CN109818473A - 一种磁力叠加直流电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁力叠加直流电机，其包括相适配的转子和定子，所述转子和/或所述定子包括若干按间隔距离环设的永磁体，于所述转子和所述定子之间对应所述永磁体设有电磁组件，所述电磁组件设置于所述转子或所述定子上。本发明设计合理巧妙，通过叠加永磁力与电磁力，使转子的磁场磁力增大，解决了电机耗能大的问题，动力和扭力更大，更加节约电力，提高了电机的效率，且磁屏蔽体保证定子磁场与转子磁场互不干扰，磁场变化均匀，避免电磁共振现象，减少电机自身振动，延长电机的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及永磁直流电机技术领域，具体涉及一种磁力叠加直流电机。
背景技术
永磁直流电机按照有无电刷可以分为永磁无刷直流电机和永磁有刷直流电机，永磁直流电机是利用永磁体励磁的一种直流电机。在传统的永磁直流电机中，因为没有设置磁屏蔽体，如果定子与转子同时设置永磁体，磁场互相干扰，使转子不能转动，所以一般只在定子或者转子的单一结构处安装永磁体，不能同时在定子和转子两处结构安装永磁体，其具有耗能大、动力小、扭力小的缺点，不能实现环保节能的目标。因此，研发出一种新型的磁力叠加直流电机显得尤其重要，其通过在定子和转子两处结构同时安装永磁体，绕组和磁屏蔽体安装在定子永磁体一侧或转子永磁体一侧，使电磁力与永磁力叠加，比同等条件的永磁直流电机的动力和扭力更大，更加节约电力，提高了电机的效率。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明公开了一种磁力叠加直流电机。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种磁力叠加直流电机，其包括相适配的转子和定子，所述转子上按间隔距离环设有若干永磁体；或者所述定子上按间隔距离环设有若干永磁体；又或者所述转子和所述定子均包括若干按间隔距离环设的永磁体，于所述转子和所述定子之间对应所述永磁体设有电磁组件，所述电磁组件设置于所述转子上；或者所述电磁组件设置于所述定子上。
上述的磁力叠加直流电机，其中所述转子和所述定子均包括永磁体，所述电磁组件设置于所述转子上。
上述的磁力叠加直流电机，其中定义位于所述转子上的永磁体为转子永磁体，位于所述定子上的永磁体为定子永磁体，所述电磁组件设置于所述转子永磁体和所述定子永磁体之间，通过所述电磁组件的电磁力与所述转子永磁体的永磁力叠加，增大电机的动力和扭力。
上述的磁力叠加直流电机，其中所述电磁组件包括电磁绕组和磁屏蔽体，所述电磁绕组设置于所述转子永磁体和所述定子永磁体之间，所述磁屏蔽体设置于所述电磁绕组和所述转子永磁体之间，当所述电磁绕组断开电流时，所述磁屏蔽体分隔定子磁场与转子磁场，磁力运行遵循磁阻最小原理，即磁通总是沿着磁阻最小的路径闭合，使定子磁场与转子磁场互不干扰，因为所述磁屏蔽体磁阻远大于所述定子和所述转子磁阻，磁通总是沿着磁阻小的路径闭合，所以所述电磁绕组断开电流时磁力不会穿过所述磁屏蔽体。
上述的磁力叠加直流电机，其中所述电磁组件还包括磁轭，所述电磁绕组缠绕于所述磁轭上，当所述电磁绕组接通电流时，所述磁轭被磁化并转变成电磁铁，分别朝向所述转子永磁体和所述定子永磁体的所述电磁组件两端形成磁极，且所述电磁组件的磁极与所述转子永磁体的磁极方向相同，所述电磁组件的电磁力与所述转子永磁体的永磁力叠加形成整体磁场，即电磁力与永磁力叠加。
上述的磁力叠加直流电机，其中所述转子永磁体的N极朝向所述定子永磁体环设于所述转子上。
上述的磁力叠加直流电机，其中所述转子永磁体与所述电磁组件安装数量比例为1:1。
上述的磁力叠加直流电机，其中所述转子永磁体共设有三件，且所述转子永磁体呈正三角形分布；在其他实施例中，所述转子永磁体共设有六件，且所述转子永磁体呈正六角形分布，当电机工作时，磁场变化均匀。
上述的磁力叠加直流电机，其中所述电磁组件共设有三组，分别为A相电磁组件、B相电磁组件和C相电磁组件，且三组电磁组件分别对应三件所述转子永磁体呈正三角形分布，其中三件所述转子永磁体对应所述A、B和C相电磁组件分别为A、B和C相转子永磁体，所述A、B和C相电磁组件中的电磁绕组分别为A、B和C相电磁绕组，所述A、B和C相电磁组件中的磁屏蔽体分别为A、B和C相磁屏蔽体，所述A、B和C相电磁组件中的磁轭分别为A、B和C相磁轭。
