[發(fā)明專利]多隙串磁嵌碟式電機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010112378.2
• 申請日: 2010-02-09
• 公開（公告）號: CN102148544A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚加章
• 申請（專利權(quán)）人: 姚加章
• 主分類號: H02K1/32
• 分類號: H02K1/32;H02K1/22;H02K1/12;H02K1/20
• 代理公司: 深圳市匯力通專利商標(biāo)代理有限公司 44257
• 代理人: 王鎖林;李保明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型的電機(jī)，特別是一種高能量密度、低渦流損耗的電機(jī)。該電機(jī)使用高電阻抗的定子基材、低導(dǎo)磁率的轉(zhuǎn)子基材，使用多隙串磁結(jié)構(gòu)及嵌碟式結(jié)構(gòu)，使電機(jī)的渦流損耗降到非常低的水平，多隙串磁結(jié)構(gòu)使電機(jī)的磁力得到充分的利用，達(dá)到非常高的功率密度，提高效率，減少原材料的消耗。

背景技術(shù)

在提倡節(jié)能環(huán)保的今天，對于電機(jī)的體積、重量、效率、渦流損耗和材料消耗都提出了更高的要求，特別是電動汽車時代的來臨，使在體積和重量受到限制的情況下電機(jī)的功率遇到了瓶頸。目前的電機(jī)存在的缺點有功率體積比小、功率重量比小、渦流損耗大、效率低、消耗原材料多等諸多缺點，或存在某些優(yōu)點以其它缺點為代價的技術(shù)缺陷。目前技術(shù)成熟大量使用的電機(jī)無論是交流同步電機(jī)、交流異步電機(jī)、直流有刷電機(jī)、直流無刷電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)、盤式電機(jī)等，都存在上述的某些缺點或技術(shù)瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種高能量密度、低渦流損耗、高效率、低原材料消耗率的符合低碳經(jīng)濟(jì)的電機(jī)，以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的要求。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的主要設(shè)計思路是使用高電阻率的定子基材、低導(dǎo)磁率的轉(zhuǎn)子基材，使用多隙串磁結(jié)構(gòu)及嵌碟式結(jié)構(gòu)，使電機(jī)的渦流損耗大幅度降低，多隙串磁結(jié)構(gòu)使電機(jī)的磁力得到充分的利用，大幅度提高功率密度，提高效率，減少原材料的消耗。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種電機(jī)，它是一種高功率密度、低渦流損耗、節(jié)省原材料的高效電機(jī)。該電機(jī)包括端蓋、定子和轉(zhuǎn)子，其中：

所述轉(zhuǎn)子由一組碟片狀轉(zhuǎn)子片在電機(jī)軸線方向上有間距地層疊構(gòu)成，轉(zhuǎn)子片包括轉(zhuǎn)子片基片和設(shè)于轉(zhuǎn)子片基片的若干磁鐵，轉(zhuǎn)子片基片靠近軸心的位置有若干通氣孔、外沿開有若干通氣缺口，轉(zhuǎn)子片基片用鋁合金、陶瓷、強(qiáng)化玻璃、層壓玻纖、工程塑料或電路基板等導(dǎo)磁率較低的材料制成，所述若干磁鐵的兩極端面均與其所在轉(zhuǎn)子片基片的端面平行，所有轉(zhuǎn)子片在軸向上相對應(yīng)的各個磁鐵的極性方向相同形成多隙串磁結(jié)構(gòu)的磁鐵串；

所述定子由一組碟片狀定子片沿電機(jī)軸線方向有間距地層疊構(gòu)成，定子兩端安裝端蓋，端蓋內(nèi)設(shè)有氣道，定子片包括定子片基片、設(shè)于定子片基片的若干線圈和設(shè)于定子片基片外周的支撐體，定子片基片用陶瓷、強(qiáng)化玻璃、層壓玻纖、工程塑料、硅橡膠或電路基板等導(dǎo)電率較低的材料制成，支撐體設(shè)有若干氣道和若干進(jìn)氣隙，所述若干線圈的端面與其所在定子片基片的端面平行，所有定子片在軸向上相對應(yīng)的各線圈按使其感應(yīng)電勢方向一致的原則連接形成由多個間隔分布的平行線圈組成的線圈串；

