CN205693540U - 一种永磁直流加能电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种永磁直流加能电机，包括机壳(13)、永磁转子单元、换向***组件以及永磁加能器定子极组件；机壳(13)内固定有永磁加能器定子极组件，永磁加能器定子极组件内侧设有永磁转子单元，永磁转子单元通过轴承(2)安装在前端盖(15)和后端盖(10)上，前端盖(15)和后端盖(10)分别安装在机壳(13)的前后两端上，永磁转子单元的电机轴(1)上还安装有换向***组件。该永磁直流加能电机，永磁能量利用率高、节能效果显著，结构简单，成本低。

Description

一种永磁直流加能电机

技术领域

本实用新型属于电机工程技术领域，尤其涉及一种永磁直流加能电机。

背景技术

电机是把电能转换成机械能的一种装置，从能源结构形式划分，目前传统的电机可分为二类：一类是只用一种电能驱动的电机，其能源结构为“一元”，例如交流电机、直流电机、磁阻电机等；另一类是用电能和永磁能共同驱动的电机其能源结构为“二元”参见图1～2，例如永磁电机、永磁同步电机、永磁直流无刷电机等，由于二元电机从结构上增加了永磁能源层面，所以提高了永磁能的利用率，其节电率比一元电机普通提高10～20％，但由于其结构上的限制，故存在一定的不足之处：1、电励磁铁芯的两个极只能利用其中一个极或一个层面工作。2、永磁体N、S两个极也只能利用一个极面或一个层面工作。3、永磁体布置缺少聚磁作用其利用率不高，转子电枢结构复杂，耗电多，温升高；综上所述，要提高永磁能的利用率。为此另辟溪径探索新原理，寻求简单合理的机体组合结构是一个重要的创新课题，其中永磁能量的开发利用成为问题的关键。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是：克服二元永磁电机现有技术中的不足之处，提供了一种永磁能量利用率高、节能效果显著，结构简单，成本低的永磁直流加能电机。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种永磁直流加能电机，包括机壳、永磁转子单元、换向***组件以及永磁加能器定子极组件；机壳内固定有永磁加能器定子极组件，永磁加能器定子极组件内侧设有永磁转子单元，永磁转子单元通过轴承安装在前端盖和后端盖上，前端盖和后端盖分别安装在机壳的前后两端上，永磁转子单元的电机轴上还安装有换向***组件。

所述的永磁加能器定子极组件包括至少六组永磁加能器定子极单元，所述的永磁加能器定子极单元包括集磁铁芯、绕组以及多块并列以聚磁结构分布的定子永磁体，所述的集磁铁芯上嵌放有绕组，集磁铁芯内层小端面对应永磁转子单元，外层大端面紧贴于定子永磁体内极面，定子永磁体的充磁方向为径向，定子永磁体外极面固定在机壳内。

所述的永磁加能器定子极组件包括六组永磁加能器定子极单元，六组永磁加能器定子极单元按夹角60度分别均布于机壳内，集磁铁芯由硅钢片叠装铆固制成，集磁铁芯形状为“工”或“T”字形，集磁铁芯小端面向内层对应永磁转子单元，中间部分截面小，外层大端面紧贴于瓦片状定子永磁体内极面，绕组嵌放在集磁铁芯中间部分，六组永磁加能器定子极单元之间用压块及螺钉固连在机壳内圆上，压块16为非磁性材料，其中两组为一相，六组组成三相，每相电夹角为120度均布。

每组永磁加能器定子极单元中包括按同一磁场方向并列4块定子永磁体，4块定子永磁体分两排，每排两块定子永磁体。

所述的永磁转子单元包括转子体、电机轴和多块转子永磁体；所述的转子体安装在电机轴上，电机轴通过轴承安装在前端盖和后端盖上，转子体的外表面上粘接有转子永磁体和绝缘条，绝缘条安装在相邻的两个转子永磁体之间，多块转子永磁体组成偶数个磁极，相邻两磁极的磁场方向相反，转子永磁体为径向充磁。

所述的换向***组件包括支架、信号磁环、电路板、六个霍尔元件及相关的电子开关驱动电路组成；信号磁环安装在电机轴后端，支架连接在后端盖上，支架上设置有两个电路板，支架上还装有六个按圆周60度夹角均布在信号磁环上方的霍尔元件。

