CN1062086C - 磁导器及磁导电气机械 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种磁导器及磁导电气机械，磁导器是由有齿的磁极偶件所构成，包括相对放置的二个磁极(1，2)，二个磁极的相对面上分别有齿(3，4)和槽(5，6)，它可用于电机及电动仪表，气隙磁路中，解决气隙磁位降的问题。

Description

磁导器及磁导电气机械

本发明提出电气机械中的一种磁性元件，特别是关于有流体介质间隙磁路中的间隙元件进而使用这种磁性元件构成磁导电气机械。

在现有的文献和实物中没找到有关磁导器的信息；而现有的电气机械都急于要节能和节约材料，提高效率。

本发明的任务是提出一种间隙磁路偶件。以提高间隙的导磁性能，设计出高性能的电气机械。

本发明的任务是以下述方式完成的，由二相对放置的二个磁性的磁极，二个极的相对面上有齿和槽，齿分别侵入对面极的槽中，互不相碰，保持间隙，当把极置入有磁势磁路间隙中，由于齿和槽所形成的间隙面积大于无齿无槽的二平面所围成的间隙面积，因而通过有齿槽的二极面的磁通过必然大于无齿无槽的平面极的磁通，也就达到了同等条件下提高磁通值的目的。

本发明可以是磁性被垂直于齿槽走向的非磁性极条所间隔，因为当磁导器作为有槽分布绕组电气机械磁路间隙偶件时，为了减小槽口被磁导器所磁封闭，必须使槽口部的磁导器为非磁性物质的以保证实现提高主磁通的任务。

本发明还可以是磁导器的二个极之间用轴承支持，由于磁导器极间要保持径向和轴向间隙，这样就达到了提高二相对运动极磁通量的目的。

本发明是这样实现的，磁导电气机械是在由定子、转子(动子)，端盖和轴承所组成的，电气机械中的定子表面加磁导器的一个极，在转子(动子)的表面加磁导器的另一极，可以用磁导器代替磁冠和槽楔的空间，这样可以在不增大电气机械尺寸的情况下，不增加气隙磁通密度的条件下，用磁导器来增大主磁通，这就是增大了电机功率和各项电气机械性能指标，又由于磁导器和轴承的组件具有精确的轴向和径向定位功能，避免了现行电机中用叠铆的冲片为定位基准，而引起形位精度不高的问题，定子只起激磁磁场的作用，不起机械支持作用，从而改变了电机结构和装配方法，综上述电气机械，达到了构成节能、节约材料、高精度磁导电机的目的。

本发明的原理如下，磁导器的一个极和另一极相对放置，其相对极面上有齿槽，齿相互侵入对面的槽中，齿宽为0.5公厘以下，槽宽要比齿宽大在两个间隙值，齿数是由极的尺寸而定，齿和槽的形状可以任意，按工艺的方便而定，用轴承保持径向和轴向间隙，把磁导器按装到电机气隙的位置上，由于齿槽是拆线或曲线大于平面直线长度，所以齿槽所形成的气隙也是拆线式线的，因而在同一气隙磁密之下，主磁通值大为增大，增大的值由具体设计而定，主磁能增大就使电机功率和各项电气机械性能大为提高，且由于去掉了齿冠和槽楔，能使电机的外形尺寸不变，节约了材料，改进电机结构，改进了装配方法。

