[發明專利]永磁外轉子模塊式無刷無鐵心節能直流電機

無效

• 申請號: 200910095472.9
• 申請日: 2009-01-13
• 公開（公告）號: CN101651377A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 陳國寶
• 申請（專利權）人: 陳國寶
• 主分類號: H02K3/46
• 分類號: H02K3/46;H02K1/27;H02K1/16;H02K9/02;H02K29/08
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及一種永磁外轉子模塊式無刷無鐵心節能直流電機，屬于供電系統設備技術領域。

背景技術

在發明以前的已有技術中，永磁無刷直流電機通常是采用磁鋼體平鋪粘貼在殼體內，主軸壓入定子矽鋼片，定子繞組嵌入矽鋼片內，由軸承支承，轉子上裝有端蓋，采用電子換相，由脈沖分配器送出驅動脈沖，給由功率器件組成的功率轉換電路去驅動電機。例如，專利號：03219125.1，其不足之處是：1.有矽鋼片鐵心。2.由于磁鋼體平鋪粘貼在外轉子的殼體內，距離定子鐵心和磁場繞組中心有較寬的間隙和線圈距離，因此，限制了永磁磁場能量轉換效率的進一步提高。3.繞線，嵌線，烘漆等傳統的電機制作方法，工序多，生產復雜，不利于提高經濟效益。

發明內容

本發明的目的是克服上述不足之處，運用嶄新的技術方案，提供一種結構簡單、起動電流小，輸出力矩大，永磁磁場利用率高，無鐵心，能量轉換效率高的永磁外轉子模塊式無刷無鐵心節能直流電機來實現。

本發明的主要解決方案是：

一.主要采用磁鋼體4分別嵌裝固定在外轉子模塊3和7內，線圈6和霍爾元件15分別嵌裝在定子模塊5內，該定子固定在主軸1上，通過端蓋2中的軸承12支承，螺栓13將端蓋2固定在外轉子模塊上，導線17從主軸1內的管路16延伸到機體外側與控制器連接構成，其特征是：線圈6內無鐵心，由線圈平面兩側外轉子模塊3和7內的磁鋼體4，偶合的磁力線，通過線圈平面中心相對吸引，構成強磁場，輸入脈沖電流后，產生電磁力作用形成旋轉力矩，推斥外轉子模塊運轉，由于上述磁力作用是在線圈6和磁鋼體4偶合的磁場中心內完成，因此電機起動平穩，線性好，噪音低，運轉時，起動扭距和工作力矩特別大，能量轉換效率奇高，而且體積小，節能省料，成本低，尤其在于模塊式設計的新方案，使擴大功率十分方便，只要增添外轉子模塊7和定子模塊5的數量，就能增加電機的輸出功率。

二.主要采用磁鋼體4分別嵌裝固定在外轉子模塊3和7內，線圈6和霍爾元件15分別嵌裝在定子模塊5內，該定子固定在主軸1上，通過端蓋2中的軸承12支承，螺栓13將端蓋2固定在外轉子模塊上，導線17從主軸1內的管路16延伸到機體外側與控制器連接構成，其特征是：線圈6內無鐵心，由線圈平面兩側外轉子模塊3和7內的磁鋼體4，偶合的磁力線，通過線圈平面中心相對吸引，構成強磁場，輸入脈沖電流后，產生電磁力作用形成旋轉力矩，推斥外轉子模塊運轉，由于上述磁力作用是在線圈6和磁鋼體4偶合的磁場中心內完成，因此電機起動平穩，線性好，噪音低，運轉時，起動扭距和工作力矩特別大，能量轉換效率奇高，而且體積小，節能省料，成本低，尤其在于模塊式設計的新方案，使擴大功率十分方便，只要增添外轉子模塊7和定子模塊5的數量，就能增加電機的輸出功率；在制作較大功率電機時，主軸1的另一端增設冷卻接口裝置，該冷卻接口裝置由：孔道18、導流管19、單向閥20、排液接口21構成。

本發明所述外轉子模塊3和7，由鋁合金或軟磁材料制成圓環形狀，在圓環內嵌裝一圈磁鋼體4，該磁鋼體的中心與線圈6的中心相對應，外轉子模塊設有凹凸槽和槽口14，用于外轉子模塊3和7以及左右端蓋2的組合裝配銜接定位，同時，槽口14可與外接部件支撐銜接，構成定位支承，例如：配套的風機風輪、電風扇風葉、車輪鋼圈的定位銜接支撐，構成直流風機、直流電風扇、電動車車輪等產品。

所述磁鋼體4為釹鐵硼永磁或釤鈷永磁或鋁鎳鈷永磁，形狀有圓柱體或方塊體或六角體，數量須等于或大于線圈6之數量，按S-N-S-N磁極順序排列固定在外轉子模塊3和7的圓面積內。

所述定子模塊5用無磁或軟磁材料制成，中心開孔，套裝固定在主軸1上，線圈6和霍爾元件15分別嵌裝在定子模塊5的圓面積內。

所述線圈6為無鐵心線圈，由高強度漆包線繞制成圓形片狀，嵌裝或壓制在定子模塊5的圓面積內部，線圈的數量能被3和4整除，例如：12只、24只、36只、48只、60只、72只、96只、120只、144只、168只、192只或---N只，線圈中心與磁鋼體4的中心相對應，構成兩側磁鋼體通過線圈中心相對吸引的強磁場，線圈采用串并聯復式連接。

所述主軸1由圓鋼或不銹鋼制成，軸中設有管路16、凸擋9、鍵槽10、擋圈11，凸擋9的外經大于主軸1的直徑，作為定子模塊5的靠山定位限制，以求精確限制外轉子模塊3和7與定子模塊5之間的氣隙尺寸；所述氣隙8的尺寸范圍為0.2～5mm，根據磁鋼體和電機功率大小選擇。