所述的转子永磁体为瓦形结构，共八块分两排排列，每排按圆周90度夹角均布四块转子永磁体，多块转子永磁体组成四个磁极。

所述的换向***组件包括导电电刷、换向电刷、换向器、换向半环、导电环、刷架和绝缘块；换向器安装在电机轴后端，换向器右边安装两排换向半环，每排径向上、下各安装一个换向半环，上、下两个换向半环开口夹角为180度，并在开口处置入绝缘块，换向半环的正负极在径向上、下和轴向并排之间极性相反；换向器左边嵌入两个导电环，导电环的正负极与换向半环的同性极连接；绝缘体刷架固定在后端盖上，刷架上自左至右装有4排电刷，其中左边两排为导电电刷，左边两排导电电刷与同极导电环分别接触，右边两排为换向电刷，右边两排换向电刷分别与两排同极性换向半环接触，其中两排换向电刷为一组，共设三组，三组沿圆周120度均布于刷架的右半部，三组换向电刷末端接线，并与对应的三相控制绕组依次连接。

所述的转子永磁体为瓦形结构，共4块分两排排列，每排沿圆周180度均布两块转子永磁体，两块转子永磁体间嵌2个绝缘瓦，多块转子永磁体组成二个磁极。

所述的永磁转子单元包括电机轴、轴承、套环、永磁块和极靴；电机轴上间隔沿圆周安装有永磁块和极靴，永磁块和极靴外圈安装有套环。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

1、永磁加能器定子极组件的集磁铁芯大端面将集聚的定子永磁体的静磁能，在“正磁场”的状态下与电磁能叠加耦合成动磁能，通过小端作用于永磁转子单元转动，其磁路短，磁阻小，作用直接，永磁能释放率高，体积小，成本低。

2、永磁直流加能电机为三元结构，永磁能/电能＝2:1，多层次的能源保证了永磁能利用率的提高；

3、永磁直流加能电机为内转子，结构简单成本低，永磁加能器定子极组件是相对静止组件，避开了外转子结构较复杂，成本高等不利因素，其内永磁转子单元适用于较高转速的运行。

4、定子永磁体按聚磁结构排列，局部提高了气隙磁场强度，增加和增强了永磁利用层面，提高了永磁能的利用率。

5、与永磁电机比，在输出功率相同的工作条件下，检测数据表明永磁直流加能电机其节电率平均为26.62％；

6、本永磁加能电机和永磁加能器及其技术，是永磁能量释放的形式之一，可作为一个独立的组件或元件，应用于电机工程技术领域。

附图说明

图1是永磁直流电机能量转换框图；

图2是永磁直流电机横截面示意图；

图3是永磁直流加能电机能量转换框图；

图4是永磁直流加能电机横截面示意图；

图5是永磁直流加能电机电子换向无刷控制纵截面示意图；

图6是图5的A-A横截面示意图。

图7是嵌入式永磁转子横截面示意图；

图8是永磁直流加能电机机械换向有刷控制纵截面示意图，注：换向组件为局部剖面；

图9是图8的B-B横截面示意图。

图中：1-电机轴，2为轴承，3为转子体；4为转子永磁体；5为集磁铁芯；6为定子永磁体；7为绕组；8为信号磁环；9为电路板；10为后端盖；11为支架；12为霍尔元件；13为机壳；14为螺钉；15为前端盖；16为压块；17为绝缘条；18为绝缘瓦；19为导电电刷；20为换向电刷；21为绝缘块；22为刷架；23为换向器；24为换向半环；25为导电环；26为电枢转子；27为套环；28为永磁块；29为极靴。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

参见图3至图9，一种永磁直流加能电机，包括机壳13、永磁转子单元、换向***组件以及永磁加能器定子极组件；机壳13内固定有永磁加能器定子极组件，永磁加能器定子极组件内侧设有永磁转子单元，永磁转子单元通过轴承2安装在前端盖15和后端盖10上，前端盖15和后端盖10分别安装在机壳13的前后两端上，永磁转子单元的电机轴1上还安装有换向***组件。

其中，所述的永磁加能器定子极组件包括至少六组永磁加能器定子极单元，所述的永磁加能器定子极单元包括集磁铁芯5、绕组7以及多块并列以聚磁结构分布的定子永磁体6，所述的集磁铁芯5上嵌放有绕组7，集磁铁芯5内层小端面对应永磁转子单元，外层大端面紧贴于定子永磁体6内极面，定子永磁体6的充磁方向为径向，定子永磁体6外极面固定在机壳13内。

