多向混合永磁高效節能電機的製作方法
2023-10-11 04:57:59
專利名稱：多向混合永磁高效節能電機的製作方法
技術領域：
本發明屬於電機技術領域，涉及一種多向混合永磁高效節能電機。
背景技術：
目前，公知的所有永磁電機都是只停留在或徑向或軸向或環向單一形式的永磁結構上，永磁能在電機中沒有得到充分的利用，所以仍存在效率低和體積大等缺陷，從而影響永磁電機的進一步發展。
發明內容
本發明的目的在於公開一種多向混合永磁高效節能電機，以實現高效節能，提高單位體積出力和優化驅動系統。
為了實現上述目的，本發明所採取的解決方案是多向混合永磁高效節能電機，主要由機殼、端蓋、軸承、凸極電磁鐵(及其繞組)、極齒磁軛、軸心和環向磁化永磁體、軸向磁化永磁體、徑向磁化永磁體等部件組成。環向磁化永磁體鑲嵌於極齒磁軛之間，同性磁極朝向同一極齒；軸向磁化永磁體鑲嵌在軸向左右極齒磁軛之間，磁極與左右環向磁化永磁體同極性安排；極齒磁軛徑向氣隙端面安裝徑向磁化永磁體，使環向磁場轉為徑向磁場，與定子或轉子電磁體直接形成有效磁通氣隙，定子和轉子通過軸芯、軸承和端蓋的相互作用呈相對運動狀。通以正相電流時的同相各極電磁體磁場外磁路(氣隙磁通)與相應的轉子或定子永磁體的外磁路(氣隙磁通)形成閉合路徑而產生相吸力，通以反向電流時的同相各極電磁體磁場與相應的轉子或定子永磁體磁場產生相斥力，其合力形成同一方向的轉矩；這樣，按一定的順序給定子電磁繞組通電，轉子便能按一定方向運轉。
採取上述結構後，與現有技術相比，本發明具有顯著的高效節能效果。由於高性能永磁體的介入以及獨特的混合磁路結構設計，使新電機有著十分顯著的節能效果。環向、軸向、徑向混合多永磁結構下的永磁體磁場為疊加磁場，使作用磁場的強度得到很大程度的提高，從而能夠等同程度地提高電機效率；且此結構能明顯減少漏磁通。在運行時，所有轉子極都能同時與定子極產生同一方向的轉矩，其中永磁體起到了很大的作用；與同等條件的其它電機相比，節能效果有明顯提高。
圖1是本發明第一實施例的截面圖；圖2是本發明第一實施例的環向、徑向混合雙永磁結構剖面圖；圖3是本發明第二實施例的截面圖；圖4是本發明第二實施例的環向、徑向混合雙永磁結構剖面圖；圖5是本發明第一實施例的軸向、環向、徑向混合三永磁結構剖面圖；圖6是本發明第二實施例的軸向、環向、徑向混合三永磁結構剖面圖。
具體實施例方式
請參閱圖1、圖2和圖6，是本發明第一實施例的環向、徑向混合雙永磁和軸向、環向、徑向混合三永磁定、轉子雙凸極兩相6/4極外轉子結構電機；轉子由非磁性機殼7、端蓋8、極齒磁軛2和軸向磁化永磁體10、環向磁化永磁體3、徑向磁化永磁體4組成；定子由導磁花軸(軸心)1和A、B兩相電磁鐵心及其繞組5、6組成；定子軸1通過軸承9與轉子端蓋8同心位置交合，使定、轉子能保證相對運動。環向磁化永磁體3安裝在轉子各極齒磁軛2之間，同性磁極朝向同一極齒磁軛；極齒磁軛2徑向氣隙端面安裝徑向磁化永磁體4，使環向磁場轉為徑向磁場，與定子電磁場直接形成有效磁通氣隙；在軸向、環向、徑向混合三永磁結構時，軸向磁化永磁體10鑲嵌在軸向左右極齒磁軛之間。