專利名稱：一種內(nèi)外雙定子結(jié)構(gòu)無鐵芯電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型的電機(jī)結(jié)構(gòu)，它不用硅鋼片制作的鐵芯，從而可以克服一般電機(jī)因鐵芯存在不可避免的引起渦流與磁滯損耗的缺點(diǎn)，它運(yùn)用內(nèi)外雙定子結(jié)構(gòu)又不降低氣隙的磁場(chǎng)強(qiáng)度，保持了無鐵芯電機(jī)的高效節(jié)能和較高的功率體積比。
背景技術(shù)：
電機(jī)是一個(gè)依靠電磁感應(yīng)原理工作的機(jī)械裝置，它要求有內(nèi)部磁路中要有足夠的磁場(chǎng)強(qiáng)度和電樞線圈上有足夠的電流強(qiáng)度，只有這樣電機(jī)才能輸出合適的功率和高的效率滿足應(yīng)用級(jí)的要求。傳統(tǒng)的電機(jī)基本上依靠硅鋼的高導(dǎo)磁性來加強(qiáng)磁路的磁場(chǎng)，由于磁化規(guī)律與電磁感應(yīng)定律的作用硅鋼在交變磁場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生感生電流和磁滯現(xiàn)象，因此硅鋼制作的鐵芯存在渦流損耗與磁滯損耗，這兩項(xiàng)損耗是現(xiàn)代電機(jī)的主要損耗，限制了電機(jī)效率的提高。為了進(jìn)一步提高電機(jī)的效率降低電機(jī)生產(chǎn)成本，近年來出現(xiàn)了多種結(jié)構(gòu)形式的無鐵芯電機(jī)，它們的共同點(diǎn)是不用硅鋼來增強(qiáng)磁路的磁場(chǎng)強(qiáng)度，由永磁材料或勵(lì)磁線圈直接產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用于電樞線圈，線圈在電磁力的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)機(jī)電能的轉(zhuǎn)換。無鐵芯電機(jī)的最大障礙電機(jī)在結(jié)構(gòu)上存在較大氣隙而空氣的導(dǎo)磁率太低接近于零，電機(jī)磁路的磁壓降全部降在氣隙上造成磁場(chǎng)強(qiáng)度很低，使電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)換效率低至無應(yīng)用價(jià)值。為了克服這一缺點(diǎn)通常將無鐵芯電機(jī)設(shè)計(jì)成軸向磁路式盤式電機(jī)結(jié)構(gòu)與徑向磁路式圓柱形電機(jī)結(jié)構(gòu)兩種，如圖I是典型的徑向磁路式圓柱形電機(jī)結(jié)構(gòu)無鐵芯電機(jī)。為了克服氣隙過大的缺點(diǎn)，轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)成空杯形狀，在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子中間的氣隙達(dá)到增強(qiáng)磁路的目的。這種結(jié)構(gòu)最大缺點(diǎn)是僅靠杯底部分向軸傳遞扭矩，故受杯底部分材料強(qiáng)度限制傳遞的扭矩有限電機(jī)的輸出只能限制在小功率場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種徑向磁路式無鐵芯電機(jī)的結(jié)構(gòu)解決方案，它能夠在消除磁路出現(xiàn)的大氣隙同時(shí)又能傳遞較大的扭矩，實(shí)現(xiàn)大功率輸出提高無鐵芯電機(jī)的輸出功率指標(biāo)。本發(fā)明所要解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是如圖2 —種有內(nèi)外雙定子結(jié)構(gòu)的無鐵芯電機(jī)，它的基本特征是由外殼I、外磁極2、勵(lì)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(nèi)定子5共同組成內(nèi)外雙定子結(jié)構(gòu)，內(nèi)定子5通過滑動(dòng)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(duì)固定位置與輸出軸在運(yùn)動(dòng)上保持隔離，內(nèi)外雙定子組成電機(jī)的磁路系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子電樞繞組與高分子聚合材料制成的轉(zhuǎn)子3與內(nèi)端蓋4固定在輸出軸10上組成無鐵芯轉(zhuǎn)子電樞，由于轉(zhuǎn)動(dòng)部分沒有鐵芯消除了鐵芯損耗實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，轉(zhuǎn)子左右兩邊都存在與輸出軸連接的內(nèi)端蓋部分，能夠輸出較大的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)了無鐵芯電機(jī)的大功率應(yīng)用。為了進(jìn)一步的節(jié)約能源損耗，這種內(nèi)外雙定子結(jié)構(gòu)無鐵芯電機(jī)的外磁極2與內(nèi)定子5用永磁材料制作省去勵(lì)磁繞組9。進(jìn)一步提高磁路的磁場(chǎng)強(qiáng)度，省去了勵(lì)磁能耗。本發(fā)明的電機(jī)磁極對(duì)數(shù)為P，P為自然整數(shù)。圖3為P = I的一個(gè)特例的磁路結(jié)構(gòu)形式。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用空芯的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)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(zhuǎn)子內(nèi)部安放了內(nèi)定子與外部的外定子磁極位置相對(duì)固定，加強(qiáng)了氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度，提高了電機(jī)的輸出功率。內(nèi)外定子磁極都可以運(yùn)用永磁材料制作，省去了勵(lì)磁線圈進(jìn)一步消除了勵(lì)磁損耗。使用本發(fā)明可取得的有益之處有兩點(diǎn)一是轉(zhuǎn)子兩邊都存在與輸出軸有機(jī)械連接的內(nèi)端蓋部分，兩部分都可以實(shí)現(xiàn)扭矩的傳遞，能夠加倍輸出電機(jī)功率；二是內(nèi)外定子可以采用永磁材料制造，內(nèi)外磁極在磁路上相串聯(lián)磁場(chǎng)強(qiáng)度得到加強(qiáng)，電機(jī)效率成倍提高。