具体的，所述的永磁加能器定子极组件包括六组永磁加能器定子极单元，六组永磁加能器定子极单元按夹角60度分别均布于机壳13内，集磁铁芯5由硅钢片叠装铆固制成，集磁铁芯5形状为“工”或“T”字形，集磁铁芯5小端面向内层对应永磁转子单元，中间部分截面小，外层大端面紧贴于瓦片状定子永磁体6内极面，绕组7嵌放在集磁铁芯5中间部分，六组永磁加能器定子极单元之间用压块16及螺钉14固连在机壳13内圆上，压块16为非磁性材料，其中两组为一相，六组组成三相，每相电夹角为120度均布，其中，每组永磁加能器定子极单元中包括按同一磁场方向并列4块定子永磁体，4块定子永磁体分两排，每排两块定子永磁体。

所述的永磁转子单元包括转子体3、电机轴1和多块转子永磁体4；所述的转子体3安装在电机轴1上，电机轴1通过轴承2安装在前端盖15和后端盖10上，转子体3的外表面上粘接有转子永磁体4和绝缘条17，绝缘条17安装在相邻的两个转子永磁体4之间，多块转子永磁体4可组成二、四或八等多个磁极，相邻两磁极的磁场方向相反，转子永磁体为径向充磁。

其中，电机的换向***组件包括两种：其一，电子换向(无刷)，具体的，所述的换向***组件包括支架11、信号磁环8、电路板9、六个霍尔元件12及相关的电子开关驱动电路组成；信号磁环8安装在电机轴1后端，支架11连接在后端盖10上，支架11上设置有两个电路板9，支架11上还装有六个按圆周60度夹角均布在信号磁环8上方的霍尔元件12。

所述的转子永磁体4为瓦形结构，共八块分两排排列，每排按圆周90度夹角均布四块转子永磁体4，多块转子永磁体4组成四个磁极。

其二、机械换向(有刷)，具体的，所述的换向***组件包括导电电刷19、换向电刷20、换向器23、换向半环24、导电环25、刷架22和绝缘块21；换向器23安装在电机轴1后端，换向器23右边安装两排换向半环24，每排径向上、下各安装一个换向半环24，上、下两个换向半环24开口夹角为180度，并在开口处置入绝缘块21，换向半环24的正负极在径向上、下和轴向并排之间极性相反；换向器23左边嵌入两个导电环25，导电环25的正负极与换向半环24的同性极连接；绝缘体刷架22固定在后端盖10上，刷架22上自左至右装有4排电刷，其中左边两排为导电电刷19，左边两排导电电刷19与同极导电环25分别接触，右边两排为换向电刷20，右边两排换向电刷20分别与两排同极性换向半环24接触，其中两排换向电刷20为一组，共设三组，三组沿圆周120度均布于刷架22的右半部，三组换向电刷20末端接线，并与对应的三相控制绕组7依次连接。

所述的转子永磁体4为瓦形结构，共4块分两排排列，每排沿圆周180度均布两块转子永磁体4，两块转子永磁体4间嵌2个绝缘瓦18，多块转子永磁体4组成二个磁极。

此外，如果要获得较高的气隙磁场强度和提高永磁能的利用率，可采用嵌入式转子磁极，参见图7，所述的永磁转子单元包括电机轴1、轴承2、套环27、四块永磁块28和四块极靴29；电机轴1上间隔沿圆周安装有永磁块28和极靴29，永磁块28和极靴29外圈安装有套环27，四块永磁块28和四块极靴29对外形成四个磁极，需要说明的是，永磁块28和极靴29还可以是其它偶数个。

需要说明的是，电机绕组的控制相数有单相或多项；电子换向导通方式有“二二导通”或多项导通。但本实用新型的以上电子换向或机械换向的绕组相数均采用三相控制，导通方式采用“三三导通”，即三相的绕组同时通电工作，不论采用有刷或无刷控制其永磁加能的主要功能不变；

