雙轉子單極永磁直流無刷電機的製作方法
2023-12-10 05:19:51
專利名稱：雙轉子單極永磁直流無刷電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種永磁電機，具體說是涉及一種雙轉子單極永磁無刷直流電機。
背景技術：
現有技術的直流電機電樞中載流導體從N極磁場轉動到S極磁場時，載流導體電流方向需換向才能使導體繼續受力旋轉，此時必須藉助換向裝置，有刷電機需要換向電刷。 無刷直流電機需要一套電子輔助換向系統位置傳感器才能繼續受力旋轉，且無刷電機磁場和線圈在同一時間工作的有效面積有限，導致磁體電機繞組線圈利用率不高，僅處在相對磁極下的載流導體才能受到磁場力的作用，在運轉過程中載流導體需頻繁換向，因此無論對控制器技術要求和成本控制上都是很大的問題，造成了穩定性不可靠和成本增大。
發明內容本實用新型的目的正是針對上述現有技術中所存在的不足之處而提供一種雙轉子單極永磁直流無刷電機。本實用新型相比現有技術電機工作氣隙磁場和線圈繞組利用率與很大程度上的提高，電機中所有繞組在同一時間內都處於最佳有效工作狀態，使轉子獲得更大的單向合成轉矩，並可降低對控制器技術要求從而降低控制器成本，使整個系統簡
單，穩定性可靠。本實用新型的目的可通過下述技術措施來實現本實用新型的雙轉子單極永磁無刷直流電機包括定子和轉子，其中a、所述定子是由圓盤式結構的連接板、以與連接板共軸線的安裝方式對稱固接在連接板兩側的左、右定子鐵芯環組成，所述連接板通過中心軸孔與定子軸相固接；在左、右定子鐵芯環的內、外繞組槽中以相鄰槽的內、外繞組首尾串聯的方式纏繞線圈繞組；b.所述轉子包括通過中心軸孔以動配合方式與定子軸相結合的左右端蓋，以固接方式與左右端蓋相固接的內外轉子；所述內外轉子包括內、外轉子殼體，以及以固接的方式與外轉子殼體內壁相結合的外永磁體磁環，以固接的方式與內轉子殼體外圓面相結合的內永磁體磁環；所述內、外永磁體磁環極性相反；所述內轉子是由對稱設置在圓盤式結構的連接板兩側、並與連接板呈間隙配合的左、右內轉子組成。本實用新型中所述圓盤式結構的連接板和對稱設置在連接板兩側的左、右鐵芯環通過連接螺栓固接在一起。本實用新型的有益效果如下本實用新型電機無需藉助換向設備電樞中載流導體就可以持續受力旋轉，因此本實用新型電機製造簡單、維護方便簡，不僅從電機本身上減少了很多故障點使電機性能提高而且控制器技術要求上都將較之原來普通電機有所減少；且整個系統簡單、穩定可靠。
[0011]圖1是本實用新型電機整體結構示意圖。圖2是本實用新型電機定子鐵芯結構示意圖。圖3是圓盤式結構的連接板的結構示意圖。圖4是本實用新型電機的電流磁場方向示意圖。圖5是本實用新型的磁路設計方案示意圖。圖中1-定子軸，2-軸承，3-左端蓋，4-連接螺栓，5-左側外永磁體磁環，6_左定子鐵芯環，7-左側內永磁體磁環，8-圓盤式結構的連接板，9-右側外永磁體磁環，10-外繞組，11-右定子鐵芯環，12-外轉子殼體，13-內繞組，14-右側內永磁體磁環，15-右端蓋。
具體實施方式
本實用新型以下將結合實施例(附圖)作進一步描述如圖1、2、3所示，本實用新型的雙轉子單極永磁無刷直流電機包括定子和轉子， 其中所述定子是由圓盤式結構的連接板8、以與連接板8共軸線的安裝方式對稱固接在連接板兩側的左、右定子鐵芯環6、11組成，所述連接板8通過中心軸孔與定子軸1相固接；在左、右定子鐵芯環的內、外繞組槽中以相鄰槽的內繞組13、外繞組10首尾串聯的方式纏繞線圈繞組；所述轉子包括通過中心軸孔、軸承2以動配合方式與定子軸1相結合的左、右端蓋3、15，以固接方式與左、右端蓋相固接的內、外轉子；所述內、外轉子包括內轉子殼體、 外轉子殼體12，以及以固接的方式與外轉子殼體內壁相結合的外永磁體磁環，以固接的方式與內轉子殼體外圓面相結合的內永磁體磁環；所述內、外永磁體磁環極性相反；所述內轉子是由對稱設置在圓盤式結構的連接板兩側、並與連接板呈間隙配合的左、右內轉子組成；所述外永磁體磁環由左側外永磁體磁環5、右側外永磁體磁環9組成；所述內永磁體磁環由左側內永磁體磁環7、右側內永磁體磁環14組成。本實用新型中所述圓盤式結構的連接板8和對稱設置在連接板兩側的左、右定子鐵芯環6、11通過連接螺栓4固接在一起。更具體說本實用新型的電機定子採用18槽，分內9槽外9槽，相鄰槽內繞組和外繞組首尾串聯起來，構成內外繞組，整個繞組結構簡單。