新型凸極式定轉(zhuǎn)子無刷線圈激磁直流電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電機設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型凸極式定轉(zhuǎn)子無刷線圈激磁直流電機。
【背景技術(shù)】
[0002]對于傳統(tǒng)的無刷直流電機，由于其結(jié)構(gòu)簡單、出力大、調(diào)速性能良好，在工業(yè)領(lǐng)域中得到了日益廣泛的應(yīng)用；伴隨著隨著電機技術(shù)、電力電子技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)、控制理論及傳感器技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，無刷直流電機的控制技術(shù)已日趨成熟，同時，其電機優(yōu)化設(shè)計、節(jié)能型驅(qū)動、轉(zhuǎn)矩波動抑制、無位置傳感器控制、弱磁調(diào)速等技術(shù)難題均得到了很好的研宄和解決；但無刷直流電機中永磁體的存在仍有其不足之處:電機由永磁體勵磁，磁通不能控制，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩、速度擴展能力有限；使用永磁體進行勵磁，使用環(huán)境有限，并且永磁體存在退磁風(fēng)險，使電機性能持續(xù)降低；永磁無刷直流電機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量較大，轉(zhuǎn)動慣量大，啟動性能不佳；成本較高、永磁轉(zhuǎn)子激磁磁通無法控制、恒功率運行區(qū)間變小導(dǎo)致電機速度擴展能力有限以及存在永磁體的退磁風(fēng)險等問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型提出一種新型凸極式定轉(zhuǎn)子無刷線圈激磁直流電機，以達到擴大轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的控制范圍、提高電機的可靠性、降低電機控制的復(fù)雜性和提高電機動態(tài)運行性能的目的。
[0004]一種新型凸極式定轉(zhuǎn)子無刷線圈激磁直流電機，包括電機機殼、電機前端蓋、電機后端蓋、電機轉(zhuǎn)軸，還包括卷筒、激磁線圈、第一凸極定子、第二凸極定子、第一凸極轉(zhuǎn)子和第二凸極轉(zhuǎn)子；
[0005]所述電機前端蓋設(shè)置于電機機殼的一端，電機后端蓋設(shè)置于電機機殼的另一端，電機轉(zhuǎn)軸的一端穿過電機前端蓋的中間孔，電機轉(zhuǎn)軸的另一端穿過電機后端蓋的中間孔；
[0006]所述第一凸極定子固定設(shè)置于電機內(nèi)部一端的電機機殼上，第一凸極轉(zhuǎn)子固定設(shè)置于電機內(nèi)部電機轉(zhuǎn)軸的一端，第一凸極定子與第一凸極轉(zhuǎn)子對應(yīng)放置；第二凸極定子固定設(shè)置于電機內(nèi)部另一端的電機機殼上，第二凸極轉(zhuǎn)子固定設(shè)置于電機內(nèi)部電機轉(zhuǎn)軸的另一端，第二凸極定子和第二凸極轉(zhuǎn)子對應(yīng)放置；
[0007]所述的卷筒通過卡槽固定設(shè)置于第一凸極定子與第二凸極定子之間的電機機殼內(nèi)壁上，激磁線圈纏繞在卷筒內(nèi)。
[0008]所述第一凸極定子與第二凸極定子對稱放置，第一凸極轉(zhuǎn)子與第二凸極轉(zhuǎn)子對稱放置。
[0009]所述卷筒對應(yīng)位置的電機轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有凸起。
[0010]所述第一凸極定子和第二凸極定子的每個凸極上均纏繞有勵磁繞組。
[0011]所述的第一凸極定子和第二凸極定子均采用凸極個數(shù)為9的凸極定子，或凸極個數(shù)為12的凸極定子，或凸極個數(shù)為15的凸極定子。
[0012]當(dāng)?shù)谝煌箻O定子和第二凸極定子均采用凸極個數(shù)為9的凸極定子時，第一凸極轉(zhuǎn)子和第二凸極轉(zhuǎn)子均采用凸極個數(shù)為6的凸極轉(zhuǎn)子；當(dāng)?shù)谝煌箻O定子和第二凸極定子均采用凸極個數(shù)為12的凸極定子時，第一凸極轉(zhuǎn)子和第二凸極轉(zhuǎn)子均采用凸極個數(shù)為9的凸極轉(zhuǎn)子；當(dāng)?shù)谝煌箻O定子和第二凸極定子均采用凸極個數(shù)為15的凸極定子時，第一凸極轉(zhuǎn)子和第二凸極轉(zhuǎn)子均采用凸極個數(shù)為10的凸極轉(zhuǎn)子或凸極個數(shù)為12的凸極轉(zhuǎn)子。
[0013]本實用新型的有益效果:
[0014](I)本發(fā)明設(shè)計電機采用激磁線圈結(jié)構(gòu)，通過控制激磁線圈中的直流電來調(diào)節(jié)電機的磁通，進而控制轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速，擴大了轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的控制范圍。
[0015](2)采用線圈激磁結(jié)構(gòu)代替永磁體，可以避免永磁體的退磁風(fēng)險，能夠在更為惡劣的環(huán)境下使用，提高了電機的可靠性。
