專利名稱：雙轉(zhuǎn)子單極永磁直流無刷電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁電機，具體說是涉及一種雙轉(zhuǎn)子單極永磁無刷直流電機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的直流電機電樞中載流導(dǎo)體從N極磁場轉(zhuǎn)動到S極磁場時，載流導(dǎo)體電流方向需換向才能使導(dǎo)體繼續(xù)受力旋轉(zhuǎn)，此時必須借助換向裝置，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(tǒng)位置傳感器才能繼續(xù)受力旋轉(zhuǎn)，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(dǎo)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(dǎo)體才能受到磁場力的作用，在運轉(zhuǎn)過程中載流導(dǎo)體需頻繁換向，因此無論對控制器技術(shù)要求和成本控制上都是很大的問題，造成了穩(wěn)定性不可靠和成本增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種雙轉(zhuǎn)子單極永磁直流無刷電機。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)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(nèi)都處于最佳有效工作狀態(tài)，使轉(zhuǎn)子獲得更大的單向合成轉(zhuǎn)矩，并可降低對控制器技術(shù)要求從而降低控制器成本，使整個系統(tǒng)簡單，穩(wěn)定性可靠。本發(fā)明的目的可通過下述技術(shù)措施來實現(xiàn)
本發(fā)明的雙轉(zhuǎn)子單極永磁無刷直流電機包括定子和轉(zhuǎn)子，其中
a、所述定子是由圓盤式結(jié)構(gòu)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(cè)的左、右定子鐵芯環(huán)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(huán)的內(nèi)、外繞組槽中以相鄰槽的內(nèi)、外繞組首尾串聯(lián)的方式纏繞線圈繞組；
b.所述轉(zhuǎn)子包括通過中心軸孔以動配合方式與定子軸相結(jié)合的左右端蓋，以固接方式與左右端蓋相固接的內(nèi)外轉(zhuǎn)子；所述內(nèi)外轉(zhuǎn)子包括內(nèi)、外轉(zhuǎn)子殼體，以及以固接的方式與外轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)壁相結(jié)合的外永磁體磁環(huán)，以固接的方式與內(nèi)轉(zhuǎn)子殼體外圓面相結(jié)合的內(nèi)永磁體磁環(huán)；所述內(nèi)、外永磁體磁環(huán)極性相反；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子是由對稱設(shè)置在圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板兩側(cè)、并與連接板呈間隙配合的左、右內(nèi)轉(zhuǎn)子組成。本發(fā)明中所述圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板和對稱設(shè)置在連接板兩側(cè)的左、右鐵芯環(huán)通過連接螺栓固接在一起。本發(fā)明的有益效果如下
本發(fā)明電機無需借助換向設(shè)備電樞中載流導(dǎo)體就可以持續(xù)受力旋轉(zhuǎn)，因此本發(fā)明電機制造簡單、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(shù)要求上都將較之原來普通電機有所減少；且整個系統(tǒng)簡單、穩(wěn)定可靠。


圖1是本發(fā)明電機整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明電機定子鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明電機的電流磁場方向示意圖。圖5是本發(fā)明的磁路設(shè)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(cè)外永磁體磁環(huán)，6_左定子鐵芯環(huán)，7-左側(cè)內(nèi)永磁體磁環(huán)，8-圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板，9-右側(cè)外永磁體磁環(huán)，10-外繞組，11-右定子鐵芯環(huán)，12-外轉(zhuǎn)子殼體，13-內(nèi)繞組，14-右側(cè)內(nèi)永磁體磁環(huán)，15-右端蓋。
