CN209676025U - 一种电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机，包括定子组件、转子组件，所述定子组件为所述转子组件提供旋转磁场，通过增加所述定子组件与转子组件之间的旋转磁场的感应面积提高电机的功率密度；旋转磁场是电能和转动机械能之间相互转换的基本条件，通过增加所述定子组件与转子组件之间的旋转磁场的感应面积提高电机的功率密度具体是指增加定子绕组与磁钢之间的感应面积提高电机的功率密度。

Description

一种电机

技术领域

本发明涉及电机制造技术领域，具体涉及一种电机。

背景技术

利用永磁体制造电机已有100多年历史，早期的永磁材料磁性能很低，永磁电机很快被电励磁电机所取代，近几十年来，随着永磁材料的发展，计算机辅助设计技术的进步，以及控制技术和驱动电路等技术的进步，永磁同步电机(PMSM)的性能有了很大的提高；如今永磁同步电机得到了广泛的应用，因为它具有维护方便、可控性强、受环境影响小、电机效率高以及具有高功率因素等诸多优点；近年来，由于环境问题，各个领域对电机的效率和节能的要求逐渐提高；除了环境问题，高性能永磁材料的发展及成本的减少也扩大到永磁同步电机应用的各个领域。

目前国内永磁同步电机多用于家用电器、电动汽车、水泵等对功率需求较低、转矩较小的行业，尚不能生产大功率、大转矩、低转速永磁同步电机，为了解决这一问题，授权公告号为CN205986571U的中国专利公开了一种无框组合式永磁同步电机，包括定子基座，所述定子基座的内部设置有冷却循环水管，所述定子基座的外侧设有调节板，所述定子基座上设置有定子组件，所述定子组件上设置有上支架，所述定子组件的内侧设置有转子组件，所述无框组合式永磁同步电机还包括编码器，所述编码器通过所述上支架安装于所述转子组件的内侧轴心处；该专利虽然解决了大功率和大直径电机制造难的瓶颈，但是电机本身的结构复杂不便安装，并且由于电机本身的结构只适用于圆形或盘形结构的设备，运用范围小有一定的局限性。更为重要的是，其和目前市场上的电机一样，仅仅有一组磁路，铁芯与磁钢之间的感应面积较小；导致空间利用率不高，从而影响电机效率。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种永磁电机，不仅解决了大动率和大直径电机制造的瓶颈，而且结构更简单；通过改变定子和转子的结构，增加纵向定子铁芯与磁钢之间的感应面积来提高电机的功率密度，运用范围更广。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种永磁电机，本发明结构简单，便于组装；使用本发明可减少中间传动部件，结构简单，传动效率高。

本发明是通过以下技术方案予以实现的。

一种电机，包括定子组件、转子组件，所述定子组件为所述转子组件提供旋转磁场，通过增加所述定子组件与转子组件之间的旋转磁场的感应面积提高电机的功率密度；旋转磁场是电能和转动机械能之间相互转换的基本条件，通过增加所述定子组件与转子组件之间的旋转磁场的感应面积提高电机的功率密度具体是指增加定子铁芯与磁钢之间的感应面积提高电机的功率密度。

更进一步的，所述转子组件包括第一转子组件，所述定子组件包括第一定子组件；所述第一定子组件为所述第一转子组件提供旋转磁场。

更进一步的，所述第一转子组件包括第一转子基座、第一磁钢、第一磁钢基板、第二磁钢基板，所述第一磁钢基板的内壁上设有所述第一磁钢，所述第二磁钢基板上的外壁上设有所述第一磁钢；所述第一定子组件包括第一定子绕组、第一定子基座，所述第一定子基座上设有第一定子铁芯，所述第一定子铁芯上设有第一绕组槽及第二绕组槽，所述第一绕组槽及所述第二绕组槽内分别缠绕有所述第一定子绕组；所述第一磁钢基板、所述第二磁钢基板形成第一环形槽，所述第一定子铁芯及缠绕在所述第一定子铁芯上的第一定子绕组在所述第一环形槽内。