定子片和轉(zhuǎn)子片有間隙地相間嵌疊裝配形成嵌碟式結(jié)構(gòu)，所述線圈串有間隙地嵌入所述磁鐵串的磁隙中轉(zhuǎn)子能夠轉(zhuǎn)動；

從相鄰轉(zhuǎn)子片和定子片之間的空隙依次經(jīng)所述支撐體上的進(jìn)氣隙和氣道、端蓋內(nèi)的氣道、轉(zhuǎn)子片上的通氣孔后回到轉(zhuǎn)子片和定子片之間的空隙組成氣流循環(huán)通道，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時氣流在所述通氣缺口的帶動下離心運動從所述進(jìn)氣隙進(jìn)入所述氣流循環(huán)通道循環(huán)，把電機(jī)內(nèi)部的熱量傳輸?shù)綑C(jī)殼。

所述端蓋內(nèi)側(cè)設(shè)有端蓋套片，端蓋套片和端蓋之間形成端蓋的氣道以連通所述支撐體上的氣道和轉(zhuǎn)子片上的通氣孔，端蓋套片由高電阻抗的導(dǎo)磁材料制成，特別適合用高飽和磁通密度的鐵氧體軟磁材料成型制作，用于在多隙串磁結(jié)構(gòu)的磁鐵串兩端為磁力線提供回路。

轉(zhuǎn)子片的磁鐵置于轉(zhuǎn)子片基片內(nèi)、兩極端面分別臨界或穿透轉(zhuǎn)子片基片的兩端面，同一轉(zhuǎn)子片的相鄰兩磁鐵的極性相反，同一磁鐵串中各磁鐵的極性方向一致。轉(zhuǎn)子片的磁鐵可以是永磁磁鐵或電磁線圈，當(dāng)采用電磁線圈時，可以在轉(zhuǎn)子片基片內(nèi)置入傳統(tǒng)的線繞線圈或通過印刷、蝕刻、光刻、電鍍、濺鍍等工藝在電路基板或其它材料的轉(zhuǎn)子片基片上成形電磁線圈，并以傳統(tǒng)的饋電方式來實現(xiàn)供電。每個轉(zhuǎn)子片中磁鐵的數(shù)目根據(jù)電機(jī)的用途、相數(shù)和特性要求可以有多種不同的數(shù)值，一般為二的倍數(shù)，特別適合為四的倍數(shù)。

定子片的線圈置于定子片基片內(nèi)，線圈內(nèi)填充較低導(dǎo)電率、較高導(dǎo)磁率和較高導(dǎo)熱系數(shù)的材料或與定子片基片相同的材料、或者在線圈內(nèi)設(shè)置用所述材料制成的線圈支架。定子片的線圈可以是線繞線圈，也可以是采用印刷、蝕刻、光刻、電鍍或濺鍍工藝成型于定子片基片上的平面線圈。

在端蓋套片上朝向轉(zhuǎn)子端面的一側(cè)對著磁鐵的位置安裝位置傳感器，以檢測所述轉(zhuǎn)子的位置。所述的位置傳感器可以是霍爾元件類型的傳感器或光電元件類型的傳感器，如果是使用霍爾元件應(yīng)使其能盡量靠近磁鐵，如果是使用光電元件，則在相對的轉(zhuǎn)子片上應(yīng)設(shè)置色標(biāo)或打孔。在通常的情況下，本發(fā)明作為發(fā)電機(jī)使用時可以無需設(shè)置位置傳感器。

所述電機(jī)可以是電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、或兼有電動和發(fā)電功能的電機(jī)。