永磁加能器定子极组件工作状态有二种：其一在“正磁场”状态时，电磁场的动磁场与永磁场的静磁场叠加为方向一致的增强磁场，作用于永磁转子单元；其二在“反磁场”状态时，电磁场单独对永磁转子单元作用，并同时阻挡永磁静磁场的作用介入，其两种状态的工作变换为“二循环”，集磁铁芯5起磁通开关作用。

进一步地，具体的，本实用新型的永磁直流加能电机，是由机壳、固定在机壳内的永磁加能器定子极组件与前端盖、后端盖、与轴承相连接的永磁转子单元以及换向***组件构成；本电机从能源层次配置上采用了三元结构，参见图3～图4，由内、中、外三层组成的能源比率为：永磁能/电磁能＝2:1；

如图5、6、8、9所示，电机轴1两端的轴承2、以及前端盖15、后端盖10，分别由螺钉14连接在机壳两端。定子永磁体为径向充磁，由多块(个)并列以聚磁结构分布，起到外层永磁源作用，绕组7和集磁铁芯5起到中层电磁源的换向及永磁加能的作用，因此永磁加能器是具有中层及外层能源体的单元；转子永磁体为径向充磁，由多块组成四个磁极，相邻两个磁极的极性相反，永磁转子单元构成了内层的永磁源；内、中和外三层次能源分布比率为：永磁能/电磁能＝2:1；

上述永磁加能器定子极组件由6个单元分别均布于机壳内，其集磁铁芯5用硅钢片制成，根据需要其形状可为“工”或“T”字形，小端向内层对应永磁转子单元，中间部分截面较小，绕组7嵌放其中，大端面的面积最大，紧贴于瓦片状定子永磁体6内极面，所有定子永磁体的充磁方向为径向，参见图中N、S标识，按同一磁场方向并列4块或多块，见图4～6，这种聚磁排列增加了永磁静磁势能，并由集磁铁芯5的大端集聚起来，再集中到中段继而传导到小端作用于永磁转子单元旋转；

需要说明的是，上述六组永磁加能器定子极单元中的多块定子永磁体6，其安装的磁场方向有两种结构：其一，每组永磁加能器定子极单元中的定子永磁体6按圆周均布，每相邻的两组永磁加能器定子极单元之间磁场方向相反间隔排列，磁极按N、S、N、S、N、S；其二，每组永磁加能器定子极单元的定子永磁体6按圆周均布，每相邻的两组永磁加能器定子极单元之间磁场方向同一向轴心排列，磁极按N、N、N、N、N、N，以上两种结构都不影响永磁加能的功能作用。由于永磁转子单元的磁极数和转动的角度不同，所以永磁加能器定子极组件受控的磁场方向也不同，因此在圆周位置上会同时产生磁吸引力和排斥力驱动永磁转子单元转动。

以上所述的结构原理适用于无刷和有刷控制的永磁直流加能电机，参见图6和图9。

需要说明的是，永磁加能器定子极组件简称永磁加能器；永磁转子单元简称转子或永磁转子。

上述永磁加能器定子极组件的工作原理是：当绕组7通正电励磁，集磁铁芯5的电磁场方向与定子永磁体6的磁场方向相同，这时永磁和电磁场耦合后叠加磁通增强，并通过集磁铁芯中部达到小端作用于永磁转子单元转动，这种增强磁场为“正磁场”；反之当绕组7通负电励磁，集磁铁芯5电磁场方向与定子永磁体6的磁场方向相反，这时中层电磁场就阻挡外层的定子永磁场磁力通过，永电两磁场处于对斥隔离状态，这时只有电磁力对转子做功，这种未增强的亚强磁场为“反磁场”，永磁加能器这种正磁场和反磁场的持续交替称“二循环”，集磁铁芯5起到对外层永磁能输入的开关功能；传统电机的电励磁定子只有一种推拉转子作用，永磁加能器既有推、拉转子的转动作用，也有永磁加能的功能，而且还具有三元结构电机多层面提高永磁能利用率的作用；

上述永磁转子单元，如图6所示，转子永磁体4、充磁方向为径向，转子永磁体4与绝缘条17粘接在转子体3外表面、转子体3内孔连接在电机轴1上，相邻两磁极方向相反，共构成四个极；转子永磁体可由多块组成，如果要获得较高的气隙磁场强度和提高永磁能的利用率，可采用嵌入式转子磁极，参见图7。

