[發明專利]一種內外雙定子結構無鐵芯電機

無效

• 申請號: 201210235917.0
• 申請日: 2012-07-02
• 公開（公告）號: CN102780343A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 趙洪;嚴小寶;傅璐璐
• 申請（專利權）人: 麗水職業技術學院
• 主分類號: H02K16/04
• 分類號: H02K16/04;H02K1/22;H02K1/17
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種新型的電機結構，它不用硅鋼片制作的鐵芯，從而可以克服一般電機因鐵芯存在不可避免的引起渦流與磁滯損耗的缺點，它運用內外雙定子結構又不降低氣隙的磁場強度，保持了無鐵芯電機的高效節能和較高的功率體積比。?

背景技術

電機是一個依靠電磁感應原理工作的機械裝置，它要求有內部磁路中要有足夠的磁場強度和電樞線圈上有足夠的電流強度，只有這樣電機才能輸出合適的功率和高的效率滿足應用級的要求。傳統的電機基本上依靠硅鋼的高導磁性來加強磁路的磁場，由于磁化規律與電磁感應定律的作用硅鋼在交變磁場中會產生感生電流和磁滯現象，因此硅鋼制作的鐵芯存在渦流損耗與磁滯損耗，這兩項損耗是現代電機的主要損耗，限制了電機效率的提高。為了進一步提高電機的效率降低電機生產成本，近年來出現了多種結構形式的無鐵芯電機，它們的共同點是不用硅鋼來增強磁路的磁場強度，由永磁材料或勵磁線圈直接產生的磁場作用于電樞線圈，線圈在電磁力的驅動下產生轉矩實現機電能的轉換。?

無鐵芯電機的最大障礙電機在結構上存在較大氣隙而空氣的導磁率太低接近于零，電機磁路的磁壓降全部降在氣隙上造成磁場強度很低，使電機的電磁轉換效率低至無應用價值。為了克服這一缺點通常將無鐵芯電機設計成軸向磁路式盤式電機結構與徑向磁路式圓柱形電機結構兩種，如圖1是典型的徑向磁路式圓柱形電機結構無鐵芯電機。為了克服氣隙過大的缺點，轉子設計成空杯形狀，在轉子中間插入一塊與端蓋連接在一起的鐵芯作為磁路的一部分，以此?消除轉子中間的氣隙達到增強磁路的目的。這種結構最大缺點是僅靠杯底部分向軸傳遞扭矩，故受杯底部分材料強度限制傳遞的扭矩有限電機的輸出只能限制在小功率場合。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種徑向磁路式無鐵芯電機的結構解決方案，它能夠在消除磁路出現的大氣隙同時又能傳遞較大的扭矩，實現大功率輸出提高無鐵芯電機的輸出功率指標。?

本發明所要解決其技術問題采用的技術方案是：如圖2一種有內外雙定子結構的無鐵芯電機，它的基本特征是由外殼1、外磁極2、勵磁繞組9、外端蓋8、軸承7等組成外定子和安裝在輸出軸10上的內定子5共同組成內外雙定子結構，內定子5通過滑動軸承6安裝在輸出軸上依靠磁引力作用與外定子磁極保持相對固定位置與輸出軸在運動上保持隔離，內外雙定子組成電機的磁路系統，轉子電樞繞組與高分子聚合材料制成的轉子3與內端蓋4固定在輸出軸10上組成無鐵芯轉子電樞，由于轉動部分沒有鐵芯消除了鐵芯損耗實現節能降耗的目的，轉子左右兩邊都存在與輸出軸連接的內端蓋部分，能夠輸出較大的轉矩實現了無鐵芯電機的大功率應用。?

為了進一步的節約能源損耗，這種內外雙定子結構無鐵芯電機的外磁極2與內定子5用永磁材料制作省去勵磁繞組9。進一步提高磁路的磁場強度，省去了勵磁能耗。?

本發明的電機磁極對數為p，p為自然整數。圖3為p＝1的一個特例的磁路結構形式。?

本發明的優點是：采用空芯的轉子結構轉動部分沒有鐵芯消除了因鐵芯帶來的磁滯損耗與渦流損耗，在轉子內部安放了內定子與外部的外定子磁極位置?相對固定，加強了氣隙磁場強度，提高了電機的輸出功率。內外定子磁極都可以運用永磁材料制作，省去了勵磁線圈進一步消除了勵磁損耗。?

使用本發明可取得的有益之處有兩點：一是轉子兩邊都存在與輸出軸有機械連接的內端蓋部分，兩部分都可以實現扭矩的傳遞，能夠加倍輸出電機功率；二是內外定子可以采用永磁材料制造，內外磁極在磁路上相串聯磁場強度得到加強，電機效率成倍提高。?

附圖說明

附圖1是典型的空杯轉子結構示意圖。?

附圖2本發明內外雙定子無鐵芯電機結構示意圖。?

附圖3是本發明的磁路磁力線走勢示意圖。?

具體實施方式

參閱圖2、圖3外磁極2、勵磁線圈9、安裝在機殼1上面，與外端蓋8、輸出軸10上的外軸承7等共同組成外定子，其作用是產生勵磁磁通和支承轉子，該磁通從N極出發穿過轉子3進入內定子5，再從內定子5穿出再次穿過轉子3進入S極最終通過外殼磁軛構成回路實現勵磁。內定子5通過內軸承6安裝在輸出軸承10上面，由于內軸承的滑動作用輸出軸與內定子在運動上保持隔離，內定子并不隨輸出軸轉動。內定子采用導磁材料制造，在磁場中會自動受到磁力線定位作用的影響會自動與外定子磁極對齊并實現定位，在內外定子的共同作用下構成磁阻最小的磁路結構，電機轉子氣隙磁場強度得以加強，電機的功率輸出比大大增強達到實用價值。?

轉子3的電樞線圈繞組引線匯總接到換向器11上與電刷12連接到電源引入電流。?