上述的磁力叠加直流电机，其中相邻的所述定子永磁体以N-S极的规律交替排列，且所述定子永磁体的充磁方向相同。
上述的磁力叠加直流电机，其中所述定子永磁体的件数根据所述磁力叠加直流电机的大小而定，且所述磁力叠加直流电机转动的角度随着所述定子永磁体的件数的不同而不同。
上述的磁力叠加直流电机，其中所述定子永磁体共设有十六件。
上述的磁力叠加直流电机，其中所述整体磁场磁力与所述定子永磁体磁力相互作用，使所述转子转动一定角度，按所述A-B-C相电磁绕组的顺序依次循环接通电流，驱动所述转子逆时针循环转动，按上述顺序不断依次循环接通电流，驱动所述转子持续逆时针转动，即所述磁力叠加直流电机持续工作。
上述的磁力叠加直流电机，其中所述转子、所述定子均由磁阻小的硅钢片叠加制成，所述磁屏蔽体由磁阻大的铝制成。
本发明的有益效果为：本发明设计合理巧妙，通过叠加永磁力与电磁力，使转子的磁场磁力增大，解决了电机耗能大的问题，动力和扭力更大，更加节约电力，提高了电机的效率，且磁屏蔽体保证定子磁场与转子磁场互不干扰，磁场变化均匀，避免电磁共振现象，减少电机自身振动，延长电机的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的工作状态1示意图；
图3为本发明的工作状态2示意图；
图4为本发明的工作状态3示意图；
图5为本发明的工作状态4示意图。
具体实施方式
实施例：参见图1至图5，本实施例提供的一种磁力叠加直流电机，其包括相适配的转子1和定子2，所述转子1和/或所述定子2包括若干按间隔距离环设的永磁体，于所述转子1和所述定子2之间对应所述永磁体设有电磁组件，所述电磁组件设置于所述转子1或所述定子2上。
根据上述方案引申为不同的实施例：所述转子1内置于所述定子2上，或者所述转子1外置于所述定子2上；所述转子1上按间隔距离环设有若干永磁体，或者所述定子2上按间隔距离环设有若干永磁体，又或者所述转子1和所述定子2均包括若干按间隔距离环设的永磁体；所述电磁组件设置于所述转子1上，或者所述电磁组件设置于所述定子2上。
参见图1，下面以所述转子1内置于所述定子2上，且所述转子1和所述定子2均包括若干按间隔距离环设的永磁体，所述电磁组件设置于所述转子1上为例作进一步说明，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，而非对本发明进行限制。
参见图1，定义位于所述转子1上的永磁体为转子永磁体11，位于所述定子2上的永磁体为定子永磁体21，所述电磁组件设置于所述转子永磁体11和所述定子永磁体21之间。
参见图1，所述电磁组件包括电磁绕组121和磁屏蔽体122，所述电磁绕组121设置于所述转子永磁体11和所述定子永磁体21之间，所述磁屏蔽体122设置于所述电磁绕组121和所述转子永磁体11之间，当所述电磁绕组121断开电流时，所述磁屏蔽体122分隔定子磁场与转子磁场，磁力运行遵循磁阻最小原理，即磁通总是沿着磁阻最小的路径闭合，使定子磁场与转子磁场互不干扰。
参见图1，所述电磁组件还包括磁轭123，所述电磁绕组121缠绕于所述磁轭123上，当所述电磁绕组121接通电流时，所述磁轭123被磁化并转变成电磁铁轭，分别朝向所述转子永磁体11和所述定子永磁体21的所述电磁组件两端形成磁极，且所述电磁组件的磁极与所述转子永磁体11的磁极方向相同，所述电磁组件的电磁力与所述转子永磁体11的永磁力叠加形成整体磁场，即电磁力与永磁力叠加。
参见图1，所述转子永磁体11的N极朝向所述定子永磁体21环设于所述转子1上。
较佳的实施例中，所述转子永磁体11与所述电磁组件安装数量比例为1:1。
参见图1，所述转子永磁体11共设有三件，且所述转子永磁体11呈正三角形分布。
参见图1，所述电磁组件共设有三组，分别为A相电磁组件124、B相电磁组件125和C相电磁组件126，且三组电磁组件分别对应三件所述转子永磁体11呈正三角形分布，其中三件所述转子永磁体11对应所述A、B和C相电磁组件分别为A、B和C相转子永磁体，所述A、B和C相电磁组件中的电磁绕组121分别为A、B和C相电磁绕组，所述A、B和C相电磁组件中的磁屏蔽体122分别为A、B和C相磁屏蔽体，所述A、B和C相电磁组件中的磁轭123分别为A、B和C相磁轭。
参见图1，相邻的所述定子永磁体21以N-S极的规律交替排列，且所述定子永磁体21的充磁方向相同。
