CN104917306B - 独立磁极电机 - Google Patents

Abstract

独立磁极电机。本发明完全颠覆了传统电机的绕组与定子磁极间的关系，定子的硅钢片内嵌在绕组的层间，形成了“定子围绕线圈分布”的结构。本发明由绕组1、硅钢片2、非导磁材料骨架3组成，定子的每一个磁极都是独立的，通过简单的机械方法安装到电机外壳上指定的位置。转子上的做功磁力线在每一个独立磁极中形成闭合通路，每一组线圈就是一个独立的磁极，线圈的左右两半部分均可以切割单个磁极总磁通的全部，输出电流I_o＝I_左/右+I_右/左，电机的总效率得到了明显的提高。

Description

独立磁极电机

技术领域

本发明涉及电机技术。尤其涉及独立磁极电机。

背景技术

迄今为止，所有基于电磁原理的电机(包含电动机或发电机)其定子绕组都是集束式结构。无论是整齐排列导线的绕组还是紊乱排列导线的绕组，均以定子的铁芯为磁场分布中心，即绕组都是围绕铁芯的。

单节距凸极式电机的端部最小，无功导线达到了最少化，效率在径向磁极电机中是最高的。尽管如此，详细分析单节距凸极式电机的磁场分布和做功过程可以发现，每一组线圈在切割磁力线时，线圈的左右两半部分只切割了单个磁极总磁通的一半，切割磁力线所产生的电流是相互抵消的——输出电流I_o＝I_左/右－I_右/左，磁场能量的利用率还有很大的提升空间。

发明内容

本发明完全颠覆了传统电机的绕组与定子磁极间的关系，定子的硅钢片内嵌在绕组的层间，形成了“定子围绕线圈分布”的结构。

本发明由绕组1、硅钢片2、非导磁材料骨架3组成，定子的每一个磁极都是独立的，通过简单的机械方法安装到电机外壳上指定的位置。转子上的做功磁力线在每一个独立磁极中形成闭合通路，每一组线圈就是一个独立的磁极，线圈的左右两半部分均可以切割单个磁极总磁通的全部，输出电流I_o＝I_左/右+I_右/左，电机的总效率得到了明显的提高。

附图说明

图1：独立磁极电机定子结构示意图

1——绕组；

2——软磁材料；

3——非导磁材料骨架；

4——电机外壳。

图2：独立磁极结构示意图

1——绕组；

2——软磁材料；

3——非导磁材料骨架。

图3：独立磁极实物示意图

1——绕组；

2——软磁材料；

3——非导磁材料骨架。

图4：独立磁极永磁电机磁通示意图

4——电机外壳；

5——转子；

6——永磁体；

7——磁力线。

图5：传统单节距凸极电机磁通示意图

5——转子；

6——永磁体；

7——磁力线。

具体实施方式

实施例一：硅钢片铁芯独立磁极永磁无刷交流发电机

采用非磁性材料制作线圈骨架，在线圈骨架的长边固定一个对折的硅钢片，在硅钢片的外面绕制一层绕组；在该层绕组绕完后在绕组的外面固定一个对折的硅钢片，硅钢片的外面再绕制绕组……，重复上述工艺制作独立磁极，直至达到设计要求；利用螺丝将制作好的独立磁极装配到预制好的电机外壳上的指定位置。

电机的转子、端盖、引线均按照传统电机的常规方法设计制作。

将预制好的部件进行组装，完成硅钢片铁芯独立磁极永磁无刷交流发电机的制作。

实施例二：非晶软磁材料铁芯独立磁极永磁无刷交流发电机

采用非磁性材料制作线圈骨架，在线圈骨架的长边固定一个对折的非晶软磁材料薄片，在非晶软磁材料薄片的外面绕制一层绕组；该层绕组绕完后在绕组的外面固定一个对折的非晶软磁材料薄片，在非晶软磁材料薄片的外面再绕制绕组……，重复上述工艺制作独立磁极，直至达到设计要求；利用螺丝将制作好的独立磁极装配到预制好的电机外壳上的指定位置。

电机的转子、端盖、引线均按照传统电机的常规方法设计制作。

将预制好的部件进行组装，完成硅钢片铁芯独立磁极永磁无刷交流发电机的制作。

实施例二：纳米晶软磁材料铁芯独立磁极永磁无刷交流发电机

采用非磁性材料制作线圈骨架，在线圈骨架的长边固定一个对折的纳米晶软磁材料薄片，在纳米晶软磁材料薄片的外面绕制一层绕组；该层绕组绕完后在绕组的外面固定一个对折的纳米晶软磁材料薄片，在纳米晶软磁材料薄片的外面再绕制绕组……，重复上述工艺制作独立磁极，直至达到设计要求；利用螺丝将制作好的独立磁极装配到预制好的电机外壳上的指定位置。

电机的转子、端盖、引线均按照传统电机的常规方法设计制作。

将预制好的部件进行组装，完成硅钢片铁芯独立磁极永磁无刷交流发电机的制作。

Claims (5)

1.一种独立磁极电机，其特征是：电机定子的磁极均是独立的，电机定子的由导磁材料制备的铁芯内嵌在绕组的内部，支撑绕组的骨架采用非磁性材料制作，独立磁极装配到电机外壳的指定位置，转子的磁力线在单个独立磁极内形成闭合通路；

其中，将铁芯分层内嵌到绕组的层间，独立磁极的结构是：磁材料/绕组/磁材料/绕组/磁材料/……磁材料；

制作独立磁极的步骤有，在骨架的长边固定一个对折的铁芯，在铁芯的外面绕制一层绕组；在该层绕组绕完后在绕组的外面固定一个对折的铁芯，铁芯的外面再绕制绕组……，重复上述步骤制作独立磁极，所述铁芯由硅钢片、非晶软磁材料薄片、纳米晶软磁材料薄片中任一种制备。

2.按照权利要求1所述的独立磁极电机，其特征是：根据电动机与发电机互易原理，所述独立磁极电机应用于电动机，或者，应用于发电机。

3.按照权利要求1所述的独立磁极电机，其特征是：独立磁极电机直接应用于交流电机，或者，通过换流装置后，应用于直流电机。

4.按照权利要求1所述的独立磁极电机，其特征是：独立磁极电机的电机定子的独立磁极均是单独制作的，制作完成后再组装到电机外壳上。

5.按照权利要求1所述的独立磁极电机，其特征是：支撑绕组的骨架必须采用磁阻性材料，以防止产生磁短路。