进一步地，上述换向***采用二种方式：1、电子换向(无刷)如图5所示，电子换向是借助位置传感器霍尔元件12、信号磁环8、电路板9及逻辑驱动电路来完成的，其性能好，成本较高；2、机械换向(有刷)则是以导电电刷19、换向器23、换向半环24来完成的，其成本低、适用于稍大功率，以上有刷和无刷控制各有所长、可根据需要选择使用；本电机无论采用电子换向或机械换向，其绕组相数均采用三相控制和“三三导通”方式，三相绕组同时通电工作，不论采用有刷或无刷控制其永磁加能的主要功能不变。

上述永磁直流加能电机的永磁加能器定子极组件的数量可设6、9、12等多个；永磁转子单元的极数可设2、4、8等多个。本永磁直流加能电机采用的方案为：相数/定子极数/转子极数，电子换向(无刷)为3/6/4；机械换向(有刷)3/6/2。参见图6和图9。

实施例1

本实用新型的永磁直流加能电机采用电子换向(无刷控制)如图5～6所示：包括机壳13、固连在机壳内的永磁加能器定子极组件、永磁转子单元、轴承、前端盖、后端盖以及与之连接的电子换向***组件构成；

其中，永磁加能器定子极组件包括集磁铁芯5由硅钢片叠装铆固，集磁铁芯的中部嵌入绕组7、集磁铁芯的大端面粘贴定子永磁体6、定子永磁体径向充磁、磁场方向见图6中标识，按聚磁结构并列排列，上述零件构成永磁加能器定子极单元，永磁加能器定子极单元共有6组，按机械夹角60度在机壳13内均布，以上6组之间用压块16及螺钉14固连在机壳内圆上。压块16为非磁性材料。

其中，永磁转子包括转子永磁体4、转子永磁体4为径向充磁、转子永磁体4形状为瓦形，分两排共8块，每排4块，每排中的4块按圆周90度夹角均布，相邻两极磁场方向相反而构成四个极，绝缘条17有4个填在四块转子永磁体4之间，转子永磁体4与绝缘条17一起用环氧树脂胶粘接在转子体3外表面上，再将电机轴1与其固连。

其中电子换向***组件包括装在电机轴1后端的信号磁环8、信号磁环8首先与永磁转子四个极的位置准确定位，6个霍尔元件12按圆周60度夹角均布，电路板9安装在支架11上，支架11连接在后端盖上；换向控制按三相、导通方式采用“三三导通”、6个绕组按三相接线，以上每一换向位置都有相应的信号放大，逻辑控制及驱动电路。

本实用新型永磁直流加能电机的工作原理如图5～6所示：

当永磁转子转动时，信号电流及转换路径为：信号磁环8→霍尔元件12→信号放大器→逻辑控制电路→驱动电路→三相绕组→集磁铁芯→永磁加能→永磁转子→机械能输出；同时在此工作路径和过程中，永磁加能器定子极组件与永磁转子单元之间产生的磁吸引力和排斥力都按顺时针方向推、拉转子转动，在0度～60度的角度内，永磁加能器所处的磁场状态为“正磁场”时，电磁和永磁叠加，增加磁场强度、起永磁加能的作用，反之，永磁加能器处于的磁场状态为“反磁场”时，集磁铁芯5的电磁对内层永磁转子作用，同时将定子永磁体的磁作用阻挡在外层，这种二循环的“正反”两磁场共同作用转子转动；当转子顺时转至60度时，三相控制的旋转磁场进入下一相位，同前相位同理工作，依次换向，反复循环，继续不断使转子旋转输出机械能。

电子(无刷)控制的永磁直流加能电机，主要特点是节能，性能好，适用于驱动类电机。

实施例2

本实用新型的永磁直流加能电机如图8～9所示；包括机壳13、固连在机壳内的永磁加能器定子极组件、永磁转子单元、轴承2、前端盖15、后端盖10以及与之连接的机械换向(有刷控制)***组件组成；

其中永磁加能器定子极组件包括：集磁铁芯5由硅钢片叠装铆固、铁芯中部嵌入绕组7、铁芯的大端面粘帖定子永磁体6、定子永磁体6其径向充磁、磁场方向见图中标识、并按聚磁结构排列，上述永磁加能器共有六组、按机械夹角60度均布，每组中定子永磁体6由4块构成，其中两组为一相，每相电夹角为120度均布，三相控制线路连接三组(6个)换向电刷20；六组之间由压块16及螺钉14沿机壳内固连；