较佳的实施例中，所述定子永磁体21的件数根据所述磁力叠加直流电机的大小而定，且所述磁力叠加直流电机转动的角度随着所述定子永磁体21的件数的不同而不同。
参见图1，所述定子永磁体21共设有十六件。
较佳的实施例中，所述转子1、所述定子2均由磁阻小的硅钢片叠加制成，所述磁屏蔽体122由磁阻大的铝制成。
参见图2至图3，所述A相电磁绕组接通电流，所述B、C相电磁绕组关闭电流，所述B、C相磁屏蔽体屏蔽所述B、C相转子永磁体，所述A相磁轭被磁化转变成电磁铁，所述A相电磁组件124的电磁力与所述A相转子永磁体的永磁力叠加，所述整体磁场磁力与所述定子永磁体21磁力相互作用，所述转子1逆时针转动15°。
参见图3至图4，所述B相电磁绕组接通电流，所述A、C相电磁绕组关闭电流，所述A、C相磁屏蔽体屏蔽所述A、C相转子永磁体，所述B相磁轭被磁化转变成电磁铁，所述B相电磁组件125的电磁力与所述B相转子永磁体的永磁力叠加，所述整体磁场磁力与所述定子永磁体21磁力相互作用，所述转子1逆时针转动15°。
参见图4至图5，所述C相电磁绕组接通电流，所述A、B相电磁绕组关闭电流，所述A、B相磁屏蔽体屏蔽所述A、B相转子永磁体，所述C相磁轭被磁化转变成电磁铁，所述C相电磁组件126的电磁力与所述C相转子永磁体的永磁力叠加，所述整体磁场磁力与所述定子永磁体21磁力相互作用，所述转子1逆时针转动15°。
参见图2至图5，按所述A-B-C相电磁绕组的顺序依次接通电流一次，驱动所述转子1逆时针循环转动45°，按所述A-B-C相电磁绕组的顺序依次循环接通电流八次，驱动所述转子1逆时针循环转动一周，按上述顺序不断依次循环接通电流，驱动所述转子1持续逆时针转动，即所述磁力叠加直流电机持续工作。
本发明设计合理巧妙，通过叠加永磁力与电磁力，使转子的磁场磁力增大，解决了电机耗能大的问题，动力和扭力更大，更加节约电力，提高了电机的效率，且磁屏蔽体保证定子磁场与转子磁场互不干扰，磁场变化均匀，避免电磁共振现象，减少电机自身振动，延长电机的使用寿命。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术手段和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种磁力叠加直流电机，其包括相适配的转子和定子，其特征在于，所述转子和/或所述定子包括若干按间隔距离环设的永磁体，于所述转子和所述定子之间对应所述永磁体设有电磁组件，所述电磁组件设置于所述转子或所述定子上。
2.根据权利要求1所述的磁力叠加直流电机，其特征在于，所述转子和所述定子均包括永磁体，所述电磁组件设置于所述转子上。
3.根据权利要求2所述的磁力叠加直流电机，其特征在于，定义位于所述转子上的永磁体为转子永磁体，位于所述定子上的永磁体为定子永磁体，所述电磁组件设置于所述转子永磁体和所述定子永磁体之间。
4.根据权利要求3所述的磁力叠加直流电机，其特征在于，所述电磁组件包括电磁绕组和磁屏蔽体，所述电磁绕组设置于所述转子永磁体和所述定子永磁体之间，所述磁屏蔽体设置于所述电磁绕组和所述转子永磁体之间。
5.根据权利要求4所述的磁力叠加直流电机，其特征在于，所述电磁组件还包括磁轭，所述电磁绕组缠绕于所述磁轭上，当所述电磁绕组接通电流时，分别朝向所述转子永磁体和所述定子永磁体的所述电磁组件两端形成磁极，且所述电磁组件的磁极与所述转子永磁体的磁极方向相同。
6.根据权利要求5所述的磁力叠加直流电机，其特征在于，所述转子永磁体的N极朝向所述定子永磁体环设于所述转子上。
7.根据权利要求6所述的磁力叠加直流电机，其特征在于，所述转子永磁体共设有三件，且所述转子永磁体呈正三角形分布。
8.根据权利要求7所述的磁力叠加直流电机，其特征在于，所述电磁组件共设有三组，分别对应所述转子永磁体呈正三角形分布。
9.根据权利要求3所述的磁力叠加直流电机，其特征在于，相邻的所述定子永磁体以N-S极的规律交替排列，且所述定子永磁体的充磁方向相同。
10.根据权利要求9所述的磁力叠加直流电机，其特征在于，所述定子永磁体共设有十六件。
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| CN108039783A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-05-15 | 丁士来 | 永磁直流电机 |
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