CN104052223A - 双极推挽强扭矩节能电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双极推挽强扭矩节能电动机。其包括转子和定子，转子和定子上分别对应设置驱动线圈和磁体，其特征是，所述的永磁体为双磁极排列形式，并且驱动线圈数量为永磁体的倍数。本发明双磁极排列形式的磁体可利用两边的驱动线圈对其产生的推力和吸引力而做功，可以产生两倍于单磁极排列形式电动机的扭矩。也就是输入相同的电能，本发明可已得到双倍的输出功率。并且现在的单磁极电动机工作在排斥状态下，对磁体特别是永磁体的去磁作用强，而本发明的正常工作状态下是排斥力和吸引力共存，有效的避免了超负荷工作对磁体特别是永磁体的退磁效应。

Description

双极推挽强扭矩节能电动机

技术领域

本发明涉及一种双极推挽强扭矩节能电动机。

背景技术

电动机是电力在各行业应用的重要工业机械，它负责将电能转换为机械能并可以实现精密控制，应用领域极为广泛，更是电力消耗的主要角色。其效率高低直接影响着国民经济的各个方面。为此世界各国都出台了大量的优惠政策用以推动节能电机的研发和应用。

现有的电动机技术就是利用电力使电机内的线圈绕组产生旋转磁场，并带动转子跟随旋转磁场转动而对外输出机械动力。也就是发电过程的逆过程，所以现行电动机与发电机可以互为转换的原因所在。

现行的发电机的发电过程就是发电线圈切割磁感线的过程，反之电动机的机械转动过程就是电动机绕组线圈产生旋转磁场。这种结构方式为磁场的N、S极正对设置，磁力方向与旋转力方向垂直，其合力最大为磁力大小的50％，不能最大程度的发挥磁场力的作用。并且容易产生因磁场变化而引起的涡流等影响电力做功的因素。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一能够消除或降低这种影响的方法，可以进一步提高电动机效率的双极推挽强扭矩节能电动机。

本发明所提供的双极推挽强扭矩节能电动机，包括转子和定子，转子和定子上分别对应设置驱动线圈和磁体，其特征是，所述的永磁体为双磁极排列形式，并且驱动线圈数量为永磁体的倍数。

磁体为单体磁体时，其磁体的充磁方向为切向，即由单体磁体的侧面正对驱动线圈，单极磁体的N、S极面对应设置在驱动线圈的中轴线的两侧。

磁体为组合磁体时，多块磁体无间隙串联形成一组组合磁体，组合磁体的N极和S极正对驱动线圈。

磁体为永磁体或电磁体。

驱动线圈的数量为磁体数量的2-3倍。

磁体的极面宽度为驱动线圈铁芯宽度的1-2倍。

磁体之间磁极的排列顺序为N-S-N-S-N-S，并且相邻的磁体之间设置空气间隙或由非导磁材料填充。

相邻的磁极体之间的距离是驱动线圈绕组铁芯宽度与铁芯间隙之和。

驱动线圈分为单相绕组、双相绕组。

单相绕组包括单相正向串联连接和单相反相串联连接。

单相正向串联连接指的是由一条导线分别在线圈铁芯上由上至下绕制，即前一绕组的末尾端接后一绕组的起始端。单相反相串联连接指的是，前一绕组的末尾端接后一绕组的末尾端或前一绕组的起始端接后一绕组的起始端。

双相绕组包括两相线圈绕组，为第一线圈绕组和第二线圈绕组，第一线圈绕组的驱动线圈相互间隔设置，第一线圈绕组由第一导线串联，第二线圈绕组由第二导线串联，第一导线的起始端与第二导线的末尾端连接构成一个输入端，第一导线的末尾端与第二导线的起始端连接构成另一个输入端。