其中，永磁转子单元包括转子永磁体4为径向充磁、转子永磁体4形状为瓦形，共4块，分两排，每排两块，两块沿圆周180度均布，转子永磁体两极方向相反，两极间嵌2个绝缘瓦18、同粘帖在转子体3外圆上，并与电机轴1连接；

其中，机械换向***包括装在电机轴1后端的换向器23，换向器23由绝缘材料制作，右边嵌入换向半环24，每排径向上、下共两个，上、下两换向半环24开口夹角为180度，换向半环24中心与永磁转子磁极中心重合，并在开口处置入绝缘块21，换向半环24和绝缘块21一同粘接在换向器23槽中，换向半环24轴向分布为两排，换向半环24共4件，换向半环24的正负极在径向上、下和轴向并排之间极性相反。

换向器23左边嵌入导电环25，导电环25数量两个，导电环25分两排粘接，导电环25的正负极与换向半环24的同性极连接；其中，固定在后端盖10上的刷架22为绝缘体，刷架22上自左至右装有4排电刷，其中左边两排为导电电刷19，导电电刷19与同极导电环25分别接触；右边两排为换向电刷20，换向电刷20分别与两排同极性换向半环24接触，其两排换向电刷20为一组，共设三组，共6个，沿圆周120度均布于刷架22的右半部，三组换向电刷末端接线，按设定与对应的三相控制绕组依次连接。

上述永磁直流加能电机工作原理如图8～9所示：当电机的永磁转子于初始0度位置开始工作时，三组换向电刷20与三相绕组分别同时通电，电流转换通径为：直流电源→导电电刷→导电环→换向半环→换向电刷→三相绕组→集磁铁芯→永磁加能→永磁转子→机械能输出；由于换向半环与三组换向电刷在圆周接触时所处的位置不同，致使三相绕组控制的电流方向也就不同，所以集磁铁芯的磁场方向不同，所产生的对永磁转子的吸、斥力正是设计所规定的，它们分别驱动两极转子按顺时针方向转动，在0度～60度的角度内永磁加能器处于“正磁场”状态下，永磁和电磁叠加，耦合磁通增大，集磁铁芯5对永磁转子磁作用力增强，起到永磁加能作用；反之当永磁加能器处于“反磁场”状态下，集磁铁芯5对内层永磁转子只起电磁力的作用，同时将定子永磁体的作用阻挡在外层，这种二循环的“正、反”磁场共同作用转子转动；当转至60度时，换向器组件依次进入下一相位，转子继续旋转，输出功率，这样反复循环，电机持续工作。

机械(有刷)控制的永磁直流加能电机主要特点是节能、成本低、适用于驱动类电机。

本实用新型公开的永磁直流加能电机，主要由转子永磁体以及永磁加能器定子极组件三个层次(三元)能源结构组成，当永磁转子开始转动时，换向器向永磁加能器供电，集磁铁芯绕组励磁，产生电磁和永磁叠加的耦合磁通，共同作用于永磁转子转动，合成转换为机械能，在这种电磁能量转换过程中同时完成了永磁加能，大幅提高了永磁能量的利用率；永磁直流加能电机结构为三元，原理为两循环，以永磁加能的技术利用永磁能量，特点高效节能，机构相对简单，是一种新型电机。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种永磁直流加能电机，其特征在于，包括机壳(13)、永磁转子单元、换向***组件以及永磁加能器定子极组件；机壳(13)内固定有永磁加能器定子极组件，永磁加能器定子极组件内侧设有永磁转子单元，永磁转子单元通过轴承(2)安装在前端盖(15)和后端盖(10)上，前端盖(15)和后端盖(10)分别安装在机壳(13)的前后两端上，永磁转子单元的电机轴(1)上还安装有换向***组件。

2.根据权利要求1所述的永磁直流加能电机，其特征在于，所述的永磁加能器定子极组件包括至少六组永磁加能器定子极单元，所述的永磁加能器定子极单元包括集磁铁芯(5)、绕组(7)以及多块并列以聚磁结构分布的定子永磁体(6)，所述的集磁铁芯(5)上嵌放有绕组(7)，集磁铁芯(5)内层小端面对应永磁转子单元，外层大端面紧贴于定子永磁体(6)内极面，定子永磁体(6)的充磁方向为径向，定子永磁体(6)外极面固定在机壳(13)内。

