機(jī)有較大優(yōu)勢。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的無刷電機(jī)，轉(zhuǎn)子通常是將永磁體固定在磁軛上，永磁體和磁軛為一體結(jié)構(gòu)。例如，中國發(fā)明專利申請CNlO 1951047A公開了一種盤式永磁復(fù)合無刷電機(jī)，其中，永磁體沿圓周方向均勻嵌放在轉(zhuǎn)子軛鐵心(即磁軛)上。這種結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)子，存在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，加速性能和制動(dòng)性能差的缺 點(diǎn)。隨著節(jié)能環(huán)保要求的提高，電動(dòng)車輛作為一種低污染的運(yùn)載工具，受到了普遍關(guān)注。而應(yīng)用于電動(dòng)車輛時(shí)，要求電機(jī)具備良好的加速性能和制動(dòng)性能，以適應(yīng)駕駛者的操作習(xí)慣。因此，如何提供一種結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的高效無刷永磁電機(jī)是本發(fā)明所要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是通過對無刷永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小且能快速加速和制動(dòng)的高效無刷永磁電機(jī)。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種無刷永磁電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子和電機(jī)軸，所述定子中設(shè)有線圈，所述轉(zhuǎn)子包括永磁體和磁軛，所述永磁體與電機(jī)軸固定連接，構(gòu)成第一轉(zhuǎn)子；所述磁軛與所述第一轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置，磁軛具有相對第一轉(zhuǎn)子差速轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，構(gòu)成磁軛轉(zhuǎn)子。上述技術(shù)方案中，永磁體可以是一個(gè)完整的圓盤，與電機(jī)軸相連；也可以是多片結(jié)構(gòu)，經(jīng)轉(zhuǎn)子支架連接。電機(jī)可以設(shè)置殼體，定子與殼體固定連接；也可以不設(shè)置殼體，定子通過其它連接結(jié)構(gòu)(例如安裝架等)與外部安裝對象固定。定子中的線圈可以是繞組線圈，構(gòu)成電樞。上述技術(shù)方案中，將現(xiàn)有技術(shù)中固定在磁軛上的永磁體與磁軛分開，分別構(gòu)成以永磁體為主的第一轉(zhuǎn)子和由磁軛構(gòu)成的磁軛轉(zhuǎn)子(可以設(shè)置多個(gè)磁軛轉(zhuǎn)子)，并且，磁軛轉(zhuǎn)子和第一轉(zhuǎn)子間具有差速轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，即兩者可以分別轉(zhuǎn)動(dòng)。由此，在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，永磁體受定子繞組線圈形成的磁場的作用力開始轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，磁軛因慣性作用，相對于第一轉(zhuǎn)子以較慢的速度啟動(dòng)，由此，減小了轉(zhuǎn)子整體的啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，使第一轉(zhuǎn)子能夠較快地啟動(dòng)；正常工作時(shí)，由于磁力的作用，磁軛與永磁體同步轉(zhuǎn)動(dòng)，形成同步旋轉(zhuǎn)磁場，可以消除渦流，使電機(jī)在此時(shí)沒有鐵耗，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的高效率；電機(jī)制動(dòng)時(shí)，電機(jī)軸和永磁體構(gòu)成的第一轉(zhuǎn)子首先制動(dòng)，而磁軛構(gòu)成的磁軛轉(zhuǎn)子繼續(xù)慣性轉(zhuǎn)動(dòng)，并逐漸減速，使得電機(jī)軸能實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng)。