本发明的有益效果是，双磁极排列形式的磁体可利用两边的驱动线圈对其产生的推力和吸引力而做功，可以产生两倍于单磁极排列形式电动机的扭矩。也就是输入相同的电能，本发明可已得到双倍的输出功率。并且现在的单磁极电动机工作在排斥状态下，对磁体特别是永磁体的去磁作用强，而本发明的正常工作状态下是排斥力和吸引力共存，有效的避免了超负荷工作对磁体特别是永磁体的退磁效应。提高电动机的过载能力、工作稳定性从而延长了工作寿命。磁场利用率上升一倍。相同输出功率的电动机，可有效降低体积和重量，做到轻量化和小型化。

附图说明

图1是本发明结构示意图一；

图2是本发明结构示意图二；

图3是本发明结构示意图三；

图中：1、转子；2、定子；3、驱动线圈；4、磁体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

实施例1：

如图1所示，双极推挽强扭矩节能电动机，包括转子1和定子2，转子1和定子2上分别对应设置驱动线圈3和磁体4，所述的磁体4为双磁极排列形式，并且驱动线圈3数量为磁体4的2倍。磁体4为单体磁体，其磁体的充磁方向为切向，即由单体磁体的侧面正对驱动线圈，单极磁体的N、S极面对应设置在驱动线圈的中轴线的两侧。磁体为永磁体。

磁体4的极面宽度为驱动线圈铁芯宽度的1倍。磁体4之间磁极的排列顺序为N-S-N-S-N-S，并且相邻的磁体4之间设置空气间隙或由非导磁材料填充。相邻的磁体4之间的距离是驱动线圈绕组铁芯宽度与铁芯间隙之和。驱动线圈3为单相绕组，单相正向串联连接。单相正向串联连接指的是由一条导线分别在线圈铁芯上由上至下绕制，即前一绕组的末尾端接后一绕组的起始端。单相正向串联连接，供电电源为直流电。

电动机在接通直流电源时，驱动线圈就会产生一个电磁场，磁极体正对的驱动线圈产生的电磁场力与双磁极体对驱动线圈的吸引力会相互抵消，对外不做功。但双磁极体正对绕组前后的两个驱动线圈所产生的磁场力会分别对双磁极体产生吸引和排斥作用。构成对双磁极体的推挽力而对外做功。

实施例2：

双极推挽强扭矩节能电动机，包括转子1和定子2，转子1和定子2上分别对应设置驱动线圈3和磁体4，所述的磁体为双磁极排列形式，并且驱动线圈数量为磁体4的2倍。磁体为单体磁体，其磁体的充磁方向为切向，即由单体磁体的侧面正对驱动线圈，单极磁体的N、S极面对应设置在驱动线圈的中轴线的两侧。磁体为永磁体。

磁体的极面宽度为驱动线圈铁芯宽度的1倍。磁体之间磁极的排列顺序为N-S-N-S-N-S，并且相邻的磁体之间设置空气间隙或由非导磁材料填充。相邻的磁极体之间的距离是驱动线圈绕组铁芯宽度与铁芯间隙之和。驱动线圈分为单相绕组，单相反向串联连接。单相反相串联连接指的是，前一绕组的末尾端接后一绕组的末尾端或前一绕组的起始端接后一绕组的起始端。为单相反向串联连接，供电电源为单相交流电。

电动机在接通直流电源时，驱动线圈就会产生一个电磁场，磁极体正对的驱动线圈产生的电磁场力与双磁极体对驱动线圈的吸引力会相互抵消，对外不做功。但双磁极体正对绕组前后的两个驱动线圈所产生的磁场力会分别对双磁极体产生吸引和排斥作用。构成对双磁极体的推挽力而对外做功。

实施例3：

双极推挽强扭矩节能电动机，包括转子1和定子2，转子1和定子2上分别对应设置驱动线圈3和磁体4，所述的磁体4为双磁极排列形式，并且驱动线圈数量为磁体的2倍。磁体为单体磁体，其磁体的充磁方向为切向，即由单体磁体的侧面正对驱动线圈，单极磁体的N、S极面对应设置在驱动线圈的中轴线的两侧。磁体为永磁体。