3.根据权利要求2所述的永磁直流加能电机，其特征在于，所述的永磁加能器定子极组件包括六组永磁加能器定子极单元，六组永磁加能器定子极单元按夹角60度分别均布于机壳(13)内，集磁铁芯(5)由硅钢片叠装铆固制成，集磁铁芯(5)形状为“工”或“T”字形，集磁铁芯(5)小端面向内层对应永磁转子单元，中间部分截面小，外层大端面紧贴于瓦片状定子永磁体(6)内极面，绕组(7)嵌放在集磁铁芯(5)中间部分，六组永磁加能器定子极单元之间用压块(16)及螺钉(14)固连在机壳(13)内圆上，压块16为非磁性材料，其中两组为一相，六组组成三相，每相电夹角为120度均布。

4.根据权利要求2或3所述的永磁直流加能电机，其特征在于，每组永磁加能器定子极单元中包括按同一磁场方向并列4块定子永磁体，4块定子永磁体分两排，每排两块定子永磁体。

5.根据权利要求1或2或3所述的永磁直流加能电机，其特征在于，所述的永磁转子单元包括转子体(3)、电机轴(1)和多块转子永磁体(4)；所述的转子体(3)安装在电机轴(1)上，电机轴(1)通过轴承(2)安装在前端盖(15)和后端盖(10)上，转子体(3)的外表面上粘接有转子永磁体(4)和绝缘条(17)，绝缘条(17)安装在相邻的两个转子永磁体(4)之间，多块转子永磁体(4)组成偶数个磁极，相邻两磁极的磁场方向相反，转子永磁体为径向充磁。

6.根据权利要求5所述的永磁直流加能电机，其特征在于，所述的换向***组件包括支架(11)、信号磁环(8)、电路板(9)、六个霍尔元件(12)及相关的电子开关驱动电路组成；信号磁环(8)安装在电机轴(1)后端，支架(11)连接在后端盖(10)上，支架(11)上设置有两个电路板(9)，支架(11)上还装有六个按圆周60度夹角均布在信号磁环(8)上方的霍尔元件(12)。

7.根据权利要求6所述的永磁直流加能电机，其特征在于，所述的转子永磁体(4)为瓦形结构，共八块分两排排列，每排按圆周90度夹角均布四块转子永磁体(4)，多块转子永磁体(4)组成四个磁极。

8.根据权利要求5所述的永磁直流加能电机，其特征在于，所述的换向***组件包括导电电刷(19)、换向电刷(20)、换向器(23)、换向半环(24)、导电环(25)、刷架(22)和绝缘块(21)；换向器(23)安装在电机轴(1)后端，换向器(23)右边安装两排换向半环(24)，每排径向上、下各安装一个换向半环(24)，上、下两个换向半环(24)开口夹角为180度，并在开口处置入绝缘块(21)，换向半环(24)的正负极在径向上、下和轴向并排之间极性相反；换向器(23)左边嵌入两个导电环(25)，导电环(25)的正负极与换向半环(24)的同性极连接；绝缘体刷架(22)固定在后端盖(10)上，刷架(22)上自左至右装有4排电刷，其中左边两排为导电电刷(19)，左边两排导电电刷(19)与同极导电环(25)分别接触，右边两排为换向电刷(20)，右边两排换向电刷(20)分别与两排同极性换向半环(24)接触，其中两排换向电刷(20)为一组，共设三组，三组沿圆周120度均布于刷架(22)的右半部，三组换向电刷(20)末端接线，并与对应的三相控制绕组(7)依次连接。

9.根据权利要求8所述的永磁直流加能电机，其特征在于，所述的转子永磁体(4)为瓦形结构，共4块分两排排列，每排沿圆周180度均布两块转子永磁体(4)，两块转子永磁体(4)间嵌2个绝缘瓦(18)，多块转子永磁体(4)组成二个磁极。

10.根据权利要求1所述的永磁直流加能电机，其特征在于，所述的永磁转子单元包括电机轴(1)、轴承(2)、套环(27)、永磁块(28)和极靴(29)；电机轴(1)上间隔沿圆周安装有永磁块(28)和极靴(29)，永磁块(28)和极靴(29)外圈安装有套环(27)。