CN107565721A - 一种复合叠加磁路永磁直流无刷电动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合叠加磁路永磁直流无刷电动机，包括定子和安装于定子内的转子，所述转子包括M段单转子体总成和转轴，M段单转子体总成均串接在转轴上，相邻两段单转子体总成之间还设置转子隔圈，每段单转子体总成包括转子体和固定在转子体外圆表面上的转子永磁瓦；所述定子包括M段单定子总成和导磁机壳，相邻两段单定子总成之间设置定子隔环，每段单定子总成内部对应一段单转子体总成，相邻两段单定子总成通过导磁机壳形成永磁回路。本发明通过上述原理，形成符合永磁回路，实现电磁和永磁的叠加强化，使电机具有低功耗，大扭矩、宽速比、超高效率的优越综合性能。

Description

一种复合叠加磁路永磁直流无刷电动机

技术领域

本发明涉及永磁直流无刷电动机领域，具体涉及一种复合叠加磁路永磁直流无刷电动机。

背景技术

现有的永磁直流电动机大致分为两大类，一类是永磁定子，电磁转子，主要采用传统的换向器电刷进行控制运行，俗称永磁有刷直流电动机。另一类是电磁定子永磁转子，采用位置传感器控制驱动电路进行控制运行，俗称永磁无刷直流电动机。永磁直流电动机广泛用于小家电、摩托车、汽车、船舶、航空、精密机床等领域。以上两类永磁直流电动机有一共同点，定子和转子只能其中之一部分利用永磁铁所提供的永磁能。经长期技术进步在其材料、工艺及控制方法上均取得长足进步。但是提高永磁能方面一直没有实质性突破，导致现有的各类永磁直流电动机的效率提高严重受限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现电机上电磁和永磁的叠加，目的在于提供一种复合叠加磁路永磁直流无刷电动机，形成复合永磁回路，实现电磁场和永磁场的叠加强化，使电机具有低功耗，大扭矩、宽速比、超高效率的优越综合性能。

本发明通过下述技术方案实现：

一种复合叠加磁路永磁直流无刷电动机，包括定子和安装于定子内的转子，所述转子包括M段单转子体总成和转轴，M段单转子体总成均串接在转轴上，相邻两段单转子体总成之间还设置转子隔圈，每段单转子体总成包括转子体和固定在转子体外圆表面上的转子永磁瓦；所述定子包括M段单定子总成和导磁机壳，相邻两段单定子总成之间设置定子隔环，每段单定子总成内部对应一段单转子体总成，每段单定子总成包括定子铁芯和固定在定子铁芯外径上的定子铁芯永磁铁，相邻两段单定子总成上的定子铁芯永磁铁互为异向磁极，相邻两段单定子总成通过导磁机壳形成永磁回路。

本方案中相邻转子永磁瓦的极向互为相反，转子永磁瓦与转子体的固定采用燕尾槽镶嵌固定，同时涂抹耐热高强度环氧胶固化，以保证其足够的机械强度。本方案中转子采用多段装配结构，各段单转子体总成为统一结构、尺寸，多段短单转子体总成结构使转子永磁瓦的工艺、性能及制造成本更为优化，同时便于维护保养。

本方案中分段环形定子、定子铁芯永磁铁沿导磁机壳轴向与相邻的异极向定子铁芯永磁铁、分段环形定子形成永磁回路，使各段单定子总成在非工作状态时呈现单极方向的永磁体，相邻两段单定子总成上的定子铁芯的磁极互为相反，形成了各段单定子总成在径向、轴向同时呈现不同极向的复合永磁回路，为电机运行时电磁和永磁的叠加强化提供了必备条件，实现电磁和永磁的叠加强化，使电机具有低功耗，大扭矩、宽速比、超高效率的优越综合性能，而现有的该类电机却无法实现。多段单定子总成的结构使各段单定子总成通过导磁机壳形成的异极向永磁回路更加的合理，并最大限度减少了永磁回路的漏磁耗损。分段独立的转子永磁瓦及定子铁芯永磁铁因长度大幅缩短，使其制造工艺优化、生产成本更合理。定子铁芯、定子铁芯永磁铁与导磁机壳之间形成的弧形瓦状空间采用铝质同形嵌件嵌入，嵌件的内外弧形表面与导磁机壳内径、定子铁芯外圆采用过度配合，以利各部件的精确定位与结构强度，同时利于将电机内部温升热量传导至机壳散热翅散热。

