CN201008124Y - 一种无刷直通式永磁直流电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种无刷的带有永磁体转子的直流电机，同时这种电机反向使用可以成为一种发电机。本实用新型的结构是：用软铁材料制成的定子上设置有至少两个用于设置绕组的磁极，且这六个绕组相互串联，定子的轴向剖面呈两个E型相向组合的结构，其中用于固定轴承的凸起部分与转子的固定永磁体的硅钢座间的间隙应当等于或小于转子与定子间的最小间隙，在转子上均匀固定设置有呈辐射状分布的四个永磁体，各永磁体的同一磁极指向转子轴心，且各永磁体固定在同一个硅钢座上。作为本实用新型的最佳实施例，其定子上设置有六个用于设置绕组的磁极。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无刷的带有永磁体转子的直流电机，同时这种电机反向使用可以成为一种发电机，即以动力驱动转子，其定子绕组可以有电流输出。本实用新型中包括：外壳、定子绕组和固定于转子上的永磁铁。
背景技术
为克服直流电机所采用的换向电刷的不足，现有的以永磁体构成的直流电机需要用一个定位与换向的电路来代替电刷换向装置。这类电机虽然有体积小、能量转换效率较高，以及调速简单、速比大的优点，但其适用的电压较低，功率不能很大。另外，这类电机结构相对较为复杂，而且换向电路易于损坏。现有技术直流电机存在的共同不足是只能用作电动机，而一般是无法直接用作发电机。
发明内容
本实用新型提供一种可以克服现有技术不足，不需要换向电路，相对效率较高，结构更为简单、生产成本较现有技术更低，可以用作电动机，也可以用作发电机的，新型的无刷直通式永磁直流电机。
本实用新型的结构是：用软铁材料制成的定子上设置有至少两个用于设置绕组的磁极，且这六个绕组相互串联，定子的轴向剖面呈两个E型相向组合的结构，其中用于固定轴承的凸起部分与转子的固定永磁体的硅钢座间的间隙应当等于或小于转子与定子间的最小间隙，在转子上均匀固定设置有呈辐射状分布的四个永磁体，各永磁体的同一磁极指向转子轴心，且各永磁体固定在同一个硅钢座上。作为本实用新型的最佳实施例，其定子上设置有六个用于设置绕组的磁极。
本发明转子上位于各永磁体除固定端外的部分可以是非金属材料，也可以是树脂材料，或者为塑料。
本实用新型的电机的定子部分用硅钢材料制成。
本实用新型的电机转子的永磁体最好采用强磁材料，如钐钴合金的永磁材料。
本实用新型有如下优点：
1、无电刷亦无换向电路，因此其结构较现有技术更为简单，工作更为可靠而且故障率低。
2、因无电刷因此可以知用于各种防爆、易燃的工作场合。
3、其能量转换效率较高。
4、由定子的各绕组以串联方式连接，因此可以适用于更高的工作电压，也可以用于大功率电机。
5、本实用新型的起动性能极好，无需加设的启动装置。
6、可以直接用作发电机。
7、因为本实用新型可以直接作发电机使用，因此它可以用在汽车、轮船等交通工具上，将下坡或刹车时的动能转换为电能存储起来。
8、可以节约能源。
附图说明
附图1为本实用新型轴向剖面示意图。附图2为图1的A-A向剖面示意图。附图3为图1的B-B向剖面示意图。
在附图中：1为电机轴，2为机壳，3为定子，4为定子绕组，5为转子上的永磁体，6为转子上用于固定永磁体5的硅钢座，7为转子上位于各永磁体间除固定端外的部分，8为用于设置绕组的磁极，9为键，10为定子用于设置轴承的凸起部分，11为定子与转子间的间隙，12为定子的凸起部分10与转子硅钢座6间的间隙。其中由永磁体5、硅钢座6及7构成转子。
具体实施方式
附图为本实用新型的一个实施例，以下结合附图进行解说：
