CN115912837A - 一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机，包括内定子铁芯、转子、外定子铁芯、机座、左端盖、右端盖，所述内定子铁芯外侧设有多个内定子凸起，所述内定子铁芯上缠绕有内定子线圈，所述外定子铁芯内侧设有多个外定子凸起，所述外定子铁芯上缠绕有外定子线圈，所述转子上开有多组限位通孔，所述限位通孔内安装有永磁体。本发明的有益效果是，将永磁体在转子上贯穿设置，在内外定子线圈电磁场作用下，在内定子外侧和外定子内侧分别形成方向一致的旋转磁场，在这两个旋转磁场作用下，嵌装在转子上的永磁体内表面和外表面均形成力矩且方向一致，进而带动转子进行转动，进而可增大转子的转动力度，降低了制作成本。

Description

一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，更具体的说，涉及一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机。

背景技术

永磁同步电机以永磁体提供励磁，使电机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电动机的效率和功率密度。

现有技术中，例如专利号为CN201821780949.8，专利名称为一种内外层永磁体错位的双定子电机的专利，其主要通过将转子内侧和外侧的永磁体交错分布，可以有效抑制电机的齿槽转矩和转矩波动，提高电机的稳态性能，但是这种方式存在一些问题，其只将永磁体一侧的磁极进行利用，没有将永磁体的另一侧磁极利用，进而没有将永磁体进行充分的利用，造成浪费。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机，包括内定子铁芯、转子、外定子铁芯、机座、左端盖、右端盖，所述内定子铁芯由多层硅钢片叠加构成，所述内定子铁芯外侧设有多个内定子凸起，所述内定子铁芯上缠绕有内定子线圈，所述外定子铁芯由多层硅钢片叠加构成，所述外定子铁芯内侧设有多个外定子凸起，所述外定子铁芯上缠绕有外定子线圈，所述转子上开有多组限位通孔，所述限位通孔内安装有永磁体，所述转子为空心筒体，所述转子套装在内定子铁芯外侧，所述外定子铁芯为空心筒体，所述外定子铁芯套装在转子外侧，所述内定子铁芯、转子、外定子铁芯同心对应，所述内定子铁芯、转子、外定子铁芯之间均存在间隙，所述机座安装在外定子铁芯外侧，所述左端盖和右端盖均通过多个螺栓连接安装在机座上，多个所述紧固螺栓以内定子铁芯的圆心为中心成圆周均匀分布。

进一步的，所述内定子铁芯为空心筒体，所述内定子铁芯内侧安装有固定轴，所述固定轴外侧安装有第一滚动轴承，所述转子两端通过螺栓连接有转动套筒，所述转动套筒内侧安装在第一滚动轴承上，所述左端盖的中心位置开有圆形通孔，所述转动套筒外侧安装有第二滚动轴承，位于左端盖一侧的第二滚动轴承安装在圆形通孔处，位于右端盖一侧的第二滚动轴承安装在右端盖内侧，所述固定轴一端通过多个螺栓与右端盖固定连接。

进一步的，所述限位通孔的形状可为圆形、方形、菱形，所述永磁体的形状与限位通孔相同。

进一步的，所述永磁体两端贯穿到限位通孔内外两侧。

进一步的，多组所述限位通孔在转子上均匀分布，所述转子上沿转子的素线方向分布的限位通孔为同一组，同一组所述限位通孔在转子上横向均匀分布，所述限位通孔的组数为偶数。

进一步的，多组所述限位通孔在转子上以转子截面的圆心为中心成圆周均匀分布。

进一步的，同一组所述限位通孔内永磁体的磁极方向相同，相邻组所述限位通孔内永磁体的磁极方向相反。

进一步的，所述内定子凸起和外定子凸起的数量一致且一一对应，所述内定子线圈和外定子线圈数量一致，每个所述外定子线圈正对应一个内定子线圈且绕向一致串联连接。

进一步的，所述固定轴靠近右端盖的一端开有导线槽。

本发明的有益效果：通过在转子上开孔，并在孔内安装永磁体，并在转子内侧和外侧分别设有内定子铁芯和外定子铁芯，通过在内定子铁芯和外定子铁芯上安装线圈并接通三相交流电，在内定子铁芯外侧和外定子铁芯内侧分别形成方向一致的旋转磁场，在这两个旋转磁场作用下，嵌装在转子上的永磁体内表面和外表面均形成力矩且方向一致，进而带动转子进行转动，进而可增大转子的转动力度，降低了制作成本，

