CN111245188A - 一种直流永磁无刷电动机装置 - Google Patents
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Abstract
一种直流永磁无刷电动机装置，包括定子及转子，定子设有一个或多个，转子设于定子的两侧，所述定子包括两个侧板，在两个侧板的中部连接有用于供转轴穿过的轴承套，在两个侧板之间设有多个铁芯，铁芯外绕设线圈；所述转子包括连接于转轴上的转盘，在转盘上设有与铁芯相对应的永磁体。本发明提供一种直流永磁无刷电动机装置，解决楠管生产工艺复杂的问题，提供一种直流永磁无刷电动机装置，利用永磁体作为驱动能源，实现电动机的快速转动。
Description
技术领域
本发明涉及民电动机技术领域，具体涉及一种直流永磁无刷电动机装置。
背景技术
传统电动机绕组少，绕组绕成之后的长度与机体长度相当，甚至大于机体，减少了绕线匝数，并且减少了励磁与电磁场的接触面积。运行时必须再带降温风扇，一旦风扇损坏，温度快速上升，容易烧毁；并且，若一组线圈损坏，必须换掉全部绕组，费时费力。同时，转轴因旋转时受力较大，温度增加，减少了转轴的使用寿命，一旦转轴损坏，容易发生扫堂事故，造成整机报废。
发明内容
本发明的目的是提供一种直流永磁无刷电动机装置，解决楠管生产工艺复杂的问题，提供一种直流永磁无刷电动机装置，利用永磁体作为驱动能源，实现电动机的快速转动。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种直流永磁无刷电动机装置，包括定子及转子，定子设有一个或多个，转子设于定子的两侧，所述定子包括两个侧板，在两个侧板的中部连接有用于供转轴穿过的轴承套，在两个侧板之间设有多个铁芯，铁芯外绕设线圈；所述转子包括连接于转轴上的转盘，在转盘上设有与铁芯相对应的永磁体。
优选的，所述定子设有一个，在定子的两侧分别设有侧面转盘，侧面转盘靠近定子的一侧设有非导磁材料，在非导磁材料中嵌设有多个永磁体。
优选的，所述定子设有两个，在两个定子之间设有中间转盘，中间转盘的两侧设有非导磁材料，在非导磁材料中嵌设有多个永磁体；在两个定子的两侧分别设有侧面转盘，侧面转盘靠近定子的一侧设有非导磁材料，在非导磁材料中嵌设有多个永磁体。
优选的，所述侧面转盘的外侧设有边盖，转轴穿过边盖，并可在边盖内转动。
优选的，其中一个边盖的内侧设有多个霍尔传感器，多个霍尔传感器呈圆形分布，并与铁芯的数量相对应；在与霍尔传感器相对的侧面转盘的侧壁上设有多个与霍尔传感器相对应的磁块。
优选的，所述霍尔传感器与控制模块连接，控制模块与IGBT模块连接，IGBT模块与线圈连接。
优选的，所述两个侧板之间设有保护罩，用于保护线圈，所述保护罩为锯齿状的环形结构。
优选的，所述边盖及侧板均设于底座上，在底座上设有壳体。
优选的，所述边盖与转盘之间以及定子与转盘之间均设有平面轴承。
优选的，所述转盘可拆卸的连接于转轴上。
优选的，所述侧板采用不锈钢材料，具体的，采用304不锈钢。
优选的，所述铁芯的数量为4-40个，且为偶数个。
本发明提供一种直流永磁无刷电动机，具有以下优点：
1、电磁与永磁接触面积大，
2、根据安培定律，在同功率，同电流电压的情况下，绕组匝数远多于传统电动机；
3、维护方便，一但出现短路，只需要更换一个绕组；
4、通过霍尔传感器实现位置检测，通过IGBT模块实现电流的换向，从而增加了转换速度，实现转速增大；
5、在电磁不断改变磁性以及与永磁连续不断的作用力下，能够产生较大的扭力，增加了功率利用率；
6、当转轴处于转动状态时，不改变电流方向的情况下，能够迅速实现制动，制动扭力大；
7、本装置可在不改变本体结构的情况下改造为发电机，实现一机多用，可拓展至储能设备，新能源汽车等领域；
8、采用多个霍尔传感器，一旦其中一个失效，其余的仍可保证装置正常运行；
9、定子边盖采用不锈钢材质，减少了磁力损耗。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为本发明侧面板及轴承套的结构示意图；