从结构上看，由于磁导器二极之间用轴承定位，可以在相同气隙值，提高径向和轴向精度，而且不以铆合冲片为定位基准，去掉了端盖的支撑作用，形成了磁导电机。

从工艺角度上来看，磁导器标准化后，虽然磁导器齿为0.5公厘以下，但齿高也只有1公厘以下，不论是用冷加工还中轧制都适合于批量生产，便于使用，便于维修。

综上所述，磁导电机在电气机械性能、工艺节能节材上都优于现有的电机。

下面结合附图对本发明的实施方案进行详细描述。

附图1：磁导器原理图，平面磁导器。

附图2：附图1的上视图。

附图3：平面柱齿磁导器。

附图4：附图3的C-C剖面图。

附图5：双园套筒轴向条形齿磁导器。

附图6：附图5的D-D剖面图。

附图7：园盘同心园齿磁导器。

附图8：附图7的E-E剖面图。

附图9：双园筒切向环形齿磁导器。

附图10：附图9的F-F剖面图。

附图11：双园筒方柱齿磁导器。

附图12：附图11的H-H剖面图。

附图13：具有磁导器的平面直线电机。

附图14：具有磁导器的平面直线步进电机一相示意图。

附图15：具有磁导器的园形直线电机。

附图16：具有园盘同心园齿的磁导器的平面旋转电机。

附图17：具有双园柱套筒切向环齿磁导器的旋转电机。

附图18：具有磁导器的旋转步进电机。

附图19：附图18K-K剖面图。

附图20具有磁导器的四相开关磁阻电机。

实施方案1：平面条形齿磁导器，见附图1

由相对放置的二磁极板(1、2)所组成，在相对面上有条形齿(3、4)。齿(3)侵入槽6，齿4侵入槽5，极板被垂直于条齿3、4的绝缘条7、8所分割联结，齿3、4的齿宽取0.5以下。

极板1、2是由冷加工切削或轧制，整形等工艺过程实现的，可以标准化。

是工作于直线平面电机之中，参见实施例7，附图13。

实施方案2：平面柱齿磁导器。

参见附图3，附图4：

这个实施例和实例1基本相同，所不同的是二极面31、32上的齿是柱形齿33、34，它们是由二相互垂直的槽[35、351]和槽[26、261]所切成的，其中槽[35、36]比槽[351、361]浅。

平面柱齿磁导器主要用于平面步进电机。参见实施方案8。

实施方案3：双园套筒轴向条形齿磁导器参见附图5，附图6。

由套在一起双磁性套筒51、52所构成，在套筒51、52的相对面上有轴向条形齿53、54齿宽取0.5以下，齿53侵入槽56，齿54侵入槽55，套51和套52用轴承保持间隙在筒51、52的切向有非磁性环体57、58，其他情况和实施方案1相同，使用情况见实施方案9，园柱形直线电机。

工艺情况是标准化后轧制，整形，卷筒，焊接。

实施方案4：双圆盘同心园环齿磁导器，见图7、图8

双园盘71、72相对放置，相对面上有同心园环齿73、74，齿73侵入槽76。齿74侵入槽75之中，而且二者保持间隙，盘71、72有径向绝缘条77、78的组成部分。

工艺情况是切削和轧制都可以。

使用情况见实施方案10，图16

园环齿宽0.5公厘以下

实施方案5：双园套筒切向环齿磁导器

见图9，图10

由双园套筒91、92组成，在其相对面上有切向环齿93、94，齿93、94分别侵入槽96、95之中，齿93、94齿宽为05公厘以下。套筒91、92保持气隙，套筒91、92分别有轴向非磁性条97、98所组成；工艺情况是少量可以切削，大量标准化后轧制，整形方法生产卷筒，装配，焊缝。

使用于实施方案11，图17。套筒91或92之一开口套上后焊接。

实施方案6：双园筒方柱齿磁导器，参见附图11，附图12。

由双套筒111。112组成，其相对面上有柱齿113、114，方柱齿是由相互相交的二，轴向槽115和切向槽，1151以及轴向槽116和切向槽1161所形成的，机向槽115、116分别比切向槽1151、1161深，套筒体有部分是由轴向绝缘部分118所组成的，齿轴向宽度0.5公厘以下，工艺是切削加工或轧制后整形，滚筒、焊接等，使用于实施方案12，旋转步进电机，图18，图19。

实施方案7：具有磁导器的平面直线电机。

见附图13，图1，附图2

具有磁导器的平面直线电机是由动子131和定子132，所组成定子上有绕组134，动子上有绕组133，定子132和磁导器极2固定在一起，动子131和磁导器极1固定在一起，磁导器的两极气隙是由轴承所保持，关于磁导器1、2的情况参见实施例1，整机的工作是和一般的电机一样定子绕组134通电后动子即可运动。

