[發明專利]分體式高速電機

在審

• 申請號: 201510980440.2
• 申請日: 2015-12-25
• 公開（公告）號: CN106921235A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 佟憲良
• 申請（專利權）人: 佟憲良
• 主分類號: H02K3/47
• 分類號: H02K3/47;H02K1/27;H02K16/02;H02K5/20;H02K1/02;H02K1/32
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技術領域

本發明涉及一種高速電機，具體是采用分體式轉子的無鐵芯線圈的電機。

背景技術

目前，電機一般均是由含有鐵芯的定子線圈和轉子構成，轉子一般是由鼠籠式和永磁式兩種。另外，有史以來高速電機一直是轉數越高頻率越高、頻率越高鐵芯的高頻損耗就越大，還有高頻感量低這是現有鐵芯特性決定的。

現有的裝置，有如下不足之處：由于高頻鐵損和銅損的存在使現有高速電機轉速越高效率越低、發熱更嚴重、永磁電機磁場越強鐵芯產生渦流越大、磁拉力也就越大，所以現有永磁高速電機多不采用磁場太高的永磁轉子也就影響了電機的功率密度，轉速越高電機效率越低，總之在高速電機中降低磁力扭矩也是非常重要的，并且容易被一般設計者忽視。

中國專利CN 204652080 U公開了一種高速高效電機，將無鐵芯線圈和永磁轉子置于高頻導磁材料制成的腔體內，解決高速電機高頻電流工作時常規鐵芯產生高頻渦流自身發熱問題。但由于轉子及定子線圈均呈現為筒狀二者相向套裝成為電機，其筒狀定子線圈通過其邊緣與機殼端蓋固定，筒狀轉子通過其端部的圓盤與軸固定。這樣，當定子線圈和轉子的長度超過一定值時，動平衡將變得難以處理，高速轉動引起的震動也無法有效克服，因此，當需要大功率電機時，無法通過加長轉子和定子長度來實現功率的有效增加。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明公開了一種分體式高速電機，將無鐵芯線圈和/或永磁轉子設置成為分體式，每組轉子或定子對稱布置，旨在解決高速電機功率增加受限的問題，而提供了一種制作簡單、成本較低、運行可靠的大功率高速電機解決方案。

本發明采用如下的技術方案：

一種分體式高速電機，包括殼體、定子線圈、永磁轉子、外導磁筒和軸，定子線圈與殼體固定，永磁轉子與軸固定，定子線圈采用無鐵芯線圈，定子線圈和永磁轉子采用筒形結構，外導磁筒呈一端有底面另一端開口的筒狀，在殼 體內，定子線圈和永磁轉子處于外導磁筒的空腔內；由外導磁筒和永磁轉子構成的轉子分為兩個部分，轉子的兩個部分按軸的徑向截面對稱分布。

轉子的兩個部分按軸的徑向截面對稱分布，是指：兩個外導磁筒的開口相向布置且置于電機的中部，兩個外導磁筒的底面分別置于靠近機殼的兩個端蓋處，兩個外導磁筒以軸的徑向截面對稱分布，永磁轉子也以軸的徑向截面對稱分布；或是指：兩個外導磁筒的底面背向布置且置于電機的中部，兩個外導磁筒的開口分別置于靠近機殼的兩個端蓋處，兩個外導磁筒以軸的徑向截面對稱分布，兩個永磁轉子也以軸的徑向截面對稱分布。

定子線圈也可分兩個部分，定子線圈的兩個部分也按軸的徑向截面對稱，定子線圈通過支架與電機殼體固定。定子線圈可以是集中繞組。

電機內部布局之一是：永磁轉子被定子線圈包圍，即永磁轉子在內側靠近軸、定子線圈相對在外；定子線圈被外導磁筒包圍；

電機內部布局之二是：定子線圈被永磁轉子包圍，即定子線圈在內側靠近軸、永磁轉子相對在外；永磁轉子被外導磁筒包圍。

定子線圈或永磁轉子與軸之間還設有內導磁筒，內導磁筒構成內轉子；外導磁筒和永磁轉子構成外轉子；內導磁筒、永磁轉子及外導磁筒三者通過連接部固定于軸，三者隨軸一起轉動。

殼體的端蓋內側還設有導磁盤體；導磁盤體可固定于軸并隨軸轉動，當軸旋轉時，該導磁盤體和轉子一起轉動。

殼體的端蓋上設有通風孔。外導磁筒的底面上開有沿周向分布的貫穿底面的葉孔，葉孔與外導磁筒的底面夾角為銳角，葉孔還與外導磁筒的底面徑向夾角也為銳角。葉孔的形狀可以是圓形、橢圓或矩形等有利于推動機殼內部氣流流動的形狀。

外導磁環筒、導磁盤體和/或內導磁環筒可采用導磁材料制成，還可采用高頻導磁材料制成；高頻導磁材料一般采用鐵氧體、非晶合金、坡莫合金、超微晶或鐵粉心等，其中優選為鐵氧體。

永磁轉子的磁極數為偶數。

本發明可以取得如下的技術效果：

采用分體式結構的永磁轉子或定子線圈，相當于增加了定子和轉子的長度， 使得在原有的基礎上加大了電機的輸出功率，而且，分體式的轉子和定子克服了增加轉子長度動平衡問題難以解決而造成震動現象，從而在克服電機自身發熱缺點的同時，進一步提高了高速電機的功率。另一方面，分布有葉孔的外導磁環筒底面，實際上形成了個簡易的風機葉輪，可以很好地推動電機內部的氣流流動，對電機的各部件都有明顯的降溫作用。

本發明在現有電機的結構形狀基礎上，增加了轉子和定子的長度，結構簡單，提高了輸出功率，運行可靠；無須對現有的生產設備進行改造，即制作生產，生產成本的增加量幾乎可忽略不計。

附圖說明