[0016](3)由于定轉(zhuǎn)子需要有良好的導(dǎo)磁性能，本電機的定轉(zhuǎn)子均使用娃鋼片疊壓而成，大大減輕了電機的質(zhì)量，減小了電機的轉(zhuǎn)動慣量，降低了電機控制的復(fù)雜性。
[0017](4)對于三相9-6結(jié)構(gòu)、三相15-10結(jié)構(gòu)、四相12_9結(jié)構(gòu)和五相15-12結(jié)構(gòu)的凸極式定轉(zhuǎn)子，這四類不同結(jié)構(gòu)的無刷線圈激磁直流電機，不僅豐富了無刷直流電機的種類，還更加提高了電機轉(zhuǎn)矩、降低了轉(zhuǎn)矩的波動，電機動態(tài)運行性能更好。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的新型凸極式定轉(zhuǎn)子無刷線圈激磁直流電機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實用新型實施例1的三相9-6結(jié)構(gòu)凸極式定轉(zhuǎn)子無刷線圈激磁直流電機的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)剖面圖；
[0020]圖3為本實用新型實施例2的四相12-9結(jié)構(gòu)凸極式定轉(zhuǎn)子無刷線圈激磁直流電機的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)剖面圖；
[0021]圖4為本實用新型實施例3的三相15-10結(jié)構(gòu)凸極式定轉(zhuǎn)子無刷線圈激磁直流電機的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)剖面圖；
[0022]圖5為本實用新型實施例4的五相15-12結(jié)構(gòu)凸極式定轉(zhuǎn)子無刷線圈激磁直流電機的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)剖面圖；
[0023]圖6為本實用新型的新型凸極式定轉(zhuǎn)子無刷線圈激磁直流電機磁通路徑示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本實用新型四種實施例做進一步說明。
[0025]一種新型凸極式定轉(zhuǎn)子無刷線圈激磁直流電機，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，圖中I為電機機殼，2為電機前端蓋，3為電機后端蓋，4為電機轉(zhuǎn)軸，5為卷筒，6為激磁線圈，7為第一凸極定子，8為第二凸極定子，9為第一凸極轉(zhuǎn)子，10為第二凸極轉(zhuǎn)子，11為勵磁繞組；
[0026]如圖1所示，電機前端蓋2設(shè)置于電機機殼I的一端，電機后端蓋3設(shè)置于電機機殼I的另一端，電機轉(zhuǎn)軸4的一端穿過電機前端蓋2的中間孔，電機轉(zhuǎn)軸4的另一端穿過電機后端蓋3的中間孔；
[0027]如圖1所示，第一凸極定子7固定設(shè)置于電機內(nèi)部一端的電機機殼I上，第一凸極定子7的每個凸極上均纏繞有勵磁繞組，第一凸極轉(zhuǎn)子9固定設(shè)置于電機內(nèi)部電機轉(zhuǎn)軸4的一端，第一凸極定子7與第一凸極轉(zhuǎn)子9對應(yīng)放置，第一凸極定子7與第一凸極轉(zhuǎn)子9之間留有0.4毫米的氣隙；第二凸極定子8固定設(shè)置于電機內(nèi)部另一端的電機機殼I上，第二凸極定子8的每個凸極上均纏繞有勵磁繞組，第二凸極轉(zhuǎn)子10固定設(shè)置于電機內(nèi)部電機轉(zhuǎn)軸4的另一端，第二凸極定子8和第二凸極轉(zhuǎn)子10對應(yīng)放置，第二凸極定子8與第二凸極轉(zhuǎn)子10之間留有0.4毫米的氣隙，并且第一凸極定子7與第二凸極定子8對稱放置，第一凸極轉(zhuǎn)子9與第二凸極轉(zhuǎn)子10對稱放置；
[0028]如圖1所示，所述的卷筒5通過卡槽固定設(shè)置于第一凸極定子7與第二凸極定子8之間的電機機殼I內(nèi)壁上，激磁線圈6纏繞在卷筒5內(nèi)，卷筒5對應(yīng)位置的電機轉(zhuǎn)軸4上設(shè)置有凸起；
[0029]實施例1中，三相9-6結(jié)構(gòu)的新型凸極式定轉(zhuǎn)子無刷線圈激磁直流電機，定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)剖面圖如圖2所示，第一凸極定子7上均勻分布9個凸極，第一凸極轉(zhuǎn)子9上均勻分布6個凸極，即為雙凸極結(jié)構(gòu)，第一凸極定子7的每個凸極上均纏繞有勵磁繞組11 ;將第一凸極定子7每個凸極上的勵磁繞組合理布局均勻分為A、B、C三相，A相包括Al相、A2相和A3相，B相包括BI相、B2相和B3相，C相包括Cl相、C2相和C3相，Al相、A2相和A3相的勵磁繞組11串聯(lián)連接，BI相、B2相和B3相的勵磁繞組11串聯(lián)連接，Cl相、C2相和C3相的勵磁繞組11串聯(lián)連接；第二凸極定子8的結(jié)構(gòu)與第一凸極定子7的結(jié)構(gòu)相同，第二凸極轉(zhuǎn)子10的結(jié)構(gòu)與第一凸極轉(zhuǎn)子9的結(jié)構(gòu)相同；保證勵磁繞組與激磁線圈產(chǎn)生的磁通方向一致時，順序?qū)ˋ相、B相和C相，則電機逆時