图3为本发明定子的内部结构示意图示意图；
图4为本发明转子的结构示意图；
图5为本发明实施例二的结构示意图；
图6为本发明霍尔传感器的装设结构示意图；
图7为本发明磁块的装设结构示意图；
图8为本发明定子装上保护罩后的结构示意图；
图9为本发明定子装上保护罩后的内部构示意图；
图10为本发明装上壳体后的结构示意图；
图11为本发明实施例三的结构示意图。
具体实施方式
实施例一，如图1-3所示，一种直流永磁无刷电动机装置，包括定子及转子，定子设有一个或多个，转子设于定子的两侧，所述定子包括两个侧板1，在两个侧板1的中部连接有用于供转轴2穿过的轴承套3，在两个侧板1之间设有多个铁芯4，铁芯外绕设线圈5，同一定子上的多组线圈串联连接；所述转子包括连接于转轴2上的转盘，在转盘上设有与铁芯4相对应的永磁体6。所述铁芯4采用硅钢材料，所述永磁体6采用钕铁硼磁体。
优选的，所述定子设有一个，在定子的两侧分别设有侧面转盘7，侧面转盘7靠近定子的一侧设有非导磁材料8，在非导磁材料8中嵌设有多个永磁体6，如图4所示。非导磁材料8为了减少磁力损失，采用环氧树脂材料。
优选的，所述侧面转盘7的外侧设有边盖10，转轴2穿过边盖10，并可在边盖10内转动。
优选的，如图6所示，其中一个边盖的内侧设有多个霍尔传感器11，多个霍尔传感器11呈圆形分布，并与铁芯4的数量相对应；如图7所示，在与霍尔传感器11相对的侧面转盘7的侧壁上设有多个与霍尔传感器11相对应的磁块12。霍尔传感器用于检测转子的转动位置，并将信号传递至控制模块。
优选的，所述霍尔传感器11与控制模块连接，控制模块与IGBT模块连接，IGBT模块与线圈5连接。控制模块接收到磁块与霍尔传感器对齐的位置信息时，向IGBT模块发出指令，IGBT模块控制线圈中的电流反向，使永磁体不断对产生磁场的铁芯产生推力。
优选的，所述边盖10与转盘之间以及定子与转盘之间均设有平面轴承16。所述平面轴承16起到分隔作用，并能保持间隙大小，同时不会阻碍转子转动。
优选的，所述转盘可拆卸的连接于转轴2上。
优选的，所述侧板1采用不锈钢材料，具体的，采用304不锈钢。
实施例二，如图2-4所示，一种直流永磁无刷电动机装置，包括定子及转子，定子设有一个或多个，转子设于定子的两侧，所述定子包括两个侧板1，在两个侧板1的中部连接有用于供转轴2穿过的轴承套3，在两个侧板1之间设有多个铁芯4，铁芯外绕设线圈5，同一定子上的多组线圈串联连接；所述转子包括连接于转轴2上的转盘，在转盘上设有与铁芯4相对应的永磁体6。
优选的，如图5所示，所述定子设有两个，在两个定子之间设有中间转盘9，中间转盘9的两侧设有非导磁材料8，在非导磁材料8中嵌设有多个永磁体6；在两个定子的两侧分别设有侧面转盘7，侧面转盘7靠近定子的一侧设有非导磁材料8，在非导磁材料8中嵌设有多个永磁体6。
优选的，所述侧面转盘7的外侧设有边盖10，转轴2穿过边盖10，并可在边盖10内转动。
优选的，如图6所示，其中一个边盖的内侧设有多个霍尔传感器11，多个霍尔传感器11呈圆形分布，并与铁芯4的数量相对应；如图7所示，在与霍尔传感器11相对的侧面转盘7的侧壁上设有多个与霍尔传感器11相对应的磁块12。
优选的，所述霍尔传感器11与控制模块连接，控制模块与IGBT模块连接，IGBT模块与线圈5连接。
优选的，如图8-9所示，所述两个侧板1之间设有保护罩13，用于保护线圈5，所述保护罩13为锯齿状的环形结构。锯齿状结构起到增强散热的效果。
优选的，如图10所示，所述边盖10及侧板1均设于底座14上，在底座14上设有壳体15。壳体15对整个装置起到保护作用。
优选的，所述边盖10与转盘之间以及定子与转盘之间均设有平面轴承16。
优选的，所述转盘可拆卸的连接于转轴2上。
优选的，所述侧板1采用不锈钢材料，具体的，采用304不锈钢。
实施例三，如图11所示，所述定子设有两个以上，本发明可在实施例二的基础上继续优化，可在同一转轴上设置若干转子及定子，可无限延长本装置。