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以采用盤式電機(jī)結(jié)構(gòu)，軸向磁路，也可以采用籠式電機(jī)結(jié)構(gòu)，徑向磁路。一種優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述轉(zhuǎn)子支架為轉(zhuǎn)子盤，所述永磁體為分布在轉(zhuǎn)子盤一周的多個(gè)片狀永磁體，片狀永磁體周向均勻固定在轉(zhuǎn)子盤上，永磁體的軸向表面分別與磁軛轉(zhuǎn)子構(gòu)成磁路。由此構(gòu)成盤式電機(jī)結(jié)構(gòu)。上述技術(shù)方案中，所 述片狀永磁體按N極、S極依次繞電機(jī)軸排列。進(jìn)一步的技術(shù)方案，設(shè)有兩組環(huán)狀定子和兩片磁軛，每片磁軛分別滑套在電機(jī)軸上，磁軛的中孔與電機(jī)軸間隙配合，按磁軛、環(huán)狀定子、永磁體、環(huán)狀定子、磁軛依次排列?；蛘撸O(shè)有一組環(huán)狀定子和兩片磁軛，每片磁軛分別滑套在電機(jī)軸上，磁軛的中孔與電機(jī)軸間隙配合，按磁軛、永磁體、環(huán)狀定子、磁軛依次排列。另一種選擇，所述磁軛構(gòu)成的磁軛轉(zhuǎn)子與電機(jī)軸間經(jīng)軸承連接。或者,上述技術(shù)方案中，所述永磁體磁場徑向布置，所述第一轉(zhuǎn)子包括與殼體轉(zhuǎn)動(dòng)連接的電機(jī)軸、固定在電機(jī)軸上的一對轉(zhuǎn)子固定架，固定在所述轉(zhuǎn)子固定架之間的環(huán)狀的永磁體；所述定子環(huán)繞在永磁體外周布置并與殼體固定；所述磁軛包括位于永磁體內(nèi)側(cè)的與轉(zhuǎn)子固定架滑動(dòng)連接的環(huán)狀第一磁軛和位于定子外側(cè)的與殼體滑動(dòng)連接的環(huán)狀的第二磁軛。另一種技術(shù)方案是，所述永磁體磁場徑向布置，所述第一轉(zhuǎn)子包括電機(jī)軸、固定在電機(jī)軸上的一對轉(zhuǎn)子固定架，固定在所述轉(zhuǎn)子固定架之間的環(huán)狀的永磁體；永磁體環(huán)繞布置在所述定子外周；所述磁軛包括環(huán)狀的第一磁軛和環(huán)狀的第二磁軛。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)
I.本發(fā)明的無刷永磁電機(jī)，采用了無鐵芯電機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)高效率。2.本發(fā)明創(chuàng)造性地采用了多轉(zhuǎn)子技術(shù)，將傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子部分中的永磁體和磁軛分開構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)子，使電機(jī)在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小，大大提升了電機(jī)的啟動(dòng)速度，并能實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng)，完全滿足以電池為動(dòng)力的車輛驅(qū)動(dòng)要求。3.當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí),永磁體轉(zhuǎn)子和磁軛轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn),在磁軛部不會(huì)產(chǎn)生潤流，沒有鐵耗，輕易實(shí)現(xiàn)電機(jī)高效率。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是實(shí)施例一和二中永磁體布置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、殼體；2、定子；3、永磁體；4、磁軛；5、電機(jī)軸。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見圖I所不，一種無刷永磁電機(jī)，包括殼體I、定子2、轉(zhuǎn)子和電機(jī)軸5,所述定子2中設(shè)有繞組線圈構(gòu)成電樞，所述轉(zhuǎn)子包括永磁體3和磁軛4，所述永磁體3固定在轉(zhuǎn)子支架上，轉(zhuǎn)子支架與電機(jī)軸5固定連接，構(gòu)成第一轉(zhuǎn)子；所述磁軛4與所述第一轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置，磁軛4具有相對第一轉(zhuǎn)子差速轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，構(gòu)成磁軛轉(zhuǎn)子。