更进一步的，所述第一转子组件包括第一电机输出轴，所述第一转子基座、所述第一磁钢基板、所述第二磁钢基板、所述第一电机输出轴一体成型；所述第一定子铁芯及所述第一定子基座一体成型，呈环形盖帽结构；一体成型的所述第一转子基座、所述第一磁钢基板、所述第二磁钢基板及第一所述电机输出轴的横截面为凹凸型。

更进一步的，所述第一定子组件由若干个呈扇形结构的定子单元组成，每个所述定子单元为独立控制机构，所述定子单元包括第一定子铁芯及缠绕在所述第一定子铁芯上的第一定子绕组；所述第一转子基座与所述第一电机输出轴一体成型，所述第一磁钢基板、所述第二磁钢基板分段式安装在所述第一转子基座上。

更进一步的，在所述第一磁钢基板上设有通风孔，在所述第一环形槽 (105)内放置有油液；所述通风孔可用作冷却液用孔或空气孔，油液不仅具有润滑的作用，同时还具有冷却电机的作用。

更进一步的，所述定子组件包括第二定子组件，所述转子组件包括第二转子组件；所述第二定子组件为所述第二转子组件提供旋转磁场。

更进一步的，所述第二定子组件包括第二定子基座、第二定子铁芯，所述第二转子组件包括第二转子基座、第三磁钢基板，所述第三磁钢基板上安装有第二磁钢、第三磁钢；所述第二定子基座的内壁上及所述第二定子铁芯上设有第二定子绕组；所述第二定子基座内壁与第二定子铁芯之间设有用于安装第二转子组件的第二环形槽；每组所述第二转子组件的第二转子基座通过轴承安装有第二电机输出轴。

更进一步的，所述定子组件还包括第五定子组件，所述转子组件还包括第五转子组件；所述第五定子组件为所述第五转子组件提供旋转磁场；所述第五定子组件包括数个第五定子铁芯，每个所述第五定子铁芯安装在第五定子基座，每个所述第五定子铁芯上安装有第五定子绕组；所述第五转子组件包括第五转子基座，所述第五转子基座是上设有数个第五磁钢基板，每个所述第五磁钢基板上设有第六磁钢。

更进一步的，数个所述第五磁钢基板之间形成第三环形槽，数个所述第五定子铁芯及缠绕在所述第五定子铁芯上的第五定子绕组在所述第三环形槽内。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、电机输出轴直接连接在需要驱动的设备上，减少齿轮、减速箱等驱动环节，简化了设备的驱动方式及设备的结构形式，提高驱动效率，减少能源的损耗；

2、本发明所述的电机为直驱电机，直驱的方式大大减少了设备的体积，减轻了设备重量，直接驱动的驱动形式具有响应速度快，控制精度高的优点；

3、本发明的转子基座、磁钢基板以及电机输出轴一体成型，简化电机本身的结构，并且便于安装；

4、通过增加纵向定子铁芯与磁钢之间的感应面积，提高了功率密度，使用范围更广。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1中第一转子组件的结构示意图；