通过调整三相交流电的频率，可调整电机的转速，进而满足不同的工况需求。

附图说明

图1是本发明所述一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机的结构示意图；

图2是本发明所述一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机侧视方向的剖视示意图；

图中，1、内定子铁芯；2、转子；3、外定子铁芯；4、机座；5、左端盖；6、右端盖；7、内定子凸起；8、内定子线圈；9、外定子凸起；10、外定子线圈；11、限位通孔；12、永磁体；13、固定轴；14、第一滚动轴承；15、转动套筒；16、圆形通孔；17、第二滚动轴承；18、导线槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明提供了如图1-2所示的一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机，包括内定子铁芯1、转子2、外定子铁芯3、机座4、左端盖5、右端盖6，内定子铁芯1由多层硅钢片叠加构成，内定子铁芯1外侧设有多个内定子凸起7，内定子铁芯1上缠绕有内定子线圈8，外定子铁芯3由多层硅钢片叠加构成，外定子铁芯3内侧设有多个外定子凸起9，外定子铁芯3上缠绕有外定子线圈10，转子2上开有多组限位通孔11，限位通孔11内安装有永磁体12，转子2为空心筒体，转子2套装在内定子铁芯1外侧，外定子铁芯3为空心筒体，外定子铁芯3套装在转子2外侧，内定子铁芯1、转子2、外定子铁芯3同心对应，内定子铁芯1、转子2、外定子铁芯3之间均存在间隙，机座4安装在外定子铁芯3外侧，左端盖5和右端盖6均通过多个螺栓连接安装在机座4上，多个紧固螺栓以内定子铁芯1的圆心为中心成圆周均匀分布，

此电机转动的过程如下：将内定子铁芯1、转子2、外定子铁芯3按照从内到外的顺序套装在一起，并使得内定子铁芯1、转子2、外定子铁芯3同心对应，将机座4安装在外定子铁芯3外侧，将左端盖5扣装在机座4左侧并通过多个螺栓进行连接，将右端盖6扣装在机座4右侧并通过多个螺栓进行连接，将内定子线圈8和外定子10线圈通电，并使得内定子铁芯1和外定子铁芯3上产生磁场，通过内定子铁芯1和外定子铁芯3上的磁场与永磁体12上的磁场的相互作用，可使得转子2进行转动，并且可将永磁体12两侧的磁极均进行利用，可提供更大的力矩。

参照说明书附图1，内定子1为空心筒体，内定子铁芯1为空心筒体，内定子铁芯1内侧安装有固定轴13，固定轴13外侧安装有第一滚动轴承14，转子2两端通过螺栓连接有转动套筒15，转动套筒15内侧安装在第一滚动轴承14上，左端盖5的中心位置开有圆形通孔16，转动套筒15外侧安装有第二滚动轴承17，位于左端盖5一侧的第二滚动轴承17安装在圆形通孔16处，位于右端盖6一侧的第二滚动轴承17安装在右端盖6内侧，固定轴13一端通过多个螺栓与右端盖6固定连接，

在内定子铁芯1两侧的固定轴13上安装第一滚动轴承14，并使得转子2两侧的转动套筒15安装在第一滚动轴承14外侧，可对转子2进行支撑，防止转子2晃动，还可便于转子2转动，在转动套筒2外侧安装有第二滚动轴承17，左端盖5和右端盖6安装在第二滚动轴承17外侧，进而可对转子2进行限位，将右端盖6通过螺栓与固定轴13连接，进而可防止固定轴13和内定子铁芯1转动，进而可使得转子2进行转动，并提高了转子2转动时的稳定性。

参照说明书附图1和说明书附图2，限位通孔11的形状可为圆形、方形、菱形，永磁体12的形状与限位通孔11相同，永磁体12两端贯穿到限位通孔11内外两侧，可改变永磁体12的体积，进而可改变磁场强度，可使用多种样式的永磁体12，增大了适用性。

参照说明书附图1，多组限位通孔11在转子上均匀分布，转子2上沿转子2的素线方向分布的限位通孔11为同一组，同一组限位通孔11在转子2上横向均匀分布，限位通孔11的组数为偶数，可使得永磁体12在转子2上均匀分布，使得转子2在转动时受力比较均匀，可增加转子2转动时的稳定性。

