徑向疊加磁路永磁直流電動機的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及永磁直流電動機領域，具體涉及一種徑向疊加磁路永磁直流電動機。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的永磁直流電動機大致分為兩大類，一類是永磁定子、電磁轉子，主要用傳統(tǒng)的轉向器、電刷進行控制運轉，俗稱永磁有刷直流電動機;另一類是電磁定子、永磁轉子，主要用位置傳感器、控制驅動電路進行控制運轉，俗稱永磁無刷直流電動機。永磁直流電動機廣泛應用于各種便攜式電子設備或器具中，如錄音機、V⑶機、汽車、摩托車、船舶、航空、精密機床、銀行點鈔機等行業(yè)。以上兩類永磁直流電動機有一共同點:定子和轉子兩部分只能其中一部分利用永久磁鐵所提供的永磁能。經長期技術進步，現(xiàn)有的永磁直流電動機在綜合性能及效率上仍保持在一個值，一直得不到提高。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于突破現(xiàn)有技術的約束，提供一種具有超高效率、低功耗和優(yōu)越的綜合性能的徑向疊加磁路永磁直流電動機。
[0004]本實用新型通過下述技術方案實現(xiàn):
[0005]徑向疊加磁路永磁直流電動機，包括定子和安裝于定子內的轉子，所述轉子包括用于驅動轉軸轉動的轉子永磁瓦;所述定子包括定子鐵芯疊片、繞制在定子鐵芯疊片上的繞組，繞組通電后，在定子鐵芯疊片上形成凸極電磁場;定子還包括定子磁鐵和對定子磁鐵的永久磁力線進行傳導的導磁機構，定子磁鐵的永久磁力線至少經導磁機構、定子鐵芯疊片的凸極形成半開放磁回路，使得繞組通電后，此半開放磁場回路與定子鐵芯的凸極電磁場產生疊加強化，作用于轉子永磁瓦驅動轉軸轉動，推動轉子連續(xù)輸出高于單純電磁場推動轉子的扭矩動能。采用本結構的永磁直流電動機，其定子和轉子部分均可利用永久磁鐵所提供的永磁能，且電磁場的疊加使得永磁直流電動機的效率得到大大提高、能耗大大降低，綜合性能大大提尚。
[0006]作為優(yōu)選，定子和轉子均有N個且串接在轉軸上，其中N為大于等于2的自然數(shù)，以提高永磁直流電動機運行的平穩(wěn)性;相鄰兩個轉子上的凸極分布位置相互錯開工作角度，以避免凸極式電機啟動死點的問題。
[0007]相鄰兩個轉子上的凸極之間如果不相互錯開工作角度，會出現(xiàn)力矩不能互補、工作時換向器產生火花等問題，在研究過程中發(fā)現(xiàn)，要避免上述問題的出現(xiàn)，相鄰兩個轉子之間錯開的工作角度的大小與轉子個數(shù)有關，即相鄰兩個轉子上的凸極分布位置相互錯開I/N極間距。
[0008]定子、轉子均有多個且多個定子、多個轉子為模塊化多單元組合結構。將多個定子和多個轉子模塊化設置，其便于安裝，在大批量生產過程中，其優(yōu)勢尤為突出。
[0009]作為優(yōu)選，所述導磁機構為機殼。機殼即對定子進行固定，也起到導磁作用，可簡化永磁直流電動機的結構。
[0010]定子磁鐵和定子鐵芯疊片位于導磁機殼內，其穩(wěn)定性不強，鐵芯固定卡弧設置在導磁機殼的內徑面上，對其進行初步固定，鐵芯固定卡弧內設置卡弧固定楔塊，螺釘對卡弧固定楔塊進行固定時，卡弧固定楔塊所產生的內漲力可有效的將導磁機殼、定子磁鐵、鐵芯固定卡弧、卡弧固定楔塊和定子鐵芯疊片固定為一個整體，有效的增強其結構的穩(wěn)定性，可靠性能增強。
[0011 ]利用電流方向控制系統(tǒng)對繞組的電流方向進行控制，以達到對軸轉向控制，所述電流方向控制系統(tǒng)包括外置式多路換向器。
[0012]進一步的，所述多路換向器包括輸入環(huán)A和與輸入環(huán)A同軸的輸入環(huán)B，所述輸入環(huán)A、輸入環(huán)B上分別設置有換向片A、換向片B，所述換向片A、換向片B相向交錯設置，所述換向片A和換向片B之間設置有過渡片，所述換向片A、換向片B上連接有輸入碳刷和用于與繞組相連的輸出碳刷。本方案的多路換向器有別于現(xiàn)有的換向器結構，其為外置式，使控制運行更加可靠，維護方便，成本低廉。現(xiàn)有的換向器為內置結構，其與定子、轉子為一體，換向器為易損件，當換向器損壞時，相當于整個直流電動機損壞;采用本方案的換向器結構，其為外置式，當換向器損壞時，可替換新的換向器，便于電機的修護，在一定程度上起到節(jié)約成本的作用。