图3为本发明实施例1中第一定子组件的结构示意图；

图4为本发明实施例1中通风孔的位置示意图；

图5为本发明实施例2的结构示意图；

图6为本发明实施例3的结构示意图；

图7为本发明实施例4的结构示意图；

图8为本发明实施例5的结构示意图；

图9为本发明实施例6的结构示意图；

图10为本发明实施例7的结构示意图；

图11为本发明实施例8的结构示意图。

图中：1、第一转子组件；101、第一转子基座；102、第一磁钢；103a、第一磁钢基板；103b、第二磁钢基板；104、第一电机输出轴；105、第一环形槽；2、第一定子组件；201、第一定子绕组；202、第一定子基座；203、第一定子铁芯；2031、第一绕组槽；2032、第二绕组槽；204、通风孔；3、第二定子组件；301、第二定子基座；302、第二定子铁芯；303、第二定子绕组；304、第二环形槽；305、第二电机输出轴；4、第二转子组件；401、第二转子基座；402、第三磁钢基板；403a、第二磁钢；403b、第三磁钢；5、第三定子组件；501、第三定子基座；502、第三定子铁芯；503、第三定子绕组；6、第三转子组件；601、第三转子基座；602、第四磁钢；603、第三电机输出轴；7、第四定子组件；701、第四定子基座；702、第四定子铁芯；703、第四定子绕组；8、第四转子组件；801、第四转子基座；802、第五磁钢；803、第四磁钢基板；804、第四电机输出轴；805、安装孔；9、第五定子组件；901、第五定子铁芯；9011、第三绕组槽；9012、第四绕组槽；902、第五定子基座； 903、第五定子绕组；10、第五转子组件；1001、第五转子基座；1002、第五磁钢基板；1003、第六磁钢；1004、第五电机输出轴；1005、第三环形槽。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例1

一种电机，包括定子组件、转子组件，所述定子组件为所述转子组件提供旋转磁场，通过增加所述定子组件与转子组件之间的旋转磁场的感应面积提高电机的功率密度；旋转磁场是电能和转动机械能之间相互转换的基本条件，本发明所述的通过增加所述定子组件与转子组件之间的旋转磁场的感应面积提高电机的功率密度具体是指增加定子铁芯与磁钢之间的感应面积提高电机的功率密度；永磁电机是把电能转换成机械能的一种设备，利用定子绕组产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转功率密度；通过定子绕组提供的磁场对电流受力的作用，使得永磁电机转动。

如图1-3所示，所述转子组件包括第一转子组件1，所述定子组件包括第一定子组件2；所述第一定子组件2为所述第一转子组件1提供旋转磁场；所述第一转子组件1包括第一转子基座101、第一磁钢102、第一磁钢基板103a、第二磁钢基板103b，所述第一磁钢基板103a的内壁上设有所述第一磁钢102，所述第二磁钢基板103b上的外壁上设有所述第一磁钢102；所述第一定子组件2包括第一定子绕组201、第一定子基座202，所述第一定子基座202上设有第一定子铁芯203，所述第一定子铁芯203上设有第一绕组槽2031及第二绕组槽2032，所述第一绕组槽2031及所述第二绕组槽2032内分别缠绕有所述第一定子绕组201；所述第一磁钢基板103a、所述第二磁钢基板103b形成第一环形槽105，所述第一定子铁芯203及缠绕在所述第一定子铁芯203上的第一定子绕组201在所述第一环形槽105内。

所述第一转子组件1包括第一电机输出轴104，所述第一转子基座101、所述第一磁钢基板103a、所述第二磁钢基板103b、所述第一电机输出轴104 一体成型；所述第一定子铁芯203及所述第一定子基座202一体成型，呈环形盖帽结构。

一体成型的所述第一转子基座101、所述第一磁钢基板103a、所述第二磁钢基板103b及所述第一电机输出轴104的横截面为凹凸型。

所述第一定子组件2由6个呈扇形结构的定子单元组成，每个所述定子单元为独立控制机构，所述定子单元包括第一定子铁芯203及缠绕在所述第一定子铁芯203上的第一定子绕组201；每个定子单元可单独制作。

所述第一转子基座101与所述第一电机输出轴104一体成型，所述第一磁钢基板103a、所述第二磁钢基板103b分段式安装在所述第一转子基座101 上。

所述第一转子基座101可以为第一磁钢基板103a及第二磁钢基板103b 提供一个安装模板，在组装时，所述第一转子基座101与第一磁钢基板103a 及第二磁钢基板103b可以提前装配完成，作为一个整体进入下一步的安装工序，安装方便，提高安装效率，也可防止零散的部件遗漏，不好管理的问题。

