專利名稱：軸徑向勵磁永磁無刷外轉電機的制作方法
技術領域：
本發明涉及電動機領域，更具體地說，涉及軸徑向勵磁永磁無刷電動機。
背景技術：
軸徑向勵磁永磁無刷電動機是一種機電能量轉換裝置，其廣泛應用于行走工具，行走工具所應用的電機有其特有的性能要求起動力矩大、無極調速、電流小、功率密度大等。在行走行業大多要求高精度恒速驅動，另外在低振動、低噪音等方面要求越來越高；因此除了要求電機電流所產生的電磁力矩脈動要小外，還要求減少永磁磁場和鐵芯結構產生的磁反應力矩變化要小。常用永磁電機的結構按磁通穿過氣隙時的走向分為徑向磁通圓柱式永磁電機和軸向磁通盤式永磁電機,每種單獨類型電機的結構還不夠緊湊,不能有效提高功率密度，例如，對于徑向磁通圓柱式永磁電機，當電機長徑比較小時，繞組端部長度占電機軸向長度的比例較大，并且槽底到軸間的很大一部分空間沒被利用；而對于軸向磁通盤式永磁電機，在鐵心內徑和外徑都有很大一部分空間浪費在端部繞組上。
發明內容
本發明提供了一種軸徑向勵磁永磁無刷電動機，目的在于解決現有技術中電機內部空間利用不足而造成的磁場強度不高，進而導致電機效率不高的問題。為了解決上述問題，本發明采用的技術方案是軸徑向勵磁永磁無刷電機，包括第一軸向轉子、第二軸向轉子、徑向轉子和設置有固定軸的定子組件，所述第一軸向轉子和第二軸向轉子穿設在所述固定軸的兩端，所述徑向轉子設置在第一軸向轉子和第二軸向轉子之間；所述第一軸向轉子、第二軸向轉子和徑向轉子組成一封閉空腔，所述定子組件固定在處于所述封閉空腔內的所述固定軸上，所述定子組件還包括徑向定子支架、第一軸向定子、第二軸向定子、徑向定子、第一折疊繞組和第二折疊繞組，所述徑向定子支架垂直固定在所述固定軸上，所述第一軸向定子、第二軸向定子和徑向定子固定于所述徑向定子支架上，所述第一折疊繞組和第二折疊繞組分別纏繞在所述第一軸向定子、第二軸向定子上。進一步地所述第一軸向轉子包括第一軸向永磁鐵、第一端蓋、第一導磁盤和第一滾動軸承；所述第一端蓋通過第一滾動軸承和所述固定軸的一端連接；所述第一導磁盤固定在所述第一端蓋內側，所述第一軸向永磁體固定在所述第一導磁盤內側；所述第二軸向轉子還包括第二軸向永磁鐵、第二端蓋、第二導磁盤和第二滾動軸承；所述第二端蓋通過第二滾動軸承和所述固定軸的另一端連接；所述第二導磁盤固定在第二端蓋內側，所述第二軸向永磁體固定在第二導磁盤內側。。進一步地所述徑向轉子包括徑向永磁鐵、機殼和導磁環；所述機殼為圓筒狀，其兩端面分別和第一軸向轉子、第二軸向轉子固定；所述導磁環固定在所述機殼內側，所述徑向永磁體固定在所述導磁環內側。進一步地所述徑向定子支架呈空心管狀且和所述固定軸垂直交叉連接；所述徑向定子固定于所述徑向定子支架的兩端面，所述第一軸向定子和第二軸向定子固定在所述徑向定子支架外圓周且相對于所述固定軸軸心線對稱分布。進一步地所述第一軸向轉子和第二軸向轉子相對設置。進一步地還包括三相電源引線，所述三相電源引線和第一折疊繞組或第二折疊繞組連接。本發明提供的技術與現有技術相比的有益效果在于本發明通過在空心圓管狀的徑向定子支架的圓周側面上分別設置第一軸向定子、第二軸向定子以及在徑向定子支架端面設置徑向轉子，并分別在第一軸向定子、第二軸向定子設置第一折疊繞組和第二折疊繞組，最大限度的利用了電機內部的空間，提高了電機內部的磁場密度，因此也提高了電機的功率。