优选的，当电动机处于非工作状态时，每段单定子总成上的定子铁芯呈现单极方向的永磁体，相邻两段单定子总成上的定子铁芯的磁极互为相反。

优选的，M的取值为大于或等于2的自然数。单转子体总成和单定子总成分段数完全相同，分段长度完全相同，每段单定子总成之间取6-10mm间距并用耐热、绝缘的非磁性材料隔离，以保证各分段单定子总成外径表面的定子铁芯永磁铁与相邻段单定子总成外径上的异极向定子永磁铁的磁力线只能经导磁机壳形成定子的永磁回路，防止磁力线短路引起的磁力线衰减。

优选的，所述定子铁芯的内径上均匀分布K个嵌线齿槽，每个定子铁芯上的嵌线齿槽数量、形态和方向均相同，K＝24+4n,n的取值为包括零的正整数。

定子铁芯的每个嵌线齿槽内均嵌入单个独立的电磁线圈，电磁线圈采用双层嵌线，双层嵌线错开嵌入嵌线齿槽内，每个独立的电磁线圈均通过线圈引出线与电机无刷控制器连接。本方案中独立线圈采用双层嵌线，减少了跨槽线圈端部的无效线耗浪费、提高了电磁线的有效利用率，大幅降低了线损和端部线圈的杂散损耗，同时降低了电磁线耗用成本、减小整机重量。绕制在定子铁芯各个嵌线齿槽内的独立线圈接通电机无刷控制器输出的不同相序、不同方向电流时，各个定子铁芯上形成不同极向的电磁场，通过单定子总成轭部与相邻的定子铁芯上的异向极磁场形成电磁回路，同时对单定子总成的永磁回路形成极向诱导，偏转并与同极向的永磁场进行叠加强化，通过单定子总成轭部、导磁机壳与相邻的异向磁极形成电磁永磁复合叠加强化磁场作用与转子，产生远大于单纯电磁驱动的转矩，对转子上的多极转子永磁瓦产生吸斥力矩驱动转子旋转做功。

当定子各嵌线齿槽内的电磁线圈以不同方向通电时所产生的电磁场则与磁极方向相同的定子嵌线齿槽永磁场进行叠加后呈现出比现有技术的单纯电磁场更为强大的复合叠加磁场，并作用与转子永磁场而产生更强大的动能输出。与现有技术的同类电机相比，具有低功耗，大扭矩、宽速比、超高效率的优越综合性能。单嵌线齿槽独立电磁线圈的设计最大限度减少了线圈的两端部长度，减少了线组的铜线损耗和无功线损及两端漏磁损耗，并为逐相逐极换向提供了基本条件。

优选的，所有的单定子总成上，嵌入定子铁芯各嵌线齿槽内的独立的电磁线圈通电时，产生的同极向电磁场能够进行叠加强化，形成各段单定子总成的相关嵌线齿槽不同极向的复合叠加磁路。

优选的，所述导磁机壳上还设置后端盖，转轴穿过后端盖的尾端还设置外置式的换向磁鼓，后端盖的外止口上还安装HL支架，在HL支架上安装HL元件，HL元件上设置有引出线，引出线还与电机无刷控制器连接，电机无刷控制器用于接收转子位置信息，并按照相序进行电流换向，形成交变磁场，HL支架的外圆上安装HL护罩。转轴上的换向磁鼓将转子位置信号经HL元件传输给电机无刷控制器，并按相序进行适时地电流换向，形成交变磁场，使转轴连续输出远大于单纯电磁场驱动的超高功率。本发明采用多相供电方式驱动，当转子和定子处于换向位置时，HL元件上的HL传感器将位置信号传输至电机无刷控制器上的驱动控制电路输出相关相序及相关方向的电流产生电磁场及叠加磁场驱动转子旋转至下一换向位置，形成周而复始的旋转磁场驱动转子连续运转。HL元件设置于机尾端盖的HL支架上并与换向磁鼓相对应，HL支架可沿后端盖同心圆止口作圆周方向微调至最佳换向位置，HL支架及换向磁鼓用铁质的HL护罩保护，有效的对电机内部的温度与杂散磁波进行隔离屏蔽，同时便于调试与维护。本方案中的电机无刷控制器采用技术成熟的位置传感全桥换向、斩波调压的永磁直流电机无刷控制器，确保***运行的稳定可靠。外置式的换向磁鼓使其制造、安装、调试和维护更加的方便，同时有效隔离了电机内部的温升、交变磁场杂波的影响，其运行的稳定性、可靠性高。HL护罩由铁质材料制成，用于隔离外界灰尘、水汽以及机内温升、交变磁场对HL元件的影响。