具體實施例方式本發(fā)明以下將結(jié)合實施例(附圖)作進一步描述
如圖1、2、3所示，本發(fā)明的雙轉(zhuǎn)子單極永磁無刷直流電機包括定子和轉(zhuǎn)子，其中所述定子是由圓盤式結(jié)構(gòu)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(cè)的左、右定子鐵芯環(huán)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(huán)的內(nèi)、外繞組槽中以相鄰槽的內(nèi)繞組13、外繞組10首尾串聯(lián)的方式纏繞線圈繞組；所述轉(zhuǎn)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(jié)合的左、右端蓋3、 15，以固接方式與左、右端蓋相固接的內(nèi)、外轉(zhuǎn)子；所述內(nèi)、外轉(zhuǎn)子包括內(nèi)轉(zhuǎn)子殼體、外轉(zhuǎn)子殼體12，以及以固接的方式與外轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)壁相結(jié)合的外永磁體磁環(huán)，以固接的方式與內(nèi)轉(zhuǎn)子殼體外圓面相結(jié)合的內(nèi)永磁體磁環(huán)；所述內(nèi)、外永磁體磁環(huán)極性相反；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子是由對稱設(shè)置在圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板兩側(cè)、并與連接板呈間隙配合的左、右內(nèi)轉(zhuǎn)子組成；所述外永磁體磁環(huán)由左側(cè)外永磁體磁環(huán)5、右側(cè)外永磁體磁環(huán)9組成；所述內(nèi)永磁體磁環(huán)由左側(cè)內(nèi)永磁體磁環(huán)7、右側(cè)內(nèi)永磁體磁環(huán)14組成。本發(fā)明中所述圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板8和對稱設(shè)置在連接板兩側(cè)的左、右定子鐵芯環(huán)6、11通過連接螺栓4固接在一起。更具體說本發(fā)明的電機定子采用18槽，分內(nèi)9槽外9槽，相鄰槽內(nèi)繞組和外繞組首尾串聯(lián)起來，構(gòu)成內(nèi)外繞組，整個繞組結(jié)構(gòu)簡單。電機轉(zhuǎn)子采用永磁體磁環(huán)，分為內(nèi)永磁體磁環(huán)和外永磁體磁環(huán)分別粘貼在內(nèi)外轉(zhuǎn)子殼體上，對于體積較的小電機轉(zhuǎn)子永磁體磁環(huán)采用整體磁環(huán)，若做大功率電機體積大，永磁體磁環(huán)就可以采用分割式最后粘貼在一起構(gòu)成永磁體圓環(huán)以使加工方便，因本電機結(jié)構(gòu)是外轉(zhuǎn)子，所以本發(fā)明電機可作為汽車輪轂電機等適用于外轉(zhuǎn)子驅(qū)動結(jié)構(gòu)的動力驅(qū)動系統(tǒng)中使用。解決了在有限的輪轂空間內(nèi)電機出力小的問題，同時提高了整套驅(qū)動系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在圖4中外永磁體磁環(huán)磁力線方向是向心的，外繞組10載流導(dǎo)體電流方向為正在圖中用符號“ ”表示，根據(jù)左手定則所有載流導(dǎo)體受力方向應(yīng)為逆時針方向。內(nèi)永磁體磁環(huán)充磁方向與外永磁體磁環(huán)磁力線方向是相反，內(nèi)層繞組載流導(dǎo)體電流方向為負(fù)，在圖中圖中用符號“Θ”表示，同理可得所有載流導(dǎo)體受力方向應(yīng)為逆時針方向。根據(jù)磁感應(yīng)定律，載流導(dǎo)體所受磁力為-.F=BILsin 〃，在圖4中可以看出本發(fā)明電機工作時內(nèi)外層電樞中所有載流導(dǎo)體在同一時刻全部工作并始終垂直切割磁力線即夾角 ^=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(dǎo)體工作及僅有部分載流導(dǎo)體垂直切割磁力線，加之本發(fā)明電機同時有兩個工作氣隙使電機在一個空間內(nèi)有兩個電機工作，從而大大增加了電機轉(zhuǎn)矩和功率。目前普通直流電機電樞中載流導(dǎo)體從N極磁場轉(zhuǎn)動到S極磁場時，載流導(dǎo)體電流方向需換向才能使導(dǎo)體持續(xù)受力旋轉(zhuǎn)，此時必須借助換向裝置，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(tǒng)位置傳感器才能持續(xù)受力旋轉(zhuǎn)。