複式永磁電機的製作方法
2023-09-10 04:30:05
專利名稱：複式永磁電機的製作方法
技術領域：
本發明屬於有永久磁體的同步電動機。具體地說是一種由三個獨立電機驅動單元複合成一體的永磁電機。
背景技術：
普通的電動機通常以轉子及其主軸作旋轉運動，並從軸端輸出轉動力矩。採用矽鋼片作為電機的基本材料，防止磁場渦流損耗。盤面結構的永磁電機不採用矽鋼片而改用軟磁複合材料來替代，從盤面輸出轉動力矩，兩者各有千秋。相比之下，後者的外形尺寸還是比較龐大，如果將其兩者結合起來，可望使結構變得緊湊，提高電機的高功率輸出密度。
發明內容
本發明提供了一種結構緊湊的複合式的永磁電機。
本發明的結構原理基於使用盤式的定子和永磁轉子構成兩隻左右對稱的盤面電機獨立驅動單元，在這兩個驅動單元之間再加上第三個普通的轉子外置的電機，使三個獨立驅動單元的運動部組成一體，以達到電功率一定的情況下減小體積，降低成本的目的。定子線圈通以交流電時，在電機氣隙產生一個旋轉磁場，合力推動永磁轉子旋轉，輸出力矩。
本發明的複式永磁電機，包括轉子、永磁磁鋼、定子及其繞組，其特徵在於，它包括三個電機的獨立驅動單元，二個為軸向左右對稱的盤面電機驅動單元，一個為筒式電機的驅動單元；其中的三個電機驅動單元的轉子由二個軸向左右對稱的盤面轉子和設在中間的一個筒式轉子組成，並且相互連接成一體，呈筒殼狀；其中相應的二個軸向對稱的盤面定子和一個筒式電機定子一起被包圍在轉子筒殼之中，相互密接，並由一定子軸貫穿筒殼，與電機座架固定，轉子經軸承安裝在該軸上；永磁磁鋼分別設置在盤面轉子和筒式轉子的內表面上，與定子電樞相對應，其間設有氣隙。
所述盤面定子的定子電樞為圓環形整體結構，安裝在定子圓盤的面上。
所述盤面定子的定子電樞為圓弧塊狀扇面形分段結構。
所述的盤面轉子上的永磁磁鋼為扇面形結構，沿圓周均勻分布，設置在轉子的盤面上。
所述盤面定子的定子電樞之齒槽沿圓周均勻分布，定子槽截面採用等寬結構，定子齒截面為扇面形結構。
本發明的主要優點是1)、由於採用了筒式結構的轉子，且相互複合，與其定子相對應，整體性良好，也便於動密封。轉子運行時從筒面、兩端側邊均可輸出轉動力矩，結構簡潔合理。
2)、複式永磁電機的結構緊湊，通過三個獨立驅動單元合力輸出功率，具有高功率密度的輸出特性。
3)、適合於低速大力矩輸出的場合使用。
4)、複式永磁電機的驅動運行可以通過變頻調速器的電氣控制方便地實現。根據實際所需控制包括靜態與動態，位置和速度等指標，完全可以獲得需要的控制精度。
圖1是本發明的結構示意圖。
圖2是以徑向齒輪耦合輸出的應用實施例。
圖中1、電機座架；2、電機；3、定子軸；4、盤面轉子；5、永磁磁鋼；6、定子電樞；7、氣隙；8、繞組；9、筒式轉子；10、定子鼓盤；11、瓦楞形永磁磁鋼；12、定子固定軸鍵；13、轉子軸承；14、輸出部；15、從動輪軸。
具體實施例方式
以下結合實施例及其附圖作進一步說明參見附圖。圖1所示的結構示意圖為本發明複式永磁電機的一個實施例。電機2通過外引的定子軸3固定在電機座架1上。如圖示它的三個電機的獨立驅動單元，二個為軸向左右對稱的盤面電機驅動單元，結構基本對稱。一個為筒式電機的驅動單元。三個電機驅動單元中的二個轉子為軸向左右對稱的盤面轉子4，設在中間的一個為外置的筒式轉子9，三個轉子相互連接成一體，呈筒殼狀。與轉子對應的二個軸向對稱的盤面定子、定子電樞6和一個筒式電機定子一起被包圍在轉子筒殼之中，相互緊湊密接，並由一定子軸3貫穿筒殼，出來後與電機座架固定。永磁磁鋼5、瓦楞形永磁磁鋼11分別設置在盤面轉子4和筒式轉子9的內表面上，與定子電樞對應，其間設有氣隙7。8是繞組。筒式電機的繞組沿軸向設置，10是其定子鼓盤。定子通過定子固定軸鍵12與定子軸--電機座架1連接。13是設在轉子與定子軸間的轉子軸承。本電機利用筒殼狀轉子的外表面或二個端面輸出旋轉力矩。14表示為其輸出部。可以通過設纜繩或者輪齒進行輸出。