其中，第一轉(zhuǎn)子和磁軛轉(zhuǎn)子為圓盤結(jié)構(gòu)，永磁體磁場軸向布置，定子為設(shè)置在第一轉(zhuǎn)子的永磁體和磁軛轉(zhuǎn)子的磁軛之間的環(huán)狀定子，定子的外周與殼體固定，構(gòu)成盤式電機(jī)結(jié)構(gòu)。參見圖3所示，第一轉(zhuǎn)子包括與電機(jī)軸一體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子盤和分布在轉(zhuǎn)子盤外周的多個(gè)片狀永磁體，片狀永磁體周向均勻固定在轉(zhuǎn)子盤上；片狀永磁體在同一側(cè)面上按N極、S極依次繞電機(jī)軸排列。本實(shí)施例中，設(shè)有兩組環(huán)狀定子和兩片磁軛，每片磁軛分別滑套在電機(jī)軸上，磁軛的中孔與電機(jī)軸間隙配合，按磁軛、環(huán)狀定子、永磁體、環(huán)狀定子、磁軛依次排列。 實(shí)施例二 參見圖2所示，一種無刷永磁電機(jī)，總體結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一類似，其中，設(shè)有一組環(huán)狀定子2和兩片磁軛4，每片磁軛分別滑套在電機(jī)軸上，磁軛的中孔與電機(jī)軸間隙配合，按磁軛、永磁體、環(huán)狀定子、磁軛依次排列。實(shí)施例三參見圖4所不,一種無刷永磁電機(jī),包括殼體I、定子2、轉(zhuǎn)子和電機(jī)軸5，所述定子2中設(shè)有繞組線圈構(gòu)成電樞，所述轉(zhuǎn)子包括永磁體3和磁軛4，所述永磁體3固定在轉(zhuǎn)子支架上，轉(zhuǎn)子支架與電機(jī)軸5固定連接，構(gòu)成第一轉(zhuǎn)子；所述磁軛4與所述第一轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置，磁軛4具有相對第一轉(zhuǎn)子差速轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，構(gòu)成磁軛轉(zhuǎn)子。 本實(shí)施例中，永磁體3磁場徑向布置，第一轉(zhuǎn)子包括與殼體I轉(zhuǎn)動(dòng)連接的電機(jī)軸5、固定在電機(jī)軸5上的一對轉(zhuǎn)子固定架(即轉(zhuǎn)子支架，可以采用一對圓盤結(jié)構(gòu))，固定在所述轉(zhuǎn)子固定架之間的環(huán)狀的永磁體3 ;所述定子2環(huán)繞在永磁體3外周布置并與殼體I固定；所述磁軛4包括位于永磁體3內(nèi)側(cè)的與轉(zhuǎn)子固定架滑動(dòng)連接的環(huán)狀第一磁軛和位于定子2外側(cè)的與殼體I滑動(dòng)連接的環(huán)狀的第二磁軛。實(shí)施例四參見附圖5所不,一種無刷永磁電機(jī),包括殼體I、定子2、轉(zhuǎn)子,定子2中設(shè)有繞組線圈構(gòu)成電樞，所述轉(zhuǎn)子包括永磁體3和磁軛4，永磁體3固定在轉(zhuǎn)子支架上，轉(zhuǎn)子支架與電機(jī)軸5固定連接(或?yàn)橐惑w結(jié)構(gòu))，構(gòu)成第一轉(zhuǎn)子；所述磁軛4與所述第一轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置，磁軛具有相對第一轉(zhuǎn)子差速轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，構(gòu)成磁軛轉(zhuǎn)子。本實(shí)施例中，永磁體3磁場徑向布置，所述定子2環(huán)繞在永磁體3內(nèi)周布置并與殼體I固定，永磁體3構(gòu)成環(huán)狀轉(zhuǎn)子，一側(cè)直接兼作電機(jī)軸用以提供動(dòng)力輸出(電動(dòng)機(jī))或者輸入(發(fā)電機(jī))。
權(quán)利要求
