專利名稱：復(fù)式永磁電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有永久磁體的同步電動機。具體地說是一種由三個獨立電機驅(qū)動單元復(fù)合成一體的永磁電機。
背景技術(shù)：
普通的電動機通常以轉(zhuǎn)子及其主軸作旋轉(zhuǎn)運動，并從軸端輸出轉(zhuǎn)動力矩。采用矽鋼片作為電機的基本材料，防止磁場渦流損耗。盤面結(jié)構(gòu)的永磁電機不采用矽鋼片而改用軟磁復(fù)合材料來替代，從盤面輸出轉(zhuǎn)動力矩，兩者各有千秋。相比之下，后者的外形尺寸還是比較龐大，如果將其兩者結(jié)合起來，可望使結(jié)構(gòu)變得緊湊，提高電機的高功率輸出密度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)緊湊的復(fù)合式的永磁電機。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理基于使用盤式的定子和永磁轉(zhuǎn)子構(gòu)成兩只左右對稱的盤面電機獨立驅(qū)動單元，在這兩個驅(qū)動單元之間再加上第三個普通的轉(zhuǎn)子外置的電機，使三個獨立驅(qū)動單元的運動部組成一體，以達到電功率一定的情況下減小體積，降低成本的目的。定子線圈通以交流電時，在電機氣隙產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，合力推動永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，輸出力矩。
本發(fā)明的復(fù)式永磁電機，包括轉(zhuǎn)子、永磁磁鋼、定子及其繞組，其特征在于，它包括三個電機的獨立驅(qū)動單元，二個為軸向左右對稱的盤面電機驅(qū)動單元，一個為筒式電機的驅(qū)動單元；其中的三個電機驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)子由二個軸向左右對稱的盤面轉(zhuǎn)子和設(shè)在中間的一個筒式轉(zhuǎn)子組成，并且相互連接成一體，呈筒殼狀；其中相應(yīng)的二個軸向?qū)ΨQ的盤面定子和一個筒式電機定子一起被包圍在轉(zhuǎn)子筒殼之中，相互密接，并由一定子軸貫穿筒殼，與電機座架固定，轉(zhuǎn)子經(jīng)軸承安裝在該軸上；永磁磁鋼分別設(shè)置在盤面轉(zhuǎn)子和筒式轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面上，與定子電樞相對應(yīng)，其間設(shè)有氣隙。
所述盤面定子的定子電樞為圓環(huán)形整體結(jié)構(gòu)，安裝在定子圓盤的面上。
所述盤面定子的定子電樞為圓弧塊狀扇面形分段結(jié)構(gòu)。
所述的盤面轉(zhuǎn)子上的永磁磁鋼為扇面形結(jié)構(gòu)，沿圓周均勻分布，設(shè)置在轉(zhuǎn)子的盤面上。
所述盤面定子的定子電樞之齒槽沿圓周均勻分布，定子槽截面采用等寬結(jié)構(gòu)，定子齒截面為扇面形結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的主要優(yōu)點是1)、由于采用了筒式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子，且相互復(fù)合，與其定子相對應(yīng)，整體性良好，也便于動密封。轉(zhuǎn)子運行時從筒面、兩端側(cè)邊均可輸出轉(zhuǎn)動力矩，結(jié)構(gòu)簡潔合理。
2)、復(fù)式永磁電機的結(jié)構(gòu)緊湊，通過三個獨立驅(qū)動單元合力輸出功率，具有高功率密度的輸出特性。
3)、適合于低速大力矩輸出的場合使用。
4)、復(fù)式永磁電機的驅(qū)動運行可以通過變頻調(diào)速器的電氣控制方便地實現(xiàn)。根據(jù)實際所需控制包括靜態(tài)與動態(tài)，位置和速度等指標，完全可以獲得需要的控制精度。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是以徑向齒輪耦合輸出的應(yīng)用實施例。
圖中1、電機座架；2、電機；3、定子軸；4、盤面轉(zhuǎn)子；5、永磁磁鋼；6、定子電樞；7、氣隙；8、繞組；9、筒式轉(zhuǎn)子；10、定子鼓盤；11、瓦楞形永磁磁鋼；12、定子固定軸鍵；13、轉(zhuǎn)子軸承；14、輸出部；15、從動輪軸。
具體實施例方式
以下結(jié)合實施例及其附圖作進一步說明參見附圖。圖1所示的結(jié)構(gòu)示意圖為本發(fā)明復(fù)式永磁電機的一個實施例。電機2通過外引的定子軸3固定在電機座架1上。如圖示它的三個電機的獨立驅(qū)動單元，二個為軸向左右對稱的盤面電機驅(qū)動單元，結(jié)構(gòu)基本對稱。一個為筒式電機的驅(qū)動單元。三個電機驅(qū)動單元中的二個轉(zhuǎn)子為軸向左右對稱的盤面轉(zhuǎn)子4，設(shè)在中間的一個為外置的筒式轉(zhuǎn)子9，三個轉(zhuǎn)子相互連接成一體，呈筒殼狀。與轉(zhuǎn)子對應(yīng)的二個軸向?qū)ΨQ的盤面定子、定子電樞6和一個筒式電機定子一起被包圍在轉(zhuǎn)子筒殼之中，相互緊湊密接，并由一定子軸3貫穿筒殼，出來后與電機座架固定。永磁磁鋼5、瓦楞形永磁磁鋼11分別設(shè)置在盤面轉(zhuǎn)子4和筒式轉(zhuǎn)子9的內(nèi)表面上，與定子電樞對應(yīng)，其間設(shè)有氣隙7。8是繞組。筒式電機的繞組沿軸向設(shè)置，10是其定子鼓盤。定子通過定子固定軸鍵12與定子軸--電機座架1連接。13是設(shè)在轉(zhuǎn)子與定子軸間的轉(zhuǎn)子軸承。本電機利用筒殼狀轉(zhuǎn)子的外表面或二個端面輸出旋轉(zhuǎn)力矩。14表示為其輸出部?？梢酝ㄟ^設(shè)纜繩或者輪齒進行輸出。