附圖I是典型的空杯轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2本發(fā)明內(nèi)外雙定子無鐵芯電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3是本發(fā)明的磁路磁力線走勢(shì)示意圖。
具體實(shí)施例方式參閱圖2、圖3外磁極2、勵(lì)磁線圈9、安裝在機(jī)殼I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(chǎn)生勵(lì)磁磁通和支承轉(zhuǎn)子，該磁通從N極出發(fā)穿過轉(zhuǎn)子3進(jìn)入內(nèi)定子5，再從內(nèi)定子5穿出再次穿過轉(zhuǎn)子3進(jìn)入S極最終通過外殼磁軛構(gòu)成回路實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁。內(nèi)定子5通過內(nèi)軸承6安裝在輸出軸承10上面，由于內(nèi)軸承的滑動(dòng)作用輸出軸與內(nèi)定子在運(yùn)動(dòng)上保持隔離，內(nèi)定子并不隨輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)定子采用導(dǎo)磁材料制造，在磁場(chǎng)中會(huì)自動(dòng)受到磁力線定位作用的影響會(huì)自動(dòng)與外定子磁極對(duì)齊并實(shí)現(xiàn)定位，在內(nèi)外定子的共同作用下構(gòu)成磁阻最小的磁路結(jié)構(gòu)，電機(jī)轉(zhuǎn)子氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度得以加強(qiáng)，電機(jī)的功率輸出比大大增強(qiáng)達(dá)到實(shí)用價(jià)值。轉(zhuǎn)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。
權(quán)利要求
1.一種有內(nèi)外雙定子結(jié)構(gòu)的無鐵芯電機(jī)，它的基本特征是由外殼I、外磁極2、勵(lì)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(nèi)定子5共同組成內(nèi)外雙定子結(jié)構(gòu)，內(nèi)定子5通過滑動(dòng)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(duì)固定位置與輸出軸在運(yùn)動(dòng)上保持隔離，內(nèi)外雙定子組成電機(jī)的磁路系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子電樞繞組與高分子聚合材料制成的轉(zhuǎn)子3與內(nèi)端蓋4固定在輸出軸10上組成無鐵芯轉(zhuǎn)子電樞，由于轉(zhuǎn)動(dòng)部分沒有鐵芯消除了鐵芯損耗實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，轉(zhuǎn)子左右兩邊都存在與輸出軸連接的內(nèi)端蓋部分，能夠輸出較大的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)了無鐵芯電機(jī)的大功率應(yīng)用。
2.按權(quán)利I所述的內(nèi)外雙定子結(jié)構(gòu)無鐵芯電機(jī)，它的外磁極2與內(nèi)定子5用永磁材料制作省去勵(lì)磁繞組9。
3.按權(quán)利I所述的內(nèi)外雙定子結(jié)構(gòu)無鐵芯電機(jī)，它的磁極對(duì)數(shù)為P，P為自然整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型的電機(jī)結(jié)構(gòu)，它不用硅鋼片制作的電樞鐵芯，從而可以克服一般電機(jī)因鐵芯存在不可避免的引起渦流與磁滯損耗的缺點(diǎn)。它的基本特征是由外殼1、外磁極2、勵(lì)磁繞組9、等組成外定子和安裝在輸出軸10上的內(nèi)定子5共同組成內(nèi)外雙定子結(jié)構(gòu)，內(nèi)定子5通過滑動(dòng)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(duì)固定位置與輸出軸在運(yùn)動(dòng)上保持隔離，內(nèi)外雙定子組成電機(jī)的磁路系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子電樞繞組與高分子聚合材料制成的轉(zhuǎn)子3與內(nèi)端蓋4固定在輸出軸10上組成無鐵芯轉(zhuǎn)子電樞，轉(zhuǎn)子左右兩邊都存在與輸出軸連接的內(nèi)端蓋部分，能夠輸出較大的轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)了無鐵芯電機(jī)的大功率應(yīng)用。它運(yùn)用內(nèi)外雙定子結(jié)構(gòu)又不降低氣隙的磁場(chǎng)強(qiáng)度，保持了無鐵芯電機(jī)的高效節(jié)能和較高的功率體積比。
文檔編號(hào)H02K1/17GK102780343SQ20121023591
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者嚴(yán)小寶, 傅璐璐, 趙洪 申請(qǐng)人:麗水職業(yè)技術(shù)學(xué)院