專利名稱：軸徑向勵(lì)磁永磁無(wú)刷電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及軸徑向勵(lì)磁永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
軸徑向勵(lì)磁永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)是一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，其廣泛應(yīng)用于行走工具，行走工具所應(yīng)用的電機(jī)有其特有的性能要求:起動(dòng)力矩大、無(wú)極調(diào)速、電流小、功率密度大等。在行走行業(yè)大多要求高精度恒速驅(qū)動(dòng)，另外在低振動(dòng)、低噪音等方面要求越來(lái)越高；因此除了要求電機(jī)電流所產(chǎn)生的電磁力矩脈動(dòng)要小外，還要求減少永磁磁場(chǎng)和鐵芯結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁反應(yīng)力矩變化要小。常用永磁電機(jī)的結(jié)構(gòu)按磁通穿過(guò)氣隙時(shí)的走向分為徑向磁通圓柱式永磁電機(jī)和軸向磁通盤式永磁電機(jī),每種單獨(dú)類型電機(jī)的結(jié)構(gòu)還不夠緊湊,不能有效提高功率密度，例如，對(duì)于徑向磁通圓柱式永磁電機(jī)，當(dāng)電機(jī)長(zhǎng)徑比較小時(shí)，繞組端部長(zhǎng)度占電機(jī)軸向長(zhǎng)度的比例較大，并且槽底到軸間的很大一部分空間沒被利用；而對(duì)于軸向磁通盤式永磁電機(jī)，在鐵心內(nèi)徑和外徑都有很大一部分空間浪費(fèi)在端部繞組上。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種軸徑向勵(lì)磁永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中電機(jī)內(nèi)部空間利用不足而造成的磁場(chǎng)強(qiáng)度不高，進(jìn)而導(dǎo)致電機(jī)效率不高的問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:軸徑向勵(lì)磁永磁無(wú)刷電機(jī)，包括:第一軸向轉(zhuǎn)子、第二軸向轉(zhuǎn)子、徑向轉(zhuǎn)子和設(shè)置有固定軸的定子組件，所述第一軸向轉(zhuǎn)子和第二軸向轉(zhuǎn)子穿設(shè)在所述固定軸的兩端，所述徑向轉(zhuǎn)子設(shè)置在第一軸向轉(zhuǎn)子和第二軸向轉(zhuǎn)子之間；所述第一軸向轉(zhuǎn)子、第二軸向轉(zhuǎn)子和徑向轉(zhuǎn)子組成一封閉空腔，所述定子組件固定在處于所述封閉空腔內(nèi)的所述固定軸上，所述定子組件還包括:徑向定子支架、第一軸向定子、第二軸向定子、徑向定子、第一折疊繞組和第二折疊繞組，所述徑向定子支架垂直固定在所述固定軸上，所述第一軸向定子、第二軸向定子和徑向定子固定于所述徑向定子支架上，所述第一折疊繞組和第二折疊繞組分別纏繞在所述第一軸向定子、第二軸向定子上。進(jìn)一步地:所述第一軸向轉(zhuǎn)子包括:第一軸向永磁鐵、第一端蓋、第一導(dǎo)磁盤和第一滾動(dòng)軸承；所述第一端蓋通過(guò)第一滾動(dòng)軸承和所述固定軸的一端連接；所述第一導(dǎo)磁盤固定在所述第一端蓋內(nèi)側(cè)，所述第一軸向永磁體固定在所述第一導(dǎo)磁盤內(nèi)側(cè)；所述第二軸向轉(zhuǎn)子還包括:第二軸向永磁鐵、第二端蓋、第二導(dǎo)磁盤和第二滾動(dòng)軸承；所述第二端蓋通過(guò)第二滾動(dòng)軸承和所述固定軸的另一端連接；所述第二導(dǎo)磁盤固定在第二端蓋內(nèi)側(cè)，所述第二軸向永磁體固定在第二導(dǎo)磁盤內(nèi)側(cè)。。進(jìn)一步地:所述徑向轉(zhuǎn)子包括:徑向永磁鐵、機(jī)殼和導(dǎo)磁環(huán)；所述機(jī)殼為圓筒狀，其兩端面分別和第一軸向轉(zhuǎn)子、第二軸向轉(zhuǎn)子固定；所述導(dǎo)磁環(huán)固定在所述機(jī)殼內(nèi)側(cè)，所述徑向永磁體固定在所述導(dǎo)磁環(huán)內(nèi)側(cè)。