圖1為本發明實施例提供的軸徑向勵磁永磁無刷電動機結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的軸徑向勵磁永磁無刷電動機的第一軸向轉子結構示意圖；圖3為本發明實施例提供的軸徑向勵磁永磁無刷電動機的徑向轉子結構示意圖；圖4為本發明實施例提供的軸徑向勵磁永磁無刷電動機的定子組件結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。參考圖1并結合圖2、圖3、圖4。圖1為本發明實施例提供的軸徑向勵磁永磁無刷電動機結構示意圖。圖2為第一軸向轉子I的結構示意圖，它和第二軸向轉子2結構相同。參考圖1，本軸徑向勵磁永磁無刷電動機由第一軸向轉子1、第二軸向轉子2、徑向轉子3、定子組件4組成。定子組件4包括有固定軸46，第一軸向轉子I和第二軸向轉子2分別相對的穿過固定軸46，并且相對設置在固定軸46的兩端。徑向轉子3則套設在固定軸46上，它在整體上呈空心圓筒狀，它的兩個端面分別和第一軸向轉子I的內側以及第二軸向轉子2的內側固定密封連接。因此，第一軸向轉子1、第二軸向轉子2以及徑向轉子3構成了一個套在固定軸46上的圓筒形空腔。定子組件4還包括有第一軸向定子41、徑向定子支架42、徑向定子43、第一折疊繞組44、第二折疊繞組48,第二軸向定子45、固定軸46。徑向定子支架42為空心圓管狀,它的軸心線和固定軸46垂直分布。第一軸向定子41、第二軸向定子45固定在徑向定子支架42側壁圓周上,第一折疊繞組44和第二折疊繞組48則分別纏繞在第一軸向定子41、第二軸向定子45上面。而在徑向定子支架42的兩端，則固定有徑向定子43。上述結構的設計要點在于，利用徑向定子支架42的有限長度，盡可能的多纏繞折疊繞組，提高電機內部空間的利用率，提升電機的的功率。參考圖1并結合圖2,圖3。第一軸向轉子I包括第一端蓋11、第一導磁盤12、第一軸向永磁體13、第一滾動軸承14。第一導磁盤12固定在第一端蓋11的內側，第一軸向永磁體13固定在第一導磁盤12的內側,第一端蓋11通過第一軸承14連接在固定軸46的一端。由于第二軸向轉子2的結構和第一軸向轉子完全相同，即包括第二端蓋21、第二導磁盤22、第二軸向永磁體23、第二軸承24 ;第二導磁盤22的固定在第二端蓋21的內側，第二軸向永磁體23固定在第二導磁盤22的內側。第二端蓋21通過第一軸承24連接在固定軸46的另一端。由于第一軸向轉子I和第二軸向轉子2分別相對設置在固定軸46的兩端，因此第一軸向永磁體13和第二軸向永磁體23相對設置。參考圖1并結合圖3，圖3為徑向轉子3的結構示意圖。徑向轉子3包括機殼31、導磁環32、徑向永磁體33。機殼31呈圓筒狀,導磁環32固定在機殼31的內側,徑向永磁體33固定在導磁環32的內側。徑向轉子3的兩端面分別和第一軸向轉子I的第一端蓋11和第二軸向轉子2的第二端蓋21用螺栓(圖中未示出)可拆卸密封連接。因此第一軸向轉子1、第二軸向轉子2和徑向轉子3構成了一個密封的圓筒形的空腔，該空腔的內側圓周設置了徑向永磁體33，兩底端則設置了第一軸向永磁體13和第二軸向永磁體23。相當于整個空腔的內側都布滿了磁場，這為電機產生電流提供了必要的磁場環境。參考圖4，為了更加有效的利用電機內部的有限空間，第一軸向定子41和第二軸向定子45相對于固定軸46軸心線對稱分布。由于第一折疊繞組44和第二折疊繞組48纏繞在第一軸向定子41和第二軸向定子45外側，因此，第一折疊繞組44和第二折疊繞組48也相對于固定軸46的軸心線對稱分布，該結構使線圈繞組分布更加均勻，能最大限度的利用電機內部的磁通。參考圖4，此外，為了將電機產生的電流有效輸送出去，還包括三相電源引線47，它和第一折疊繞組44或第二折疊繞組48連接，并通過固定軸46和外部的電能存儲設備連接。為了達到電機平穩可靠運行，磁極對數和定子槽數的選配非常重要。q(每極每相槽數)等于整數的，叫整數槽繞組；等于分數的，叫分數槽繞組。在永磁同步電機中如果采用整數槽繞組，往往會產生定子的齒和轉子的磁極相吸而產生類似與步進電動機的“齒極對齊”的現象，也就是齒槽效應引起的脈動，對電動機運行產生不良影響，因此這里采用分數槽繞組。