[0013]換向器對繞組電路方向進行控制，其套接在轉軸的尾端，在輸入環(huán)A和輸入環(huán)B內設置有軸固定件，利用軸固定件將換向器套接在轉軸上，增強結構的穩(wěn)定性。
[0014]還包括固定在端蓋止口上的電刷支架，所述電刷支架與調速機構相連。電刷支架用于固定電刷，其固定在電動機端蓋止口上，可繞該止口軸線廻轉，利用調速機構對電刷支架進行控制，使得電刷支架與調速機構實現(xiàn)聯(lián)動以調整電刷換相角，提高運行效率。
[0015]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，至少具有如下的優(yōu)點和有益效果:
[0016]1、本實用新型的定子磁鐵的永久磁力線經導磁機殼與定子鐵芯疊片形成的永磁回路與定子鐵芯疊片內的電磁回路進行疊加后產生更強的定子凸極磁場作用于轉子永磁場產生的動能遠大于單純的電磁相互作用產生的動能輸出，其具有超高效率、低功耗、恒扭矩輸出和優(yōu)越的綜合性能。
[0017]2、本實用新型的轉子有多個且相鄰兩個轉子之間相互錯開工作角度，使得轉子的運轉特征更平穩(wěn)，增強整個永磁直流電動機運行的穩(wěn)定性，增強整機性能。
[0018]3、短薄型定子、轉子的模塊化多單元結構使永磁材料元件的制造與性能更加優(yōu)化、生產成本更加優(yōu)化，生產成本更加合理。
[0019]4、本實用新型的換向器為外置式，其使整個永磁直流電動機控制運行簡單可靠，維護方便，成本低廉且在一定程度上節(jié)約成本。
【附圖說明】
[0020]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本實用新型實施例的限定。在附圖中:
[0021]圖1為本實用新型結構不意圖。
[0022]圖2中圖2-1是圖1中Kl-Kl剖視圖、圖2-2是圖1中K2-K2剖視圖以及圖2-3是圖1中K3-K3剖視圖。
[0023]圖3是圖2中磁路運行示意圖，其中，圖3-1是圖1中Kl-Kl中轉子處于換向過渡狀態(tài)，圖3-2是圖1中K2-K2中轉子處于換向狀態(tài)，圖3-3是圖1中K3-K3中轉子處于換向完成狀
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[0024]圖4是本實用新型中多路換向器的結構示意圖。
[0025]附圖中標記及對應的零部件名稱:
[0026]1、導磁機殼;2、定子磁鐵;3、鐵芯固定卡弧;4、卡弧固定楔塊;5、機殼定位圈;6、定子鐵芯疊片;7、繞組;8、轉子永磁瓦;9、轉子體；10、轉軸；11、轉子定位套；12、多路換向器；12-1、輸入環(huán)Α; 12-2、輸入環(huán)B; 12-3、換向片Α; 12-4、換向片B; 12-5、過渡片；12-6、軸固定件;13、電刷支架;14、輸入碳刷;15、輸出碳刷;16、換向器外罩。
【具體實施方式】
[0027]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，本實用新型的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本實用新型，并不作為對本實用新型的限定。
實施例
[0028]如圖1所示的一種徑向疊加磁路永磁直流電動機，包括定子和轉子，轉子位于定子內可相對定子轉動，所述定子包括定子鐵芯疊片6、定子磁鐵2、導磁機構和繞制在定子鐵芯疊片6上的繞組7 ；定子磁鐵2的永久磁力線至少經導磁機構、定子鐵芯疊片6的凸極形成半開放磁回路;所述轉子包括用于驅動轉軸10轉動的轉子永磁瓦8。
[0029]半開放磁回路的路徑經定子磁