進(jìn)一步地:所述徑向定子支架呈空心管狀且和所述固定軸垂直交叉連接；所述徑向定子固定于所述徑向定子支架的兩端面，所述第一軸向定子和第二軸向定子固定在所述徑向定子支架外圓周且相對(duì)于所述固定軸軸心線對(duì)稱分布。進(jìn)一步地:所述第一軸向轉(zhuǎn)子和第二軸向轉(zhuǎn)子相對(duì)設(shè)置。進(jìn)一步地:還包括三相電源引線，所述三相電源引線和第一折疊繞組或第二折疊繞組連接。本實(shí)用新型提供的技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于:本實(shí)用新型通過(guò)在空心圓管狀的徑向定子支架的圓周側(cè)面上分別設(shè)置第一軸向定子、第二軸向定子以及在徑向定子支架端面設(shè)置徑向轉(zhuǎn)子，并分別在第一軸向定子、第二軸向定子設(shè)置第一折疊繞組和第二折疊繞組，最大限度的利用了電機(jī)內(nèi)部的空間，提高了電機(jī)內(nèi)部的磁場(chǎng)密度，因此也提高了電機(jī)的功率。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的軸徑向勵(lì)磁永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的軸徑向勵(lì)磁永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的第一軸向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的軸徑向勵(lì)磁永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的徑向轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的軸徑向勵(lì)磁永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的定子組件結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。參考圖1并結(jié)合圖2、圖3、圖4。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的軸徑向勵(lì)磁永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為第一軸向轉(zhuǎn)子I的結(jié)構(gòu)示意圖，它和第二軸向轉(zhuǎn)子2結(jié)構(gòu)相同。參考圖1，本軸徑向勵(lì)磁永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)由第一軸向轉(zhuǎn)子1、第二軸向轉(zhuǎn)子2、徑向轉(zhuǎn)子3、定子組件4組成。定子組件4包括有固定軸46，第一軸向轉(zhuǎn)子I和第二軸向轉(zhuǎn)子2分別相對(duì)的穿過(guò)固定軸46，并且相對(duì)設(shè)置在固定軸46的兩端。徑向轉(zhuǎn)子3則套設(shè)在固定軸46上，它在整體上呈空心圓筒狀，它的兩個(gè)端面分別和第一軸向轉(zhuǎn)子I的內(nèi)側(cè)以及第二軸向轉(zhuǎn)子2的內(nèi)側(cè)固定密封連接。因此，第一軸向轉(zhuǎn)子1、第二軸向轉(zhuǎn)子2以及徑向轉(zhuǎn)子3構(gòu)成了一個(gè)套在固定軸46上的圓筒形空腔。定子組件4還包括有第一軸向定子41、徑向定子支架42、徑向定子43、第一折疊繞組44、第二折疊繞組48，第二軸向定子45、固定軸46。徑向定子支架42為空心圓管狀,它的軸心線和固定軸46垂直分布。第一軸向定子41、第二軸向定子45固定在徑向定子支架42側(cè)壁圓周上,第一折疊繞組44和第二折疊繞組48則分別纏繞在第一軸向定子41、第二軸向定子45上面。而在徑向定子支架42的兩端，則固定有徑向定子43。上述結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于，利用徑向定子支架42的有限長(zhǎng)度，盡可能的多纏繞折疊繞組，提高電機(jī)內(nèi)部空間的利用率，提升電機(jī)的的功率。參考圖1并結(jié)合圖2,圖3。第一軸向轉(zhuǎn)子I包括:第一端蓋11、第一導(dǎo)磁盤12、第一軸向永磁體13、第一滾動(dòng)軸承14。第一導(dǎo)磁盤12固定在第一端蓋11的內(nèi)側(cè)，第一軸向永磁體13固定在第一導(dǎo)磁盤12的內(nèi)側(cè),第一端蓋11通過(guò)第一軸承14連接在固定軸46的一端。