优选的，每段单转子体总成上的转子体上设置转子减重孔。在转轴和转子永磁瓦之间空位部分设计的减重孔，有效的减轻30％的转子重量，降低无效功耗和整机重量。

优选的，每段单转子体总成上转子永磁瓦的极数为每个单定子总成上嵌线齿槽数的1/2。

优选的，在HL护罩外侧的转轴上还安装散热风扇，散热风扇的外部还设置风扇护罩。散热风扇随转轴运转产生的高速气流在设置于导磁机壳末端外圆上的风扇护罩导流下的高速气流经机壳散热翅带走电机运转产生的热量。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本方案中分段环形定子、定子铁芯永磁铁沿导磁机壳轴向与相邻的异极向定子铁芯永磁铁、分段环形定子形成永磁回路，使各段单定子总成在非工作状态时呈现单极方向的永磁体，相邻两段单定子总成上的定子铁芯的磁极相反，形成了各段单定子总成在径向、轴向同时呈现不同极向的复合永磁回路，为电机运行时电磁和永磁的叠加强化提供了必备条件，实现电磁和永磁的叠加强化，具有低功耗，大扭矩、宽速比、超高效率的优越综合性能，而现有的该类电机却无法实现。

2、本方案中多段单定子总成的结构使各段单定子总成通过导磁机壳形成的异极向永磁回路更加的合理，并最大限度减少了永磁回路的漏磁耗损；分段独立的转子永磁瓦及定子铁芯永磁铁因长度大幅缩短，使其制造工艺优化、生产成本更合理。

3、本方案中定子铁芯的每个嵌线齿槽内均嵌入单个独立的电磁线圈，电磁线圈按供电相序采用双层嵌线，独立线圈采用双层嵌线，减少了跨槽线圈端部的无效线耗浪费、提高了电磁线的有效利用率，大幅降低了线损和端部线圈的杂散损耗，同时降低了电磁线耗用成本、减小整机重量；定子各嵌线齿槽内的电磁线圈以不同方向通电时所产生的电磁场则与磁极方向相同的定子嵌线齿槽永磁场进行叠加后呈现出比现有技术的单纯电磁场更为强大的复合叠加磁场，并作用与转子永磁场而产生更强大的动能输出；与现有技术的同类电机相比，具有低功耗，大扭矩、宽速比、超高效率的优越综合性能。

4、本方案中转轴上的换向磁鼓将转子位置信号经HL元件传输给电机无刷控制器，并按相序进行适时地电流换向，形成交变磁场，使转轴连续输出远大于单纯电磁场驱动的超高功率。

5、本方案中的电机无刷控制器采用技术成熟的位置传感全桥换向、斩波调压的永磁直流电机无刷控制器，确保***运行的稳定可靠；外置式的换向磁鼓使其制造、安装、调试和维护更加的方便，同时有效隔离了电机内部的温升、交变磁场杂波的影响，其运行的稳定性、可靠性高。HL护罩由铁质材料制成，用于隔离外界灰尘、水汽以及机内温升、交变磁场对HL元件的影响。

6、本方案在转轴和转子永磁瓦之间空位部分设计的减重孔，有效的减轻30％的转子重量，降低无效功耗和整机重量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为转子步进旋转一个嵌线齿槽的距离时，图1中A段和C段单定子总成在运行过程中的模拟动态旋转磁场及叠加磁路、电磁回路及叠加磁路的磁力线生产、分布示意图A、C-I；

图3为转子步进旋转一个嵌线齿槽的距离时，图2中A段和C段单定子总成在运行过程中的模拟动态旋转磁场及叠加磁路、电磁回路及叠加磁路的磁力线生产、分布示意图A、C-II；

图4为转子步进旋转一个嵌线齿槽的距离时，图3中A段和C段单定子总成在运行过程中的模拟动态旋转磁场及叠加磁路、电磁回路及叠加磁路的磁力线生产、分布示意图A、C-III；