参见图1，本实用新型的外壳2内为由硅钢材料制成的定子3，在轴1上设置有转子，转子由永磁体5、硅钢座6及夹于各永磁体间的部分7构成，参见图3。由图1可见，本实用新型的定子沿轴向剖面呈两个E型相向组合的结构，其中间凸出的部分10为硅钢材料制成的用于固定轴承的部分，在电机组装后这一部分与转子轴上固定的硅钢座6间的间隙12最好是等于或者小于转子与定子间的最小间隙11。由图1和图3还可见，本实用新型的转子上均匀分布有四个永磁体5，各永磁体分别固定于轴1上所设置的硅钢座6上，硅钢座6与轴1间用键9联接。转子各永磁体间的部分7为树脂材料。在实际的结构中7也可以采用其它的非金属材料，如塑料等。在附图给出的实施例中还可见各永磁铁5的N极向着定子方向，而S极指向转子轴。由图2可见，本实用新型的定子上均匀设置有6个用于设置绕组线圈的磁极，也就是图中用带圈的数字①、②、③、④、⑤、⑥标出的6个凸块，在这些磁极上所緾绕的各线圈8依次串联，且各绕组线圈的緾绕方向相同。
由图示的实施例可见，由于在转子上固定的各永磁体间部分7为磁不良导体的非金属材料，因此永磁体S极与N极间的磁力线难以穿过。而固定永磁体5的硅钢座6，以及用硅钢材料制成的定子均为磁的良导体，因此磁力线将主要通过转子与定子间的间隙11、定子以及定子中间的凸起部分10与转子硅钢座8间的间隙12闭合，同时由于间隙11与12非常的小，因此其漏磁会很小。这样在转子永磁体的N极与定子相对应的①至⑥磁极间和转子的S极、硅钢座6间会形成闭合的磁迴路。在绕组线圈通过直流电的情况下，转子上的永磁体在定子磁极的作用下即可按左手定则的方向转动作功，实现电机的功能，而且其起始转动非常容易实现，也就是说其起动怀能非常好。反之，在外力作用于转子使之转动时，各绕组线圈即会切割磁力线，按右手定则产生感生电流，实现发电机的功能。
由于本实用新型的定子线圈为串联布置，因此其耐过电压的数值会较大，会比现有的电机更为安全，同时本实用新型不仅可以用在小功率的场合，而且也可以用作大功率电机，还可以作为现有发电机制励磁电机使用。另外，因本实用新型没有任何附加的电路及装置，所以不会产生附加的能耗，故较现有技术会更为节能。由于本实用新型无电刷，因此在运行时不会产生火花，因此更为适以在易燃易爆的环境中使用。因本实用新型可以直接用作发电机，因此用在汽车、轮船等交通工具上会使车辆更为节能省油，更可减少车辆等交通工具燃烧产物的排放。
Claims (7)
1.一种无刷直通式永磁直流电机，包括：定子绕组、固定于转子上的永磁铁，其特征在于用软铁材料制成的定子上设置有至少两个用于设置绕组的磁极，且这六个绕组相互串联，定子的轴向剖面呈两个E型相向组合的结构，其中用于固定轴承的凸起部分与转子的固定永磁体的硅钢座间的间隙等于或小于转子与定子间的最小间隙，在转子上均匀固定设置有呈辐射状分布的四个永磁体，各永磁体的同一磁极指向转子轴心，且各永磁体固定于一个硅钢座上。
2.根据权利要求1所述的无刷直通式永磁直流电机，其特征在于在定子上设置有六个用于设置绕组的磁极。
3.根据权利要求2所述的无刷直通式永磁直流电机，其特征在于转子上位于各永磁体除固定端外的部分为非金属材料。
4.根据权利要求3所述的无刷直通式永磁直流电机，其特征在于转子上位于各永磁体除固定端外的部分为树脂材料。
5.根据权利要求3所述的无刷直通式永磁直流电机，其特征在于转子上位于各永磁体除固定端外的部分为塑料。
6.根据权利要求1至5所述的任一无刷直通式永磁直流电机，其特征在于电机的定子部分用硅钢材料制成。
7.根据权利要求6所述的无刷直通式永磁直流电机，其特征在于电机转子的永磁体为强磁材料。
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