[發明專利]一種低損耗永磁直流電機

在審

• 申請號: 201711493080.9
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN107994694A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 宋守站
• 申請（專利權）人: 保定市碩成科技有限公司
• 主分類號: H02K1/16
• 分類號: H02K1/16;H02K1/27;H02K11/33;H02K11/22;H02K3/28
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司13108
• 代理人: 李羨民,高錫明

技術領域

本發明涉及一種電機，特別是直流電源供電的永磁直流電機。

背景技術

電機的轉動驅動力主要源于磁極間的相互作用力(同極相斥異極相吸)，傳統電機有多種，但不論哪種形式的電機都有旋轉磁場存在，這個旋轉磁場必然是開放的磁場(即磁路中沒有良好導磁體閉合)，否則就不會產生磁極間的相互作用力。在交流異步電機中，定子繞組產生旋轉磁場，內部轉子為閉環導體，閉環導體因產生感應磁場而與定子繞組產生的旋轉磁場相互作用，產生轉動力矩從而推動轉子轉動。由于勵磁繞組結構上的原因，漏磁較大，傳統電機的效率一般都不是很高，造成電能的浪費，因此有必要加以改進。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術之弊端，提供一種低損耗永磁直流電機，以提高電機的效率，達到節能降耗的目的。

本發明所述問題是以下述技術方案實現的：

一種低損耗永磁直流電機，包括定子、轉子和驅動裝置，所述定子包括環狀定子鐵芯及繞在定子鐵芯上的多個定子繞組，所述定子繞組在定子鐵芯上均勻排列；所述轉子包括與定子鐵芯同軸且分別位于定子外側和內側的轉子外環和轉子內環，轉子外環和轉子內環均固定在與定子底座轉動連接的中心軸上，在轉子外環的內側均布有多個與定子繞組相對應的外環磁鐵，相鄰外環磁鐵的異極相鄰；在轉子內環上設有與外環磁鐵一一對應的多個內環磁鐵，每個內環磁鐵與對應的外環磁鐵之間同極相對。

上述低損耗永磁直流電機，所述驅動裝置包括與各個定子繞組相對應的多個繞組驅動單元，每個繞組驅動單元包括四個場效應管、四個槽型光耦及與各槽型光耦相對應的遮光板，定子繞組的一端經對應繞組驅動單元的第一場效應管接直流電源負極并通過第二場效應管與直流電源的正極連接，另一端經第三場效應管接直流電源正極并通過第四場效應管與直流電源的負極連接，四個場效應管的柵極分別經四個槽型光耦的光電管接地，每個場效應管的柵極均設有上拉電阻，所述遮光板固定在轉子內環上。

上述低損耗永磁直流電機，定子繞組處于一對內環磁鐵和外環磁鐵的S極之間時，與第一場效應管和第三場效應管相連的槽型光耦被對應的遮光板觸發，定子繞組處于一對內環磁鐵和外環磁鐵的N極之間時，與第二場效應管和第四場效應管相連的槽型光耦被對應的遮光板觸發。

上述低損耗永磁直流電機，所述定子鐵芯為疊層鐵芯。

本發明對電機的轉子和定子結構及驅動方式同時做了改進，經試驗證明，該電機通電繞組感抗小，漏磁較小，功率因數大，具有比同傳統電機更高的效率，可大大減少電機耗電量，達到節能降耗的目的。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步詳述。

圖1是本發明的轉子和定子結構示意圖；

圖2是轉子和定子的展開圖；

圖3是繞組驅動單元的電原理圖；

圖4是電機定子、轉子受力分析圖。

圖中各標號為：1、定子，2、轉子外環，3、外環磁鐵，4、內環磁鐵，5、轉子內環，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、第一場效應管～第四場效應管，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。

具體實施方式

結構特點：

參看圖1和圖2，本發明為永磁直流電機，永磁體部分為轉子，鐵芯繞組為定子部分。定子鐵芯及定子繞組與傳統電機有著明顯的區別，定子鐵芯為單一環形閉合疊層鐵芯，多個定子繞組均勻、對稱分布在整個環形定子鐵芯上。永磁體轉子包括中心軸7、轉子外環2、轉子內環5、多個外環磁鐵3和多個內環磁鐵4，中心軸7通過軸承與定子底座(圖中未畫出)轉動連接，轉子外環2和轉子內環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形槽，外環磁鐵3和內環磁鐵4位于該環形槽內且分別安裝在轉子外環2和轉子內環5上，外環磁鐵3與內環磁鐵4在環形槽內同極相對，相鄰外環磁鐵3和相鄰內環磁鐵4之間異極相鄰；定子鐵芯和定子繞組在轉子的環形槽內且與轉子不直接接觸，定子一端與定子底座聯結在一起。