由于第二軸向轉(zhuǎn)子2的結(jié)構(gòu)和第一軸向轉(zhuǎn)子完全相同，即包括:第二端蓋21、第二導(dǎo)磁盤22、第二軸向永磁體23、第二軸承24 ;第二導(dǎo)磁盤22的固定在第二端蓋21的內(nèi)側(cè)，第二軸向永磁體23固定在第二導(dǎo)磁盤22的內(nèi)側(cè)。第二端蓋21通過(guò)第一軸承24連接在固定軸46的另一端。由于第一軸向轉(zhuǎn)子I和第二軸向轉(zhuǎn)子2分別相對(duì)設(shè)置在固定軸46的兩端，因此第一軸向永磁體13和第二軸向永磁體23相對(duì)設(shè)置。參考圖1并結(jié)合圖3，圖3為徑向轉(zhuǎn)子3的結(jié)構(gòu)示意圖。徑向轉(zhuǎn)子3包括:機(jī)殼31、導(dǎo)磁環(huán)32、徑向永磁體33。機(jī)殼31呈圓筒狀,導(dǎo)磁環(huán)32固定在機(jī)殼31的內(nèi)側(cè),徑向永磁體33固定在導(dǎo)磁環(huán)32的內(nèi)側(cè)。徑向轉(zhuǎn)子3的兩端面分別和第一軸向轉(zhuǎn)子I的第一端蓋11和第二軸向轉(zhuǎn)子2的第二端蓋21用螺栓(圖中未示出)可拆卸密封連接。因此第一軸向轉(zhuǎn)子1、第二軸向轉(zhuǎn)子2和徑向轉(zhuǎn)子3構(gòu)成了一個(gè)密封的圓筒形的空腔，該空腔的內(nèi)側(cè)圓周設(shè)置了徑向永磁體33，兩底端則設(shè)置了第一軸向永磁體13和第二軸向永磁體23。相當(dāng)于整個(gè)空腔的內(nèi)側(cè) 都布滿了磁場(chǎng)，這為電機(jī)產(chǎn)生電流提供了必要的磁場(chǎng)環(huán)境。參考圖4，為了更加有效的利用電機(jī)內(nèi)部的有限空間，第一軸向定子41和第二軸向定子45相對(duì)于固定軸46軸心線對(duì)稱分布。由于第一折疊繞組44和第二折疊繞組48纏繞在第一軸向定子41和第二軸向定子45外側(cè)，因此，第一折疊繞組44和第二折疊繞組48也相對(duì)于固定軸46的軸心線對(duì)稱分布，該結(jié)構(gòu)使線圈繞組分布更加均勻，能最大限度的利用電機(jī)內(nèi)部的磁通。參考圖4，此外，為了將電機(jī)產(chǎn)生的電流有效輸送出去，還包括三相電源引線47，它和第一折疊繞組44或第二折疊繞組48連接，并通過(guò)固定軸46和外部的電能存儲(chǔ)設(shè)備連接。為了達(dá)到電機(jī)平穩(wěn)可靠運(yùn)行，磁極對(duì)數(shù)和定子槽數(shù)的選配非常重要。q(每極每相槽數(shù))等于整數(shù)的，叫整數(shù)槽繞組；等于分?jǐn)?shù)的，叫分?jǐn)?shù)槽繞組。在永磁同步電機(jī)中如果采用整數(shù)槽繞組，往往會(huì)產(chǎn)生定子的齒和轉(zhuǎn)子的磁極相吸而產(chǎn)生類似與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的“齒極對(duì)齊”的現(xiàn)象，也就是齒槽效應(yīng)引起的脈動(dòng)，對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生不良影響，因此這里采用分?jǐn)?shù)槽繞組。分?jǐn)?shù)槽繞組的優(yōu)點(diǎn)之一就是能把定子上的齒和轉(zhuǎn)子上的磁極互相錯(cuò)開，從而改善了電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能。根據(jù)公式q=Z/2pm，當(dāng)q為整數(shù)時(shí)，稱整數(shù)槽繞組；q為分?jǐn)?shù)時(shí)，稱分?jǐn)?shù)槽繞組。其中:q—每極每相槽數(shù)；Z—槽數(shù)；2P—極對(duì)數(shù);111一相數(shù)。在本實(shí)施例中，電機(jī)采用分?jǐn)?shù)槽繞組。分?jǐn)?shù)槽繞組的槽和磁極配合很多，主要看整體電機(jī)技術(shù)指標(biāo)，特別是轉(zhuǎn)速，高轉(zhuǎn)速磁極選配少一些；低速磁極選配多一些。如:m=3、Z=36、P=20, q=Z/2pm=3/10，適用于低速電機(jī);m=3、Z=12、P=7, q=Z/2pm=2/7,適用于中低速電機(jī)。