盤面電機驅動單元的定子、轉子均為圓盤形狀。盤面定子的定子電樞設置為圓環形整體結構，或為圓弧塊狀扇面形分段結構，安裝在定子盤的表面組合成一體。盤面定子的定子電樞之齒槽沿圓周均勻分布，定子槽截面採用等寬結構，定子齒截面(沿盤面)為扇面形結構。與之對應，盤面轉子上的永磁磁鋼5也為扇面形結構，沿圓周均勻分布，設置在轉子的盤面上。轉子盤和定子盤用鋼結構材料。鐵芯採用軟磁複合材料。
筒式轉子上的永磁磁鋼為瓦楞形(或條形)結構，沿內側筒面均勻分布(極性交替)，間隔著氣隙與筒式電機定子的定子電樞相對應。筒式電機的定子電樞及齒槽位於定子鼓盤10的側筒面上。通過其位置的設置可以使驅動單元繞組正常工作。
本複式永磁電機，通常設置一個變頻調速器來調節電機運行速度。
圖2所示，由盤面轉子和筒式轉子構成的複合體從其徑向通過齒輪耦合輸出轉動力矩，經過從動輪軸傳遞出去。顯然，根據不同的需要可以設計出不一樣的輸出或者轉接結構來，使本電機得到應用。
工作時，本電機的三個獨立驅動單元同時起動，轉子合力運行，在變頻調速器設定的頻率下控制運行。當電機的定子線圈通以一定頻率的交流電時，在電機氣隙部位就會產生一個旋轉磁場，使永磁轉子在氣隙磁場的作用下旋轉工作。再通過輸出機構，便可帶動(驅動)負載運行。
權利要求
1.本發明的複式永磁電機，包括轉子(4、9)、永磁磁鋼(5、11)、定子及其繞組(8)，其特徵在於，它包括三個電機的獨立驅動單元，二個為軸向左右對稱的盤面電機驅動單元，一個為筒式電機的驅動單元；其中的三個電機驅動單元的轉子由二個軸向左右對稱的盤面轉子(4)和設在中間的一個筒式轉子(9)組成，並且相互連接成一體，成筒殼狀；其中相應的二個軸向對稱的盤面定子和一個筒式電機定子一起被包圍在轉子筒殼之中，相互密接，並由一定子軸(3)貫穿筒殼，與電機座架(1)固定；永磁磁鋼分別設置在盤面轉子和筒式轉子的內表面上，與定子電樞(6)對應，其間設有氣隙(7)。
2.根據權利要求1所述的複式永磁電機，其特徵在於所說盤面定子的定子電樞(6)為圓環形整體結構，安裝在定子圓盤的面上。
3.根據權利要求1所述的複式永磁電機，其特徵在於所說盤面定子的定子電樞(6)為圓弧塊狀扇面形分段結構。
4.根據權利要求1所述的複式永磁電機，其特徵在於所說盤面定子的定子電樞(6)之齒槽沿圓周均勻分布，定子槽截面採用等寬結構，定子齒截面為扇面形結構。
5.根據權利要求1所述的複式永磁電機，其特徵在於所說電機盤面轉子的永磁磁鋼(5)為扇面形結構，沿圓周均勻分布，設置在轉子的盤面上。
全文摘要
本發明公開了一種轉矩可從筒殼輸出的永磁電機。它包括三個電機的獨立驅動單元，二個為軸向左右對稱的盤面電機驅動單元，一個為筒式電機的驅動單元；其中的三個電機驅動單元的轉子由二個軸向左右對稱的盤面轉子和設在中間的一個筒式轉子組成，並且相互連接成一體，成筒殼狀；其中相應的二個軸向對稱的盤面定子和一個筒式電機定子一起被包圍在轉子筒殼之中，相互密接，並由一定子軸貫穿筒殼，與電機座架固定；永磁磁鋼分別設置在盤面轉子和筒式轉子的內表面上，與定子電樞對應，其間設有氣隙。結構合理緊湊，輸出功率密度高。本電機適用於低速大力矩輸出的應用場合。
文檔編號H02K21/24GK1956300SQ20051012937
公開日2007年5月2日 申請日期2005年12月6日 優先權日2005年10月28日
發明者葉雲嶽, 範承志 申請人:浙江大學