本装置中定子上的铁芯数量为4-40个，且为偶数个，转子上的永磁体的数目及位置与铁芯对应，在本专利中，优选的，所述铁芯的数量为10个。转子上的永磁体呈N、S极交错设置，且定子两侧的转子为相吸状态。
装置通电后，转子在永磁体与定子铁芯产生的相对作用力的作用下进行移动，当永磁体移动至与铁芯相对应的位置时，磁块与霍尔传感器对齐，霍尔传感器发出位置信号给控制模块，控制模块向IGBT模块发出指令，控制电流反向，从而使铁芯的磁性反向，进而继续与转子上的永磁体产生相对作用力，由此不断推动转子转动。
若转子处于高转速时，可通过不改变电流方向，使铁芯的极性保持不变，将对静态中的永磁体与电磁力产生很大的阻力，能够迅速对转子进行制动。
本装置可改变绕组匝数、电流等参数，来改变作用力的大小，还可扩大装置的直径，也可增加多转子、多定子串联在一起，增大扭力，使用灵活，调节方便。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种直流永磁无刷电动机装置，其特征在于：包括定子及转子，定子设有一个或多个，转子设于定子的两侧，所述定子包括两个侧板（1），在两个侧板（1）的中部连接有用于供转轴（2）穿过的轴承套（3），在两个侧板（1）之间设有多个铁芯（4），铁芯外绕设线圈（5）；所述转子包括连接于转轴（2）上的转盘，在转盘上设有与铁芯（4）相对应的永磁体（6）。
2.根据权利要求1所述一种直流永磁无刷电动机装置，其特征在于：所述定子设有一个，在定子的两侧分别设有侧面转盘（7），侧面转盘（7）靠近定子的一侧设有非导磁材料（8），在非导磁材料（8）中嵌设有多个永磁体（6）。
3.根据权利要求1所述一种直流永磁无刷电动机装置，其特征在于：所述定子设有两个，在两个定子之间设有中间转盘（9），中间转盘（9）的两侧设有非导磁材料（8），在非导磁材料（8）中嵌设有多个永磁体（6）；在两个定子的两侧分别设有侧面转盘（7），侧面转盘（7）靠近定子的一侧设有非导磁材料（8），在非导磁材料（8）中嵌设有多个永磁体（6）。
4.根据权利要求2或3所述一种直流永磁无刷电动机装置，其特征在于：所述侧面转盘（7）的外侧设有边盖（10），转轴（2）穿过边盖（10），并可在边盖（10）内转动。
5.根据权利要求4所述一种直流永磁无刷电动机装置，其特征在于：其中一个边盖的内侧设有多个霍尔传感器（11），多个霍尔传感器（11）呈圆形分布，并与铁芯（4）的数量相对应；在与霍尔传感器（11）相对的侧面转盘（7）的侧壁上设有多个与霍尔传感器（11）相对应的磁块（12）。
6.根据权利要求5所述一种直流永磁无刷电动机装置，其特征在于：所述霍尔传感器（11）与控制模块连接，控制模块与IGBT模块连接，IGBT模块与线圈（5）连接。
7.根据权利要求1所述一种直流永磁无刷电动机装置，其特征在于：所述两个侧板（1）之间设有保护罩（13），用于保护线圈（5），所述保护罩（13）为锯齿状的环形结构。
8.根据权利要求1或7所述一种直流永磁无刷电动机装置，其特征在于：所述边盖（10）及侧板（1）均设于底座（14）上，在底座（14）上设有壳体（15）。
9.根据权利要求4所述一种直流永磁无刷电动机装置，其特征在于：所述边盖（10）与转盘之间以及定子与转盘之间均设有平面轴承（16）。
10.根据权利要求1所述一种直流永磁无刷电动机装置，其特征在于：所述侧板（1）采用不锈钢材料，所述铁芯（4）的数量为4-40个，且为偶数个。
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| CN112953148A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-06-11 | 王伟 | 一种转动机构 |
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2020
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