磁体的极面宽度为驱动线圈铁芯宽度的1倍。磁体之间磁极的排列顺序为N-S-N-S-N-S，并且相邻的磁体之间设置空气间隙或由非导磁材料填充。相邻的磁极体之间的距离是驱动线圈绕组铁芯宽度与铁芯间隙之和。驱动线圈分为双相绕组。双相绕组包括两相线圈绕组，为第一线圈绕组和第二线圈绕组，第一线圈绕组的驱动线圈相互间隔设置，第一线圈绕组由第一导线串联，第二线圈绕组由第二导线串联，第一导线的起始端与第二导线的末尾端连接构成一个输入端，第一导线的末尾端与第二导线的起始端连接构成另一个输入端。适用于单相交流电。

电动机在接通直流电源时，驱动线圈就会产生一个电磁场，磁极体正对的驱动线圈产生的电磁场力与双磁极体对驱动线圈的吸引力会相互抵消，对外不做功。但双磁极体正对绕组前后的两个驱动线圈所产生的磁场力会分别对双磁极体产生吸引和排斥作用。构成对双磁极体的推挽力而对外做功。

Claims (10)

1.一种双极推挽强扭矩节能电动机，包括转子和定子，转子和定子上分别对应设置驱动线圈和磁体，其特征是，所述的磁体为双磁极排列形式，并且驱动线圈数量为磁体的倍数。

2.根据权利要求1所述的双极推挽强扭矩节能电动机，其特征是，所述的磁体为单体磁体时，其磁体的充磁方向为切向，即由单体磁体的侧面正对驱动线圈，单体磁体的N、S极面对应设置在驱动线圈的中轴线的两侧。

3.根据权利要求1所述的双极推挽强扭矩节能电动机，其特征是，所述的磁体为组合磁体时，多块磁体无间隙串联形成一组组合磁体，组合磁体的N极和S极正对驱动线圈。

4.根据权利要求1、2或3所述的双极推挽强扭矩节能电动机，其特征是，所述的磁体为永磁体或电磁体。

5.根据权利要求1所述的双极推挽强扭矩节能电动机，其特征是，所述的驱动线圈的数量为磁体数量的1-3倍。

6.根据权利要求1所述的双极推挽强扭矩节能电动机，其特征是，所述的磁体的极面宽度为驱动线圈铁芯宽度的1-3倍。

7.根据权利要求1所述的双极推挽强扭矩节能电动机，其特征是，所述的磁体之间磁极的排列顺序为NS-NS-NS，并且相邻的磁体之间设置空气间隙或由非导磁材料填充。

8.根据权利要求7所述的双极推挽强扭矩节能电动机，其特征是，所述的相邻的磁极体之间的距离是驱动线圈绕组铁芯宽度与铁芯间隙之和。

9.根据权利要求1所述的双极推挽强扭矩节能电动机，其特征是，所述的驱动线圈分为单相绕组、双相绕组。

10.根据权利要求9所述的双极推挽强扭矩节能电动机，其特征是，单相绕组包括单相正向串联连接和单相反相串联连接；单相正向串联连接指的是由一条导线分别在线圈铁芯上由上至下绕制，即前一绕组的末尾端接后一绕组的起始端；

单相反相串联连接指的是，前一绕组的末尾端接后一绕组的末尾端或前一绕组的起始端接后一绕组的起始端；

双相绕组包括两相线圈绕组，为第一线圈绕组和第二线圈绕组，第一线圈绕组的驱动线圈相互间隔设置，第一线圈绕组由第一导线串联，第二线圈绕组由第二导线串联，第一导线的起始端与第二导线的末尾端连接构成一个输入端，第一导线的末尾端与第二导线的起始端连接构成另一个输入端。