图5为转子步进旋转一个嵌线齿槽的距离时，图4中A段和C段单定子总成在运行过程中的模拟动态旋转磁场及叠加磁路、电磁回路及叠加磁路的磁力线生产、分布示意图A、C-IV；

图6为转子步进旋转一个嵌线齿槽的距离时，图1中B段和D段单定子总成在运行过程中的一个模拟动态旋转磁场及叠加磁路、电磁回路及叠加磁路的磁力线生产、分布示意图B、D-I；

图7为为转子步进旋转一个嵌线齿槽的距离时，图6中B段和D段单定子总成在运行过程中的一个模拟动态旋转磁场及叠加磁路、电磁回路及叠加磁路的磁力线生产、分布示意图B、D-II；

图8为为转子步进旋转一个嵌线齿槽的距离时，图7中B段和D段单定子总成在运行过程中的一个模拟动态旋转磁场及叠加磁路、电磁回路及叠加磁路的磁力线生产、分布示意图B、D-III；

图9为为转子步进旋转一个嵌线齿槽的距离时，图8中B段和D段单定子总成在运行过程中的一个模拟动态旋转磁场及叠加磁路、电磁回路及叠加磁路的磁力线生产、分布示意图B、D-IV；

图10为图1中A、B、C、D段单定子总成上各嵌线齿槽常态电磁场及叠加强化磁场的模拟动态分布的展示图，示意两相供电的各相换向与旋转磁场形成关系的演进过程A、B、C、D-I；

图11为图1中A、B、C、D段单定子总成上各嵌线齿槽常态电磁场及叠加强化磁场的模拟动态分布的展示图，示意两相供电的各相换向与旋转磁场形成关系的演进过程A、B、C、D-II；

图12为图1中A、B、C、D段单定子总成上各嵌线齿槽常态电磁场及叠加强化磁场的模拟动态分布的展示图，示意两相供电的各相换向与旋转磁场形成关系的演进过程A、B、C、D-III；

图13为图1中A、B、C、D段单定子总成上各嵌线齿槽常态电磁场及叠加强化磁场的模拟动态分布的展示图，示意两相供电的各相换向与旋转磁场形成关系的演进过程A、B、C、D-IV。

附图中标记及对应的零部件名称：

1、导磁机壳；2、机壳散热翅；3、定子铁芯永磁铁；4、定子铁芯；5、定子隔环；6、前端盖；7、前端轴承；8、后端盖；9、后端轴承；10、转轴；11、转子体；12、转子永磁瓦；13、转子隔圈；14、转子减重孔；15、转子并帽；16、电磁线圈；17、线圈引出线；18、HL引出线；19、换向磁鼓；20、HL元件；21、HL支架；22、HL护罩；23、散热风扇；24、风扇护罩；A、B、C、D为分段单定子总成代号。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1-13所示，本发明包括一种复合叠加磁路永磁直流无刷电动机，包括定子和安装于定子内的转子，所述转子包括M段单转子体总成和转轴10，M段单转子体总成均串接在转轴10上，相邻两段单转子体总成之间还设置转子隔圈13，每段单转子体总成包括转子体11和固定在转子体11外圆表面上的转子永磁瓦12；所述定子包括M段单定子总成和导磁机壳1，相邻两段单定子总成之间设置定子隔环5，每段单定子总成内部对应一个单转子体总成，每段单定子总成包括定子铁芯4和固定在定子铁芯4外径上的定子铁芯永磁铁3，相邻两段单定子总成上的定子铁芯永磁铁3互为异向磁极，相邻两段单定子总成通过导磁机壳1形成永磁回路。

本方案包括A、B、C和D四段单定子总成，转轴10的前端设置前端轴承7，转轴10后端设置后端轴承9，在导磁机壳1的前端还设置前端盖6，在导磁机壳1的底部还设置机壳散热翅2，在转子的端部还设置转子并帽15。本方案中每段单定子总成上的定子铁芯永磁铁取同向磁极，与相邻段单定子总成上的定子铁芯永磁铁互为异向磁极，通过导磁机壳与各段单定子总成形成永磁回路。单定子总成外径与导磁机壳内径、定子铁芯永磁铁之间的空位用铝质件嵌入其中，以便将定子铁芯、绕阻所产生的热量传导至导磁机壳进行散热，同时加强定子与导磁机壳的定位与固定强度。本方案中转子的分段数量、分段长度与定子分段数量长度相匹配。