本設(shè)計(jì)為磁極8對(duì),既16個(gè)極,則:q=Z/2pm=18/16*3=3/8這是一個(gè)不可再約的分?jǐn)?shù),所以它是一臺(tái)分?jǐn)?shù)槽繞組電動(dòng)機(jī)。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.軸徑向勵(lì)磁永磁無(wú)刷電機(jī)，其特征在于:包括:第一軸向轉(zhuǎn)子、第二軸向轉(zhuǎn)子、徑向轉(zhuǎn)子和設(shè)置有固定軸的定子組件，所述第一軸向轉(zhuǎn)子和第二軸向轉(zhuǎn)子相對(duì)設(shè)于所述固定軸的兩端，所述徑向轉(zhuǎn)子設(shè)置在第一軸向轉(zhuǎn)子和第二軸向轉(zhuǎn)子之間，使所述第一軸向轉(zhuǎn)子、第二軸向轉(zhuǎn)子和徑向轉(zhuǎn)子組成一封閉空腔，所述定子組件處于該封閉空腔內(nèi)，所述定子組件還包括:徑向定子支架、第一軸向定子、第二軸向定子、徑向定子、第一折疊繞組和第二折疊繞組，所述徑向定子支架垂直固定在所述固定軸上，所述第一軸向定子、第二軸向定子和徑向定子固定于所述徑向定子支架上，所述第一折疊繞組和第二折疊繞組分別纏繞在所述第一軸向定子、第二軸向定子上。
2.如權(quán)利要求1所述的軸徑向勵(lì)磁永磁無(wú)刷電機(jī)，其特征在于:所述第一軸向轉(zhuǎn)子包括:第一軸向永磁鐵、第一端蓋、第一導(dǎo)磁盤和第一滾動(dòng)軸承；所述第一端蓋通過(guò)第一滾動(dòng)軸承和所述固定軸的一端連接；所述第一導(dǎo)磁盤固定在所述第一端蓋內(nèi)側(cè)，所述第一軸向永磁體固定在所述第一導(dǎo)磁盤內(nèi)側(cè)；所述第二軸向轉(zhuǎn)子包括:第二軸向永磁鐵、第二端蓋、第二導(dǎo)磁盤和第二滾動(dòng)軸承，所述第二端蓋通過(guò)第二滾動(dòng)軸承和所述固定軸的另一端連接；所述第二導(dǎo)磁盤固定在第二端蓋內(nèi)側(cè)，所述第二軸向永磁體固定在第二導(dǎo)磁盤內(nèi)側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的軸徑向勵(lì)磁永磁無(wú)刷電機(jī)，其特征在于:所述徑向轉(zhuǎn)子包括:徑向永磁鐵、機(jī)殼和導(dǎo)磁環(huán)；所述機(jī)殼為圓筒狀，其兩端面分別與第一軸向轉(zhuǎn)子、第二軸向轉(zhuǎn)子固定；所述導(dǎo)磁環(huán)固定在所述機(jī)殼內(nèi)側(cè)，所述徑向永磁體固定在所述導(dǎo)磁環(huán)內(nèi)側(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的軸徑向勵(lì)磁永磁無(wú)刷電機(jī)，其特征在于:所述徑向定子支架呈空心管狀且和所述固定軸垂直交叉連接；所述徑向定子固定于所述徑向定子支架的兩端面，所述第一軸向定子和第二軸向定子固定在所述徑向定子支架外圓周且相對(duì)于所述固定軸軸心線對(duì)稱分布。
5.如權(quán)利要求1所述的軸徑向勵(lì)磁永磁無(wú)刷電機(jī)，其特征在于:還包括三相電源引線，所述三相電源 引線和第一折疊繞組或第二折疊繞組連接。
專利摘要本實(shí)用新型適用于電機(jī)領(lǐng)域，提供了一種軸徑向勵(lì)磁永磁無(wú)刷電機(jī)，包括第一軸向轉(zhuǎn)子、第二軸向轉(zhuǎn)子、徑向轉(zhuǎn)子和定子組件。定子組件包括固定軸、固定在固定軸的徑向定子支架、第一軸向定子、第二軸向定子、徑向定子、第一折疊繞組和第二折疊繞組，第一軸向定子、第二軸向定子和徑向定子固定于徑向定子支架。第一軸向轉(zhuǎn)子和第二軸向轉(zhuǎn)子穿設(shè)于所述固定軸兩端且相對(duì)設(shè)置，各轉(zhuǎn)子內(nèi)均設(shè)置有永磁體。由第一軸向轉(zhuǎn)子、第二軸向轉(zhuǎn)子和徑向轉(zhuǎn)子組成一封閉空腔，所述定子組件固定在處于所述封閉空腔內(nèi)的所述固定軸上。本實(shí)用新型能最大限度的利用電機(jī)內(nèi)部的空間，提高電機(jī)的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布，從而提高電機(jī)的效率。
文檔編號(hào)H02K16/00GK203135664SQ20122074624
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者曹玉和, 劉晉權(quán) 申請(qǐng)人:深圳市雙環(huán)全新機(jī)電股份有限公司