如图4所示，在所述第一定子铁芯203上设有通风孔204，所述通风孔 204可用作冷却液用孔或空气孔。

在所述第一环形槽105内放置有油液；油液不仅具有润滑的作用，同时还具有冷却电机的作用。

实施例2

如图5所示，本实施例与实施例1的结构原理类似，本实施例1与实施例1的不同之处在于，所述转子组件包括第二转子组件4，所述定子组件包括第二定子组件3；所述第二定子组件3为所述第二转子组件4提供旋转磁场；所述第二定子组件3包括第二定子基座301、第二定子铁芯302，所述第二转子组件4包括第二转子基座401、第三磁钢基板402，所述第三磁钢基板402 上安装有第二磁钢403a。

所述第二定子基座301的内壁上及所述第二定子铁芯302上设有第二定子绕组303；所述第二定子基座301内壁与第二定子铁芯302之间设有用于安装第二转子组件4的第二环形槽304；每组所述第二转子组件4的第二转子基座401通过轴承安装有第二电机输出轴305。

根据实际需求可增加或减少第二定子组件3、第二转子组件4在第二电机输出轴305的数量来增加功率密度及降低功率密度。

实施例3

如图6所示，本实施例与实施例1、实施例2的结构原理类似，本实施例与实施例1、实施例2的不同之处在于，所述转子组件包括第一转子组件1、第二转子组件4，所述定子组件包括第一定子组件2、第二定子组件3；所述第一定子组件2为所述第一转子组件1提供旋转磁场，所述第二定子组件3 为所述第二转子组件4提供旋转磁场。

所述第一转子组件1包括第一转子基座101、第一磁钢102、第一磁钢基板103a、第二磁钢基板103b，所述第一磁钢基板103a的内壁上设有所述第一磁钢102，所述第二磁钢基板103b上的外壁上设有所述第一磁钢102；所述第一定子组件2包括第一定子绕组201、第一定子基座202，所述第一定子基座202上设有第一定子铁芯203，所述第一定子铁芯203上设有第一绕组槽 2031及第二绕组槽2032，所述第一绕组槽2031及所述第二绕组槽2032内分别缠绕有所述第一定子绕组201；所述第一磁钢基板103a、所述第二磁钢基板103b形成第一环形槽105，所述第一定子铁芯203及缠绕在所述第一定子铁芯203的第一定子绕组201在所述第一环形槽105内。

所述第一转子组件1包括第一电机输出轴104，所述第一转子基座101、所述第一磁钢基板103a、所述第二磁钢基板103b、所述第一电机输出轴104 一体成型；所述第一定子铁芯203及所述第一定子基座202一体成型，呈环形盖帽结构。

所述第二定子组件3包括第二定子基座301、第二定子铁芯302，所述第二转子组件4包括第二转子基座401、第三磁钢基板402，所述第三磁钢基板 402上安装有第二磁钢403a、第三磁钢403b。

所述第二定子基座301的内壁上及所述第二定子铁芯302上设有第二定子绕组303；所述第二定子基座301内壁与第二定子铁芯302之间设有用于安装第二转子组件4的第二环形槽304；每组所述第二转子组件4的第二转子基座401通过轴承安装有第一电机输出轴104。

将第一转子组件1、第一定子组件2与第二定子组件3、第二转子组件4 结合来提高电机的功率密度，组合式应用时在电机内设有电刷，主要用于对直径有严格要求又需要大功率的场合；在本实施例中由第一转子组件1及第一定子组件2的组合可作为选装编码器来应用。

实施例4

如图7所示，本实施例与实施例1、实施例2、实施例3的结构原理类似，与实施例1、实施例2、实施例3的不同之处在于，包括第三定子组件5、第三转子组件6，第三定子组件5包括第三定子基座501，第三定子基座501上设有第三定子铁芯502，在第三定子铁芯502上设有第三定子绕组503；所述第三转子组件6包括第三转子基座601，第三转子基座601上设有第四磁钢 602，第三转子基座601与第三电机输出轴603一体成型，本实施例只适用于小功率的电机，直接将所述第四磁钢602粘接在所述第三转子基座601上。

