[發(fā)明專(zhuān)利]一種低損耗永磁直流電機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711493080.9
• 申請(qǐng)日: 2017-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107994694A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋守站
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 保定市碩成科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02K1/16
• 分類(lèi)號(hào): H02K1/16;H02K1/27;H02K11/33;H02K11/22;H02K3/28
• 代理公司: 石家莊冀科專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司13108
• 代理人: 李羨民,高錫明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電機(jī)，特別是直流電源供電的永磁直流電機(jī)。

背景技術(shù)

電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力主要源于磁極間的相互作用力(同極相斥異極相吸)，傳統(tǒng)電機(jī)有多種，但不論哪種形式的電機(jī)都有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)存在，這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)必然是開(kāi)放的磁場(chǎng)(即磁路中沒(méi)有良好導(dǎo)磁體閉合)，否則就不會(huì)產(chǎn)生磁極間的相互作用力。在交流異步電機(jī)中，定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，內(nèi)部轉(zhuǎn)子為閉環(huán)導(dǎo)體，閉環(huán)導(dǎo)體因產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)而與定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩從而推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。由于勵(lì)磁繞組結(jié)構(gòu)上的原因，漏磁較大，傳統(tǒng)電機(jī)的效率一般都不是很高，造成電能的浪費(fèi)，因此有必要加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種低損耗永磁直流電機(jī)，以提高電機(jī)的效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

本發(fā)明所述問(wèn)題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種低損耗永磁直流電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子和驅(qū)動(dòng)裝置，所述定子包括環(huán)狀定子鐵芯及繞在定子鐵芯上的多個(gè)定子繞組，所述定子繞組在定子鐵芯上均勻排列；所述轉(zhuǎn)子包括與定子鐵芯同軸且分別位于定子外側(cè)和內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子外環(huán)和轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)子外環(huán)和轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)均固定在與定子底座轉(zhuǎn)動(dòng)連接的中心軸上，在轉(zhuǎn)子外環(huán)的內(nèi)側(cè)均布有多個(gè)與定子繞組相對(duì)應(yīng)的外環(huán)磁鐵，相鄰?fù)猸h(huán)磁鐵的異極相鄰；在轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)上設(shè)有與外環(huán)磁鐵一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)內(nèi)環(huán)磁鐵，每個(gè)內(nèi)環(huán)磁鐵與對(duì)應(yīng)的外環(huán)磁鐵之間同極相對(duì)。

上述低損耗永磁直流電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括與各個(gè)定子繞組相對(duì)應(yīng)的多個(gè)繞組驅(qū)動(dòng)單元，每個(gè)繞組驅(qū)動(dòng)單元包括四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管、四個(gè)槽型光耦及與各槽型光耦相對(duì)應(yīng)的遮光板，定子繞組的一端經(jīng)對(duì)應(yīng)繞組驅(qū)動(dòng)單元的第一場(chǎng)效應(yīng)管接直流電源負(fù)極并通過(guò)第二場(chǎng)效應(yīng)管與直流電源的正極連接，另一端經(jīng)第三場(chǎng)效應(yīng)管接直流電源正極并通過(guò)第四場(chǎng)效應(yīng)管與直流電源的負(fù)極連接，四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管的柵極分別經(jīng)四個(gè)槽型光耦的光電管接地，每個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管的柵極均設(shè)有上拉電阻，所述遮光板固定在轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)上。

上述低損耗永磁直流電機(jī)，定子繞組處于一對(duì)內(nèi)環(huán)磁鐵和外環(huán)磁鐵的S極之間時(shí)，與第一場(chǎng)效應(yīng)管和第三場(chǎng)效應(yīng)管相連的槽型光耦被對(duì)應(yīng)的遮光板觸發(fā)，定子繞組處于一對(duì)內(nèi)環(huán)磁鐵和外環(huán)磁鐵的N極之間時(shí)，與第二場(chǎng)效應(yīng)管和第四場(chǎng)效應(yīng)管相連的槽型光耦被對(duì)應(yīng)的遮光板觸發(fā)。

上述低損耗永磁直流電機(jī)，所述定子鐵芯為疊層鐵芯。

本發(fā)明對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)方式同時(shí)做了改進(jìn)，經(jīng)試驗(yàn)證明，該電機(jī)通電繞組感抗小，漏磁較小，功率因數(shù)大，具有比同傳統(tǒng)電機(jī)更高的效率，可大大減少電機(jī)耗電量，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

圖1是本發(fā)明的轉(zhuǎn)子和定子結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是轉(zhuǎn)子和定子的展開(kāi)圖；

圖3是繞組驅(qū)動(dòng)單元的電原理圖；

圖4是電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子受力分析圖。

圖中各標(biāo)號(hào)為：1、定子，2、轉(zhuǎn)子外環(huán)，3、外環(huán)磁鐵，4、內(nèi)環(huán)磁鐵，5、轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)，6、遮光板，7、中心軸，8、定子鐵芯，B、直流電源，L、定子繞組，Q1～Q4、第一場(chǎng)效應(yīng)管～第四場(chǎng)效應(yīng)管，T1～T4、第一槽型光耦的光電管～第四槽型光耦的光電管，R1～R4、第一上拉電阻～第四上拉電阻。

具體實(shí)施方式

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

參看圖1和圖2，本發(fā)明為永磁直流電機(jī)，永磁體部分為轉(zhuǎn)子，鐵芯繞組為定子部分。定子鐵芯及定子繞組與傳統(tǒng)電機(jī)有著明顯的區(qū)別，定子鐵芯為單一環(huán)形閉合疊層鐵芯，多個(gè)定子繞組均勻、對(duì)稱(chēng)分布在整個(gè)環(huán)形定子鐵芯上。永磁體轉(zhuǎn)子包括中心軸7、轉(zhuǎn)子外環(huán)2、轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)5、多個(gè)外環(huán)磁鐵3和多個(gè)內(nèi)環(huán)磁鐵4，中心軸7通過(guò)軸承與定子底座(圖中未畫(huà)出)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)子外環(huán)2和轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)5的一端固定在中心軸7上，二者之間形成容納定子鐵芯和定子繞組的環(huán)形槽，外環(huán)磁鐵3和內(nèi)環(huán)磁鐵4位于該環(huán)形槽內(nèi)且分別安裝在轉(zhuǎn)子外環(huán)2和轉(zhuǎn)子內(nèi)環(huán)5上，外環(huán)磁鐵3與內(nèi)環(huán)磁鐵4在環(huán)形槽內(nèi)同極相對(duì)，相鄰?fù)猸h(huán)磁鐵3和相鄰內(nèi)環(huán)磁鐵4之間異極相鄰；定子鐵芯和定子繞組在轉(zhuǎn)子的環(huán)形槽內(nèi)且與轉(zhuǎn)子不直接接觸，定子一端與定子底座聯(lián)結(jié)在一起。