本方案为了优化永磁回路，定子和转子根据电机的性能要求合理分成M段结构，每段单定子总成之间取6-10mm间距并用耐热、绝缘的非磁性材料隔离，以保证各分段单定子总成外径表面的定子铁芯永磁铁与相邻段单定子总成外径上的异极向定子永磁铁的磁力线只能经导磁机壳形成定子的永磁回路，防止磁力线短路引起的磁力线衰减。本方案为了优化定子的磁路分布，镶嵌于各段单定子单元上的定子铁芯永磁铁片数与转子永磁瓦片数相同并均匀分布。定子铁芯永磁铁的宽度、厚度则根据定子上嵌线齿槽所设计的磁密度和定子铁心永磁铁的相关磁参数决定。

本方案中相邻转子永磁瓦的极向互为相反，转子永磁瓦与转子体的固定采用燕尾槽镶嵌固定，同时涂抹耐热高强度环氧胶固化，以保证其足够的机械强度。本方案中转子采用多段装配结构，各段单转子体总成为统一结构、尺寸，多段短单转子体总成结构使转子永磁瓦的工艺、性能及制造成本更为优化，同时便于维护保养。

本方案中分段环形定子、定子铁芯永磁铁沿导磁机壳轴向与相邻的异极向定子铁芯永磁铁、分段环形定子形成永磁回路，使各段单定子总成在非工作状态时呈现单极方向的永磁体，相邻两段单定子总成上的定子铁芯的磁极互为相反，形成了各段单定子总成在径向、轴向同时呈现不同极向的复合永磁回路，为电机运行时电磁和永磁的叠加强化提供了必备条件，实现电磁和永磁的叠加强化，具有低功耗，大扭矩、宽速比、超高效率的优越综合性能，而现有的该类电机却无法实现。多段单定子总成的结构使各段单定子总成通过导磁机壳形成的异极向永磁回路更加的合理，并最大限度减少了永磁回路的漏磁耗损。分段独立的转子永磁瓦及定子铁芯永磁铁因长度大幅缩短，使其制造工艺优化、生产成本更合理。定子铁芯、定子铁芯永磁铁与导磁机壳之间形成的弧形瓦状空间采用铝质同形嵌件嵌入，嵌件的内外弧形表面与导磁机壳内径、定子铁芯外圆采用过度配合，以利各部件的精确定位与结构强度，同时利于将电机内部温升热量传导至机壳散热翅散热。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上优选如下：当电动机处于非工作状态时，每段单定子总成上的定子铁芯4呈现单极方向的永磁体，相邻两段单定子总成上的定子铁芯4的磁极相反。

M的取值为大于或等于2的自然数。单转子体总成和单定子总成分段数完全相同，分段长度完全相同，每段单定子总成之间取6-10mm间距并用耐热、绝缘的非磁性材料隔离，以保证各分段单定子总成外径表面的定子铁芯永磁铁与相邻段单定子总成外径上的异极向定子永磁铁的磁力线只能经导磁机壳形成定子的永磁回路，防止磁力线短路引起的磁力线衰减。

定子铁芯4的内径上均匀分布K个嵌线齿槽，每个定子铁芯4上的嵌线齿槽数量、形态和方向均相同，K＝24+4n,n的取值为包括零的正整数。本方案中嵌线齿槽数量取值在24-32个之间，原因是嵌线齿槽数量太少或太多均会增加定子轭部厚度而增加铁芯重量和铁损并导致效率下降。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上优选如下：定子铁芯4的每个嵌线齿槽内均嵌入单个独立的电磁线圈16，电磁线圈16按供电相序采用双层嵌线，双层嵌线错开嵌入嵌线齿槽内，每个独立的电磁线圈16均通过线圈引出线17与电机无刷控制器连接。本方案中独立线圈采用双层嵌线，减少了跨槽线圈端部的无效线耗浪费、提高了电磁线的有效利用率，大幅降低了线损和端部线圈的杂散损耗，同时降低了电磁线耗用成本、减小整机重量。绕制在定子铁芯各个嵌线齿槽内的独立线圈接通电机无刷控制器输出的不同相序、不同方向电流时，各个定子铁芯上形成不同极向的电磁场，通过单定子总成轭部与相邻的定子铁芯上的异向极磁场形成电磁回路，同时对单定子总成的永磁回路形成极向诱导，偏转并与同极向的永磁场进行叠加强化，通过单定子总成轭部、导磁机壳与相邻的异向磁极形成电磁永磁复合叠加强化磁场作用与转子，产生远大于单纯电磁驱动的转矩，对转子上的多极转子永磁瓦产生吸斥力矩驱动转子旋转做功。