实施方案8：具有磁导器的平面直线步进电机，见图14，图3，图4。

这里是以步进电机的一相为例。图14由定子142，动子141，轴承149，磁导器极片31、32所组成，关于磁导器31、32。参见实施方案2，极之间有绝磁区148。其工作情况是当一相绕组1421通电后，动子141由于齿33和齿34吸齐而动一步，同样，顺次给其他相绕组通电后动子141就连续运动。

实施方案9：具有磁导器的园筒形直线电机，见图15，图5，图6。

具有磁导器的园筒形直线电机是由定子152内套有磁导器52，动子151外套有磁导器51，和轴承159所组成，关于磁导器51、51参见实施方案3；这种电机的工作情况是当定子152通电后，动子151沿轴向运动；绝缘环57、58数量与定动子152、151的槽数相等且与槽口相重合。

实施方案10：具有园盘环齿磁导器的平面旋转电机，图16，图7，图8

由装有磁导器72的定子162，装有磁导器71的转子161，端盖1610和轴承169所组成，磁导器72、71，见实施方案4，绝磁条77、78的数量等于定转子71、72的槽数，且与槽口重合。

实施方案11：具有双套筒切向环齿磁导器的旋转电机。见图17，图9，图10

由内部套有磁导器92的定子172，外部套有磁导器91的转子171，轴承179所组成，磁导器91、92见实施方案5，图9、图10，同轴度是由磁导器91、92被轴承179支持而定的，绝磁条97、98的数量分别等于定转子171、172的槽数，并与槽口重合。

实施方案12：具有双园套筒方齿磁导器旋转步进电机，图18，图19。图11，图12

由具有磁导器112的定子182，具有磁导器111的转子181，轴承189和轴及磁导器112相配合，关于磁导器111、112见实施方案6，绝磁挑118的数量等于定子182的极数。实施方案13：具有磁导器的开关磁磁阻电机，图20，图9，图10。

由具有磁导器92的定子202，具有磁导器91的转子201，磁导器91径轴承209支承在磁导器92之上，绝磁条97、98的数量分别等于转子201、202的极数。

这个例子中定子202有8个极，转子201有6个极，当输流开闭每相开关时转子就按步转动。

Claims (5)

1在电气机器有气隙磁路中的磁导器，是取代磁路流体介质气隙的磁性偶件，并置入有磁势磁路间隙中，其中包括相对放置的二个磁极，对每个磁极来说，只有二个磁极相对的单面上有齿和槽，一个磁极的齿分别侵入另一磁极的槽之中，齿和槽保持间隙，二个磁极可相对运动，其特征是：磁极被垂直于齿走向的非磁极面[(7，8)，(57，58)，(77，78)，(97，98)]所间隔，磁导器磁极(31，51，91，111，201)和磁极(32，52，92，112，202)之间分别由轴承(149，159，179，189，209)所支撑并定位。

2：根据权利要求1中所述的磁导器，其特征在于：磁导器可以是由双圆套筒构成的二磁极[(51，52)，(91，92)，(111，112]构成。

3：根据权利要求1中所述的磁导器，其特征在于：磁导器可以是由双圆盘具有同心园环齿的二磁极(71，72)构成。

4：根据权利要求1中所述的磁导器，其特征在于：磁导器可以是由合在一起的二平面条形齿或平面柱形齿的二磁极[(1，2)，(31，32)]构成。

5：具有磁导器的电气机械是电机和电动仪表等电动装置，由定子(132，142，152，162，172，182，202)和转子(动子)(131，141，151，161，171，181，201)，端盖(1610)及轴承所组成，其特征在于：定子上分别有磁导器(2，32，52，72，92，112)，在转子(动子)上分别有磁导器(1，31，51，71，91，111)，磁极被垂直于齿走向的非磁极面[(7，8)，(57，58)，(77，78)，(197，98)]所间隔，磁极(31，51，71，91)和磁极(32，52，72，92)之间有轴承(149，159，169，179，)所支撑并定位。

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