参照说明书附图2，多组限位通孔11在转子2上以转子2截面的圆心为中心成圆周均匀分布，可使得永磁体12均匀分布，并增加转子2转动时的稳定性。

同一组限位通孔11内永磁体12的磁极方向相同，相邻组限位通孔11内永磁体12的磁极方向相反，内定子线圈8、外定子线圈10和永磁体12形成一个更加完整地磁通回路，以提高电机的电磁转换效率。

内定子凸起7和外定子凸起9的数量一致且一一对应，内定子线圈8和外定子线圈数量10一致，每个外定子线圈10正对应一个内定子线圈8且绕向一致串联连接，通过一个电路即可使得内定子线圈8、外定子线圈10均产生磁场，安装简单，使用更加方便。

参照说明书附图1，固定轴13靠近右端盖6的一端开有导线槽18，导线槽18可便于将导线伸到转子2内侧并与内定子1上的内定子线圈8通电。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机，包括内定子铁芯（1）、转子（2）、外定子铁芯（3）、机座（4）、左端盖（5）、右端盖（6），其特征在于，所述内定子铁芯（1）由多层硅钢片叠加构成，所述内定子铁芯（1）外侧设有多个内定子凸起（7），所述内定子铁芯（1）上缠绕有内定子线圈（8），所述外定子铁芯（3）由多层硅钢片叠加构成，所述外定子铁芯（3）内侧设有多个外定子凸起（9），所述外定子铁芯（3）上缠绕有外定子线圈（10），所述转子（2）上开有多组限位通孔（11），所述限位通孔（11）内安装有永磁体（12），所述转子（2）为空心筒体，所述转子（2）套装在内定子铁芯（1）外侧，所述外定子铁芯（3）为空心筒体，所述外定子铁芯（3）套装在转子（2）外侧，所述内定子铁芯（1）、转子（2）、外定子铁芯（3）同心对应，所述内定子铁芯（1）、转子（2）、外定子铁芯（3）之间均存在间隙，所述机座（4）安装在外定子铁芯（3）外侧，所述左端盖（5）和右端盖（6）均通过多个螺栓连接安装在机座（4）上，多个所述紧固螺栓以内定子铁芯（1）的圆心为中心成圆周均匀分布。

2.根据权利要求1所述的一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机，其特征在于，所述内定子铁芯（1）为空心筒体，所述内定子铁芯（1）内侧安装有固定轴（13），所述固定轴（13）外侧安装有第一滚动轴承（14），所述转子（2）两端通过螺栓连接有转动套筒（15），所述转动套筒（15）内侧安装在第一滚动轴承（14）上，所述左端盖（5）的中心位置开有圆形通孔（16），所述转动套筒（15）外侧安装有第二滚动轴承（17），位于左端盖（5）一侧的第二滚动轴承（17）安装在圆形通孔（16）处，位于右端盖（6）一侧的第二滚动轴承（17）安装在右端盖（6）内侧，所述固定轴（13）一端通过多个螺栓与右端盖（6）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机，其特征在于，所述限位通孔（11）的形状可为圆形、方形、菱形，所述永磁体（12）的形状与限位通孔（11）相同。

4.根据权利要求3所述的一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机，其特征在于，所述永磁体（12）两端贯穿到限位通孔（11）内外两侧。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机，其特征在于，多组所述限位通孔（11）在转子（2）上均匀分布，所述转子（2）上沿转子（2）的素线方向分布的限位通孔（11）为同一组，同一组所述限位通孔（11）在转子（2）上横向均匀分布，所述限位通孔（12）的组数为偶数。

6.根据权利要求5所述的一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机，其特征在于，多组所述限位通孔（11）在转子（2）上以转子（2）截面的圆心为中心成圆周均匀分布。

7.根据权利要求6所述的一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机，其特征在于，同一组所述限位通孔（11）内永磁体（12）的磁极方向相同，相邻组所述限位通孔（11）内永磁体（12）的磁极方向相反。

8.根据权利要求1所述的一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机，其特征在于，所述内定子凸起（7）和外定子凸起（9）的数量一致且一一对应，所述内定子线圈（8）和外定子线圈（10）数量一致，每个所述外定子线圈（10）正对应一个内定子线圈（8）且绕向一致串联连接。

9.根据权利要求2所述的一种在转子内外侧形成双力矩的永磁同步电机，其特征在于，所述固定轴（13）靠近右端盖（6）的一端开有导线槽（18）。

Images