当定子各嵌线齿槽内的电磁线圈以不同方向通电时所产生的电磁场则与磁极方向相同的定子嵌线齿槽永磁场进行叠加后呈现出比现有技术的单纯电磁场更为强大的复合叠加磁场，并作用与转子永磁场而产生更强大的动能输出。与现有技术的同类电机相比，具有低功耗，大扭矩、宽速比、超高效率的优越综合性能。单嵌线齿槽独立电磁线圈的设计最大限度减少了线圈的两端部长度，减少了线组的铜线损耗和无功线损及两端漏磁损耗，并为逐相逐极换向提供了基本条件。

单定子总成上，嵌入定子铁芯4各嵌线齿槽内的独立的电磁线圈16通电时，产生的同极向电磁场能够进行叠加强化，形成各个单定子总成的相关嵌线齿槽不同极向的复合叠加磁路。

如图10-13所示，空白的长方形表示S、N极正常的电磁场，打斜杠的长方形表示S极叠加强化的磁场，打密集点的长方形表示N极叠加强化磁场。A相输入线与图中所示的A、B、C、D段单定子总成的偶数序号嵌线齿槽的电磁线圈并联，各电磁线圈与兴隆的同相电磁线圈连接头尾互为相反，A相通电时偶数序号的各嵌线齿槽呈现极向互为反相的电磁场，同时与A、C段嵌线齿槽的同极向永磁场形成叠加强化。B相输入线与图中所示的A、B、C、D段单定子总成的偶数序号嵌线齿槽的电磁线圈并联，各电磁线圈与兴隆的同相电磁线圈连接头尾互为相反，B相通电时奇数序号的各嵌线齿槽呈现极向互为反相的电磁场，同时与B、D段嵌线齿槽的同极向永磁场形成叠加强化。当A、B相输入电流方向如图10-13所示，换向工作时，各单定子总成上的嵌线齿槽上的电磁线圈产生的嵌线齿槽磁场则按序交替换向而形成步进式旋转磁场。

如图1、2-5、10-13所示，不论A、B相的电流方向如何变化，A、C段单定子总成上嵌线齿槽的S极永磁场只与S极的嵌线齿槽的电磁场产生叠加强化。如图1、6-9、10-13所示，不论A、B相的电流方向如何变化，B、D段单定子总成上嵌线齿槽的N极永磁场只与N极的嵌线齿槽的电磁场产生叠加强化。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上优选如下：所述导磁机壳1上还设置后端盖8，转轴10穿过后端盖8的尾端还设置外置式的换向磁鼓19，后端盖8的外止口上还安装HL支架21，在HL支架21上安装HL元件20，HL元件上设置有引出线18，引出线18还与电机无刷控制器连接，电机无刷控制器用于接收转子位置信息，并按照相序进行电流换向，形成交变磁场，HL支架21的外圆上安装HL护罩22。转轴上的换向磁鼓将转子位置信号经HL元件传输给电机无刷控制器，并按相序进行适时地电流换向，形成交变磁场，使转轴连续输出远大于单纯电磁场驱动的超高功率。本发明采用多相供电方式驱动，当转子和定子处于换向位置时，HL元件上的HL传感器将位置信号传输至电机无刷控制器上的驱动控制电路输出相关相序及相关方向的电流产生电磁场及叠加磁场驱动转子旋转至下一换向位置，形成周而复始的旋转磁场驱动转子连续运转。HL元件设置于机尾端盖的HL支架上并与换向磁鼓相对应，HL支架可沿后端盖同心圆止口作圆周方向微调至最佳换向位置，HL支架及换向磁鼓用铁质的HL护罩保护，有效的对电机内部的温度与杂散磁波进行隔离屏蔽，同时便于调试与维护。本方案中的电机无刷控制器采用技术成熟的位置传感全桥换向、斩波调压的永磁直流电机无刷控制器，确保***运行的稳定可靠。外置式的换向磁鼓使其制造、安装、调试和维护更加的方便，同时有效隔离了电机内部的温升、交变磁场杂波的影响，其运行的稳定性、可靠性高。HL护罩由铁质材料制成，用于隔离外界灰尘、水汽以及机内温升、交变磁场对HL元件的影响。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上优选如下：各转子体在保证机械强度和磁通密度的前提下，每段单转子体总成上的转子体11上设置转子减重孔14。在转轴和转子永磁瓦之间空位部分设计的减重孔，有效的减轻30％的转子重量，降低无效功耗和整机重量。