而本發(fā)明電機無需借助換向設(shè)備電樞中載流導(dǎo)體就可以持續(xù)受力旋轉(zhuǎn)，因此本發(fā)明電機制造簡單、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(shù)要求上都將較之原來普通電機有所減少。整個系統(tǒng)簡單、穩(wěn)定可靠。如圖5所示，本發(fā)明的定子鐵芯內(nèi)繞組和外繞組在鐵芯的的內(nèi)、外繞組槽中以相鄰槽的內(nèi)、外繞組首尾串聯(lián)的方式纏繞，外永磁體磁環(huán)產(chǎn)生的磁場分別經(jīng)過徑向氣隙、外層繞組、軸向氣隙、轉(zhuǎn)子左端蓋和外轉(zhuǎn)子殼體回到磁環(huán)自身的相對磁極形成閉合磁回路；內(nèi)永磁體磁環(huán)產(chǎn)生的磁場分別經(jīng)過徑向氣隙、內(nèi)繞組、軸向氣隙、轉(zhuǎn)子左端蓋、內(nèi)轉(zhuǎn)子殼體回到磁環(huán)自身的相對磁極形成閉合磁回路；當(dāng)導(dǎo)體通電時內(nèi)外層繞組分別同時工作于內(nèi)外兩個工作氣隙磁場中形成一個合成轉(zhuǎn)矩。
權(quán)利要求
1.一種雙轉(zhuǎn)子單極永磁無刷直流電機，它包括定子和轉(zhuǎn)子，其特征在于a、所述定子是由圓盤式結(jié)構(gòu)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(cè)的左、右定子鐵芯環(huán)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(huán)的內(nèi)、外繞組槽中以相鄰槽的內(nèi)、外繞組首尾串聯(lián)的方式纏繞線圈繞組；b.所述轉(zhuǎn)子包括通過中心軸孔以動配合方式與定子軸相結(jié)合的左右端蓋，以固接方式與左右端蓋相固接的內(nèi)外轉(zhuǎn)子；所述內(nèi)外轉(zhuǎn)子包括內(nèi)、外轉(zhuǎn)子殼體，以及以固接的方式與外轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)壁相結(jié)合的外永磁體磁環(huán)，以固接的方式與內(nèi)轉(zhuǎn)子殼體外圓面相結(jié)合的內(nèi)永磁體磁環(huán)；所述內(nèi)、外永磁體磁環(huán)極性相反；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子是由對稱設(shè)置在圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板兩側(cè)、并與連接板呈間隙配合的左、右內(nèi)轉(zhuǎn)子組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙轉(zhuǎn)子單極永磁無刷直流電機，其特征在于所述圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板和對稱設(shè)置在連接板兩側(cè)的左、右鐵芯環(huán)通過連接螺栓固接在一起。
全文摘要
一種雙轉(zhuǎn)子單極永磁無刷直流電機，它包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子是由圓盤式結(jié)構(gòu)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(cè)的左、右定子鐵芯環(huán)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(huán)的內(nèi)、外繞組槽中以相鄰槽的內(nèi)、外繞組首尾串聯(lián)的方式纏繞線圈繞組；所述轉(zhuǎn)子包括通過中心軸孔以動配合方式與定子軸相結(jié)合的左右端蓋，以固接方式與左右端蓋相固接的內(nèi)外轉(zhuǎn)子；所述內(nèi)外轉(zhuǎn)子包括內(nèi)、外轉(zhuǎn)子殼體，以及以固接的方式與外轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)壁相結(jié)合的外永磁體磁環(huán)，以固接的方式與內(nèi)轉(zhuǎn)子殼體外圓面相結(jié)合的內(nèi)永磁體磁環(huán)；所述內(nèi)、外永磁體磁環(huán)極性相反；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子是由對稱設(shè)置在圓盤式結(jié)構(gòu)的連接板兩側(cè)、并與連接板呈間隙配合的左、右內(nèi)轉(zhuǎn)子組成。
文檔編號H02K16/02GK102364842SQ201110375459
公開日2012年2月29日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)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