1.一種無刷永磁電機(jī)，包括定子(2)、轉(zhuǎn)子和電機(jī)軸(5)，所述定子(2)中設(shè)有線圈，所述轉(zhuǎn)子包括永磁體(3)和磁軛(4)，其特征在于所述永磁體(3)與電機(jī)軸(5)固定連接，構(gòu)成第一轉(zhuǎn)子；所述磁軛(4)與所述第一轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置，磁軛(4)具有相對第一轉(zhuǎn)子差速轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，構(gòu)成磁軛轉(zhuǎn)子。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無刷永磁電機(jī)，其特征在于所述永磁體(3)經(jīng)轉(zhuǎn)子支架與電機(jī)軸(5)固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無刷永磁電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子支架為轉(zhuǎn)子盤，所述永磁體為分布在轉(zhuǎn)子盤外周的多個(gè)片狀永磁體，片狀永磁體周向均勻固定在轉(zhuǎn)子盤上，永磁體的軸向表面分別與磁軛轉(zhuǎn)子構(gòu)成磁路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無刷永磁電機(jī)，其特征在于設(shè)有兩組環(huán)狀定子和兩片磁軛，每片磁軛分別滑套在電機(jī)軸上，磁軛的中孔與電機(jī)軸間隙配合，按磁軛、環(huán)狀定子、永磁體、環(huán)狀定子、磁軛依次排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無刷永磁電機(jī)，其特征在于設(shè)有一組環(huán)狀定子和兩片磁軛，每片磁軛分別滑套在電機(jī)軸上，磁軛的中孔與電機(jī)軸間隙配合，按磁軛、永磁體、環(huán)狀定子、磁軛依次排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無刷永磁電機(jī)，其特征在于所述磁軛構(gòu)成的磁軛轉(zhuǎn)子與電機(jī)軸間經(jīng)軸承連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無刷永磁電機(jī)，其特征在于設(shè)有殼體，所述永磁體磁場徑向布置，所述第一轉(zhuǎn)子包括與殼體轉(zhuǎn)動(dòng)連接的電機(jī)軸、固定在電機(jī)軸上的一對轉(zhuǎn)子固定架，固定在所述轉(zhuǎn)子固定架之間的環(huán)狀的永磁體；所述定子環(huán)繞在永磁體外周布置并與殼體固定；所述磁軛包括位于永磁體內(nèi)側(cè)的與轉(zhuǎn)子固定架滑動(dòng)連接的環(huán)狀第一磁軛和位于定子外側(cè)的與殼體滑動(dòng)連接的環(huán)狀的第二磁軛。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無刷永磁電機(jī)，其特征在于所述永磁體磁場徑向布置，所述第一轉(zhuǎn)子包括電機(jī)軸、固定在電機(jī)軸上的一對轉(zhuǎn)子固定架，固定在所述轉(zhuǎn)子固定架之間的環(huán)狀的永磁體；永磁體環(huán)繞布置在所述定子外周；所述磁軛包括環(huán)狀的第一磁軛和環(huán)狀的第二磁軛。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無刷永磁電機(jī)，包括殼體、定子、轉(zhuǎn)子和電機(jī)軸，所述定子中設(shè)有繞組線圈構(gòu)成電樞，所述轉(zhuǎn)子包括永磁體和磁軛，其特征在于所述永磁體固定在轉(zhuǎn)子支架上，轉(zhuǎn)子支架與電機(jī)軸固定連接，構(gòu)成第一轉(zhuǎn)子；所述磁軛與所述第一轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置，磁軛具有相對第一轉(zhuǎn)子差速轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，構(gòu)成磁軛轉(zhuǎn)子。本發(fā)明將傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子部分分成數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)子，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，大大提升了電機(jī)的啟動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng)，完全滿足以電池為動(dòng)力的車輛驅(qū)動(dòng)要求同時(shí)采用無鐵芯技術(shù)實(shí)現(xiàn)電機(jī)高效率。
文檔編號(hào)H02K1/27GK102891575SQ201210397158
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者崔曉宏 申請人:蘇州諾雅電動(dòng)車有限公司