每段单转子体总成上转子永磁瓦12的极数为每个单定子总成上嵌线齿槽数的1/2。

在HL护罩22外侧的转轴10上还安装散热风扇23，散热风扇23的外部还设置风扇护罩24。散热风扇随转轴运转产生的高速气流在设置于导磁机壳末端外圆上的风扇护罩导流下的高速气流经机壳散热翅带走电机运转产生的热量。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合叠加磁路永磁直流无刷电动机，包括定子和安装于定子内的转子，其特征在于，所述转子包括M段单转子体总成和转轴(10)，M段单转子体总成均串接在转轴(10)上，相邻两段单转子体总成之间还设置转子隔圈(13)，每段单转子体总成包括转子体(11)和固定在转子体(11)外圆表面上的转子永磁瓦(12)；所述定子包括M段单定子总成和导磁机壳(1)，相邻两段单定子总成之间设置定子隔环(5)，每段单定子总成内部对应一段单转子体总成，每段单定子总成包括定子铁芯(4)和固定在定子铁芯(4)外径上的定子铁芯永磁铁(3)，相邻两段单定子总成上的定子铁芯永磁铁(3)互为异向磁极，相邻两段单定子总成通过导磁机壳(1)形成永磁回路。

2.根据权利要求1所述的一种复合叠加磁路永磁直流无刷电动机，其特征在于，当电动机处于非工作状态时，每段单定子总成上的定子铁芯(4)呈现单极方向的永磁体，相邻两段单定子总成上的定子铁芯(4)的磁极互为相反。

3.根据权利要求1或2所述的一种复合叠加磁路永磁直流无刷电动机，其特征在于，M的取值为大于或等于2的自然数。

4.根据权利要求1或2所述的一种复合叠加磁路永磁直流无刷电动机，其特征在于，所述定子铁芯(4)的内径上均匀分布K个嵌线齿槽，每个定子铁芯(4)上的嵌线齿槽数量、形态和方向均相同，K＝24+4n,n的取值为包括零的正整数。

5.根据权利要求4所述的一种复合叠加磁路永磁直流无刷电动机，其特征在于，定子铁芯(4)的每个嵌线齿槽内均嵌入单个独立的电磁线圈(16)，电磁线圈(16)采用双层嵌线，双层嵌线错开嵌入嵌线齿槽内，每个独立的电磁线圈(16)均通过线圈引出线(17)与电机无刷控制器连接。

6.根据权利要求5所述的一种复合叠加磁路永磁直流无刷电动机，其特征在于，所有的单定子总成上，嵌入定子铁芯(4)各嵌线齿槽内的独立的电磁线圈(16)通电时，产生的同极向电磁场能够进行叠加强化，形成各段单定子总成的相关嵌线齿槽不同极向的复合叠加磁路。

7.根据权利要求1所述的一种复合叠加磁路永磁直流无刷电动机，其特征在于，所述导磁机壳(1)上还设置后端盖(8)，转轴(10)穿过后端盖(8)的尾端还设置外置式的换向磁鼓(19)，后端盖(8)的外止口上还安装HL支架(21)，在HL支架(21)上安装HL元件(20)，HL元件上设置有引出线(18)，引出线(18)还与电机无刷控制器连接，电机无刷控制器用于接收转子位置信息，并按照相序进行电流换向，形成交变磁场，HL支架(21)的外圆上安装HL护罩(22)。

8.根据权利要求1所述的一种复合叠加磁路永磁直流无刷电动机，其特征在于，每段单转子体总成上的转子体(11)上设置转子减重孔(14)。

9.根据权利要求6所述的一种复合叠加磁路永磁直流无刷电动机，其特征在于，每段单转子体总成上转子永磁瓦(12)的极数为每个单定子总成上嵌线齿槽数的1/2。

10.根据权利要求7所述的一种复合叠加磁路永磁直流无刷电动机，其特征在于，在HL护罩(22)外侧的转轴(10)上还安装散热风扇(23)，散热风扇(23)的外部还设置风扇护罩(24)。