分數槽繞組的優點之一就是能把定子上的齒和轉子上的磁極互相錯開，從而改善了電動機的運行性能。根據公式q=Z/2pm，當q為整數時，稱整數槽繞組；q為分數時，稱分數槽繞組。其中q—每極每相槽數；Z—槽數；2P—極對數;111一相數。在本實施例中，電機采用分數槽繞組。分數槽繞組的槽和磁極配合很多，主要看整體電機技術指標，特別是轉速，高轉速磁極選配少一些；低速磁極選配多一些。如m=3、Z=36、P=20, q=Z/2pm=3/10，適用于低速電機;m=3、Z=12、P=7, q=Z/2pm=2/7,適用于中低速電機。本設計為磁極8對,既16個極,則q=Z/2pm=18/16*3=3/8這是一個不可再約的分數,所以它是一臺分數槽繞組電動機。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.軸徑向勵磁永磁無刷電機，其特征在于包括第一軸向轉子、第二軸向轉子、徑向轉子和設置有固定軸的定子組件，所述第一軸向轉子和第二軸向轉子相對設于所述固定軸的兩端，所述徑向轉子設置在第一軸向轉子和第二軸向轉子之間，使所述第一軸向轉子、第二軸向轉子和徑向轉子組成一封閉空腔，所述定子組件處于該封閉空腔內，所述定子組件還包括徑向定子支架、第一軸向定子、第二軸向定子、徑向定子、第一折疊繞組和第二折疊繞組，所述徑向定子支架垂直固定在所述固定軸上，所述第一軸向定子、第二軸向定子和徑向定子固定于所述徑向定子支架上，所述第一折疊繞組和第二折疊繞組分別纏繞在所述第一軸向定子、第二軸向定子上。
2.如權利要求1所述的軸徑向勵磁永磁無刷電機，其特征在于所述第一軸向轉子包括第一軸向永磁鐵、第一端蓋、第一導磁盤和第一滾動軸承；所述第一端蓋通過第一滾動軸承和所述固定軸的一端連接；所述第一導磁盤固定在所述第一端蓋內側，所述第一軸向永磁體固定在所述第一導磁盤內側；所述第二軸向轉子包括第二軸向永磁鐵、第二端蓋、 第二導磁盤和第二滾動軸承，所述第二端蓋通過第二滾動軸承和所述固定軸的另一端連接；所述第二導磁盤固定在第二端蓋內側，所述第二軸向永磁體固定在第二導磁盤內側。
3.如權利要求1所述的軸徑向勵磁永磁無刷電機，其特征在于所述徑向轉子包括徑向永磁鐵、機殼和導磁環；所述機殼為圓筒狀，其兩端面分別與第一軸向轉子、第二軸向轉子固定；所述導磁環固定在所述機殼內側，所述徑向永磁體固定在所述導磁環內側。
4.如權利要求1所述的軸徑向勵磁永磁無刷電機，其特征在于所述徑向定子支架呈空心管狀且和所述固定軸垂直交叉連接；所述徑向定子固定于所述徑向定子支架的兩端面，所述第一軸向定子和第二軸向定子固定在所述徑向定子支架外圓周且相對于所述固定軸軸心線對稱分布。
5.如權利要求1所述的軸徑向勵磁永磁無刷電機，其特征在于還包括三相電源引線， 所述三相電源引線和第一折疊繞組或第二折疊繞組連接。
全文摘要
本發明適用于電機領域，提供了一種軸徑向勵磁永磁無刷電機，包括第一軸向轉子、第二軸向轉子、徑向轉子和定子組件。定子組件包括固定軸、固定在固定軸的徑向定子支架、第一軸向定子、第二軸向定子、徑向定子、第一折疊繞組和第二折疊繞組，第一軸向定子、第二軸向定子和徑向定子固定于徑向定子支架。第一軸向轉子和第二軸向轉子穿設于所述固定軸兩端且相對設置，各轉子內均設置有永磁體。由第一軸向轉子、第二軸向轉子和徑向轉子組成一封閉空腔，所述定子組件固定在處于所述封閉空腔內的所述固定軸上。本發明能最大限度的利用電機內部的空間，提高電機的磁場強度分布，從而提高電機的效率。
文檔編號H02K16/00GK103001424SQ20121059179
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者曹玉和, 劉晉權 申請人:深圳市雙環全新機電股份有限公司