盤面電機驅(qū)動單元的定子、轉(zhuǎn)子均為圓盤形狀。盤面定子的定子電樞設(shè)置為圓環(huán)形整體結(jié)構(gòu)，或為圓弧塊狀扇面形分段結(jié)構(gòu)，安裝在定子盤的表面組合成一體。盤面定子的定子電樞之齒槽沿圓周均勻分布，定子槽截面采用等寬結(jié)構(gòu)，定子齒截面(沿盤面)為扇面形結(jié)構(gòu)。與之對應(yīng)，盤面轉(zhuǎn)子上的永磁磁鋼5也為扇面形結(jié)構(gòu)，沿圓周均勻分布，設(shè)置在轉(zhuǎn)子的盤面上。轉(zhuǎn)子盤和定子盤用鋼結(jié)構(gòu)材料。鐵芯采用軟磁復(fù)合材料。
筒式轉(zhuǎn)子上的永磁磁鋼為瓦楞形(或條形)結(jié)構(gòu)，沿內(nèi)側(cè)筒面均勻分布(極性交替)，間隔著氣隙與筒式電機定子的定子電樞相對應(yīng)。筒式電機的定子電樞及齒槽位于定子鼓盤10的側(cè)筒面上。通過其位置的設(shè)置可以使驅(qū)動單元繞組正常工作。
本復(fù)式永磁電機，通常設(shè)置一個變頻調(diào)速器來調(diào)節(jié)電機運行速度。
圖2所示，由盤面轉(zhuǎn)子和筒式轉(zhuǎn)子構(gòu)成的復(fù)合體從其徑向通過齒輪耦合輸出轉(zhuǎn)動力矩，經(jīng)過從動輪軸傳遞出去。顯然，根據(jù)不同的需要可以設(shè)計出不一樣的輸出或者轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)來，使本電機得到應(yīng)用。
工作時，本電機的三個獨立驅(qū)動單元同時起動，轉(zhuǎn)子合力運行，在變頻調(diào)速器設(shè)定的頻率下控制運行。當(dāng)電機的定子線圈通以一定頻率的交流電時，在電機氣隙部位就會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，使永磁轉(zhuǎn)子在氣隙磁場的作用下旋轉(zhuǎn)工作。再通過輸出機構(gòu)，便可帶動(驅(qū)動)負載運行。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明的復(fù)式永磁電機，包括轉(zhuǎn)子(4、9)、永磁磁鋼(5、11)、定子及其繞組(8)，其特征在于，它包括三個電機的獨立驅(qū)動單元，二個為軸向左右對稱的盤面電機驅(qū)動單元，一個為筒式電機的驅(qū)動單元；其中的三個電機驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)子由二個軸向左右對稱的盤面轉(zhuǎn)子(4)和設(shè)在中間的一個筒式轉(zhuǎn)子(9)組成，并且相互連接成一體，成筒殼狀；其中相應(yīng)的二個軸向?qū)ΨQ的盤面定子和一個筒式電機定子一起被包圍在轉(zhuǎn)子筒殼之中，相互密接，并由一定子軸(3)貫穿筒殼，與電機座架(1)固定；永磁磁鋼分別設(shè)置在盤面轉(zhuǎn)子和筒式轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面上，與定子電樞(6)對應(yīng)，其間設(shè)有氣隙(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)式永磁電機，其特征在于所說盤面定子的定子電樞(6)為圓環(huán)形整體結(jié)構(gòu)，安裝在定子圓盤的面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)式永磁電機，其特征在于所說盤面定子的定子電樞(6)為圓弧塊狀扇面形分段結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)式永磁電機，其特征在于所說盤面定子的定子電樞(6)之齒槽沿圓周均勻分布，定子槽截面采用等寬結(jié)構(gòu)，定子齒截面為扇面形結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)式永磁電機，其特征在于所說電機盤面轉(zhuǎn)子的永磁磁鋼(5)為扇面形結(jié)構(gòu)，沿圓周均勻分布，設(shè)置在轉(zhuǎn)子的盤面上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)矩可從筒殼輸出的永磁電機。它包括三個電機的獨立驅(qū)動單元，二個為軸向左右對稱的盤面電機驅(qū)動單元，一個為筒式電機的驅(qū)動單元；其中的三個電機驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)子由二個軸向左右對稱的盤面轉(zhuǎn)子和設(shè)在中間的一個筒式轉(zhuǎn)子組成，并且相互連接成一體，成筒殼狀；其中相應(yīng)的二個軸向?qū)ΨQ的盤面定子和一個筒式電機定子一起被包圍在轉(zhuǎn)子筒殼之中，相互密接，并由一定子軸貫穿筒殼，與電機座架固定；永磁磁鋼分別設(shè)置在盤面轉(zhuǎn)子和筒式轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面上，與定子電樞對應(yīng)，其間設(shè)有氣隙。結(jié)構(gòu)合理緊湊，輸出功率密度高。本電機適用于低速大力矩輸出的應(yīng)用場合。
文檔編號H02K21/24GK1956300SQ20051012937
公開日2007年5月2日 申請日期2005年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月28日
發(fā)明者葉云岳, 范承志 申請人:浙江大學(xué)