電機轉子採用永磁體磁環，分為內永磁體磁環和外永磁體磁環分別粘貼在內外轉子殼體上，對於體積較的小電機轉子永磁體磁環採用整體磁環，若做大功率電機體積大，永磁體磁環就可以採用分割式最後粘貼在一起構成永磁體圓環以使加工方便，因本電機結構是外轉子，所以本實用新型電機可作為汽車輪轂電機等適用於外轉子驅動結構的動力驅動系統中使用。解決了在有限的輪轂空間內電機出力小的問題，同時提高了整套驅動系統的穩定性。 在圖4中外永磁體磁環磁力線方向是向心的，外繞組10載流導體電流方向為正在圖中用符號「 」表示，根據左手定則所有載流導體受力方向應為逆時針方向。內永磁體磁環充磁方向與外永磁體磁環磁力線方向是相反，內層繞組載流導體電流方向為負，在圖中圖中用符號「Θ」表示，同理可得所有載流導體受力方向應為逆時針方向。根據磁感應定律，載流導體所受磁力為=F=BILsin θ，在圖4中可以看出本實用新型電機工作時內外層電樞中所有載流導體在同一時刻全部工作並始終垂直切割磁力線即夾角θ =90°，而其他普通電機在電機工作時電樞所有繞組同一時刻只有部分載流導體工作及僅有部分載流導體垂直切割磁力線，加之本實用新型電機同時有兩個工作氣隙使電機在一個空間內有兩個電機工作，從而大大增加了電機轉矩和功率。目前普通直流電機電樞中載流導體從N極磁場轉動到S極磁場時，載流導體電流方向需換向才能使導體持續受力旋轉，此時必須藉助換向裝置，有刷電機需要換向電刷，無刷直流電機需要一套電子輔助換向系統位置傳感器才能持續受力旋轉。而本實用新型電機無需藉助換向設備電樞中載流導體就可以持續受力旋轉，因此本實用新型電機製造簡單、 維護方便簡，不僅從電機本身上減少了很多故障點使電機性能提高而且控制器技術要求上都將較之原來普通電機有所減少。整個系統簡單、穩定可靠。如圖5所示，本實用新型的定子鐵芯內繞組和外繞組在鐵芯的的內、外繞組槽中以相鄰槽的內、外繞組首尾串聯的方式纏繞，外永磁體磁環產生的磁場分別經過徑向氣隙、 外層繞組、軸向氣隙、轉子左端蓋和外轉子殼體回到磁環自身的相對磁極形成閉合磁迴路; 內永磁體磁環產生的磁場分別經過徑向氣隙、內繞組、軸向氣隙、轉子左端蓋、內轉子殼體回到磁環自身的相對磁極形成閉合磁迴路；當導體通電時內外層繞組分別同時工作於內外兩個工作氣隙磁場中形成一個合成轉矩。
權利要求1.一種雙轉子單極永磁無刷直流電機，它包括定子和轉子，其特徵在於a、所述定子是由圓盤式結構的連接板、以與連接板共軸線的安裝方式對稱固接在連接板兩側的左、右定子鐵芯環組成，所述連接板通過中心軸孔與定子軸相固接；在左、右定子鐵芯環的內、外繞組槽中以相鄰槽的內、外繞組首尾串聯的方式纏繞線圈繞組；b.所述轉子包括通過中心軸孔以動配合方式與定子軸相結合的左右端蓋，以固接方式與左右端蓋相固接的內外轉子；所述內外轉子包括內、外轉子殼體，以及以固接的方式與外轉子殼體內壁相結合的外永磁體磁環，以固接的方式與內轉子殼體外圓面相結合的內永磁體磁環；所述內、外永磁體磁環極性相反；所述內轉子是由對稱設置在圓盤式結構的連接板兩側、並與連接板呈間隙配合的左、右內轉子組成。
2.根據權利要求1所述的雙轉子單極永磁無刷直流電機，其特徵在於所述圓盤式結構的連接板和對稱設置在連接板兩側的左、右鐵芯環通過連接螺栓固接在一起。
專利摘要一種雙轉子單極永磁無刷直流電機，它包括定子和轉子，所述定子是由圓盤式結構的連接板、以與連接板共軸線的安裝方式對稱固接在連接板兩側的左、右定子鐵芯環組成，所述連接板通過中心軸孔與定子軸相固接；在左、右定子鐵芯環的內、外繞組槽中以相鄰槽的內、外繞組首尾串聯的方式纏繞線圈繞組；所述轉子包括通過中心軸孔以動配合方式與定子軸相結合的左右端蓋，以固接方式與左右端蓋相固接的內外轉子；所述內外轉子包括內、外轉子殼體，以及以固接的方式與外轉子殼體內壁相結合的外永磁體磁環，以固接的方式與內轉子殼體外圓面相結合的內永磁體磁環；所述內、外永磁體磁環極性相反；所述內轉子是由對稱設置在圓盤式結構的連接板兩側、並與連接板呈間隙配合的左、右內轉子組成。
文檔編號H02K16/02GK202334210SQ201120469390
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月23日 優先權日2011年11月23日
發明者劉凱, 劉雙霞, 康燕琴, 董辰 申請人:鄭州新大方電力能源有限公司