如圖1狀態，內定子同相電磁鐵心A、A』與轉子永磁體極齒a、d已完全耦合，定子同相電磁鐵心B、B』與轉子永磁體極齒b、c和e、f分別耦合1/3，此時，採用兩相全橋驅動電路，兩相同時通電(軸向、環向、徑向混合三永磁結構時軸向左右兩極電磁繞組同相串聯)，使定子A相A、A』兩極繞組所產生的電磁場與轉子永磁體極齒a和d產生相斥力，B相B、B』兩極所產生的電磁場與轉子極齒b、e產生相吸力、與c、f產生相斥力，從而使轉子順時針方向行走一個步距；至B、B』與b、e耦合時，B相換向，A相不變，此時定子A、A』與轉子a、d仍產生相斥力，並同時與轉子c、f產生相吸力，定子B、B』與轉子b、e產生相斥力，轉子又行走一個步矩；至A、A』與c、f耦合時，B相不變，A相換向，定子A、A』與轉子c、f產生相斥力，定子B、B』與轉子a、d產生相吸力，並同時與轉子b、e產生相斥力，轉子又行走一個步矩；至B、B』與a、d耦合時，A相不變，B相換向，定子B、B』與轉子a、d產生相斥力，定子A、A』與轉子b、e產生相吸力，並同時與轉子e、f產生相斥力，轉子再行走一個步距，此時是定子A、A』與轉子b、e耦合，A相開始新一輪的通電周期。通過對轉子位置的監測，如此有規律地執行驅動電路，轉子便能順時針運行下去。
請參閱圖3、圖4和圖5，是本發明第二實施例的環向、徑向混合雙永磁和軸向、環向、徑向混合三永磁定、轉子雙凸極兩相4/6極內轉子結構電機；定子由導磁機殼(外磁軛)7、端蓋8和A、B兩相電磁鐵心及其繞組5、6組成；轉子由非磁性軸芯1、磁軛2和環向磁化永磁體3、徑向磁化永磁體4、軸向磁化永磁體10組成；定、轉子通過軸承9的作用成相對運動狀。環向磁化永磁體3鑲嵌於磁軛2之間，同性磁極朝向同一磁軛，(軸向、環向、徑向混合三永磁結構時，軸向磁化永磁體鑲嵌在軸向左右兩極齒磁軛之間)，磁軛徑向氣隙端面安裝徑向磁化永磁體4，使環向磁場轉向徑向磁場，與定子電磁極直接形成有效磁通氣隙。如圖3狀態(軸向、環向、徑向混合三永磁結構時軸向左右兩極電磁繞組同相串聯)，定子A相電磁極A、A』與轉子永磁體a、d完全耦合，定子B相電磁極B、B』與轉子永磁體b、e、c、f分別耦合1/3，此時，採用上第一實施例相同驅動方案，電機便能逆時針方向運行。
權利要求
1.多向混合永磁高效節能電機，主要由機殼7、端蓋8、軸承9、凸極電磁鐵及其繞組5、6、極齒磁軛2、軸心1和環向磁化永磁體3、徑向磁化永磁體4、軸向磁化永磁體10等組成，其特徵在於電機勵磁作用磁場由永磁體建立，且由環向、徑向和軸向磁化的多組永磁體串聯疊加而成。
2.根據權利要求1所述的多向混合永磁高效節能電機，其特徵在於環向磁化永磁體3鑲嵌於定子或轉子極齒(磁軛)2間，徑向磁化永磁體3安裝在極齒磁軛徑向氣隙端面，與環向磁化永磁體磁場串聯，與定子或轉子電磁極5、6直接形成有效磁通氣隙。
3.根據權利要求1或2所述的多向混合永磁高效節能電機，其特徵在於軸向磁化永磁體10鑲嵌於定子或轉子軸向左右極齒磁軛之間，與徑向磁化永磁體4磁路串聯。
全文摘要
本發明的目的在於公開一種多向混合永磁高效節能電機，以提高電機永磁作用磁場，從而實現高效節能，提高單位體積出力。多向混合永磁高效節能電機，其主要特徵是利用軸向、環向和徑向磁化的永磁體磁路串聯，使其磁場強度疊加以提高電機作用磁場，從而達到高效節能的目的。
文檔編號H02K29/00GK1797903SQ200410010520
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月23日 優先權日2004年12月23日
發明者謝慶生 申請人:謝慶生