实施例5

如图8所示，本实施例有实施例1、实施例2、实施例3、实施例4的结构原理类似，与实施例1、实施例2、实施例3、实施例4的不同之处在于，包括第四定子组件7、第四转子组件8，所述第四定子组件7包括第四定子基座701、在第四定子基座701上设有第四定子铁芯702，在第四定子铁芯702 上设有第四定子绕组703；所述第四转子组件8包括第四转子基座801，在第四转子基座801上设有第四磁钢基板803，在第四磁钢基板803上安装有第五磁钢802，在第四磁钢基板803及第五磁钢802分别设有安装孔805，第四转子基座801与第四电机输出轴804一体成型；本实施例适用于大功率的电机，安装孔805的作用在于将所述第五磁钢802固定安装在所述第四磁钢基板803 上。

实施例6

如图9所示，本实施例有实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5的结构原理类似，与实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5的不同之处在于，所述定子组件还包括第五定子组件9，所述转子组件还包括第五转子组件10；所述第五定子组件9为所述第五转子组件10提供旋转磁场；所述第五定子组件9包括三个第五定子铁芯901，每个所述第五定子铁芯901安装在第五定子基座902；每个所示第五定子铁芯901上设有第三绕组槽9011及第四绕组槽9012，所述第三绕组槽9011及所述第四绕组槽9012内分别安装有第五定子绕组903；所述第五转子组件10包括第五转子基座1001，所述第五转子基座1001是上设有四个第五磁钢基板1002，每个所述第五磁钢基板1002上设有第六磁钢1003；所述第五转子基座1001与第五电机输出轴 1004一体成型；四个所述第五磁钢基板1002之间形成第三环形槽1005，数个所述第五定子铁芯901及缠绕在所述第五定子铁芯901上的第五定子绕组 903在所述第三环形槽1005内。

实施例7

如图10所示，本实施例有实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6的结构原理类似，与实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6的不同之处在于，所述第一定子铁芯203上的第一绕组槽2031内缠绕有第一定子绕组201。

实施例8

如图11所示，本实施例有实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7的结构原理类似，与实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7的不同之处在于，所述第一定子铁芯203上的第二绕组槽2032内缠绕有第一定子绕组201。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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实施例的技术方案。

Claims (10)

1.一种电机，包括转子组件、定子组件，所述定子组件为所述转子组件提供旋转磁场，其特征在于，通过增加所述定子组件与转子组件之间的旋转磁场的感应面积提高电机的功率密度。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述转子组件包括第一转子组件(1)，所述定子组件包括第一定子组件(2)，所述第一定子组件(2)为所述第一转子组件(1)提供旋转磁场。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述第一转子组件(1)包括第一转子基座(101)、第一磁钢(102)、第一磁钢基板(103a)、第二磁钢基板(103b)，所述第一磁钢基板(103a)的内壁上设有所述第一磁钢(102)，所述第二磁钢基板(103b)上的外壁上设有所述第一磁钢(102)；所述第一定子组件(2)包括第一定子绕组(201)、第一定子基座(202)，所述第一定子基座(202)上设有第一定子铁芯(203)，所述第一定子铁芯(203)上设有第一绕组槽(2031)及第二绕组槽(2032)，所述第一绕组槽(2031)及所述第二绕组槽(2032)内分别缠绕有所述第一定子绕组(201)；所述第一磁钢基板(103a)、所述第二磁钢基板(103b)形成第一环形槽(105)，所述第一定子铁芯(203)及缠绕在所述第一定子铁芯(203)上的第一定子绕组(201)在所述第一环形槽(105)内。

4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述第一转子组件(1)包括第一电机输出轴(104)，所述第一转子基座(101)、所述第一磁钢基板(103a)、所述第二磁钢基板(103b)、所述第一电机输出轴(104)一体成型；所述第一定子铁芯(203)及所述第一定子基座(202)一体成型，呈环形盖帽结构；一体成型的所述第一转子基座(101)、所述第一磁钢基板(103a)、所述第二磁钢基板(103b)及所述第一电机输出轴(104)的横截面为凹凸型。

5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述第一定子组件(2)由若干个呈扇形结构的定子单元组成，每个所述定子单元为独立控制机构，所述定子单元包括第一定子铁芯(203)及缠绕在所述第一定子铁芯(203)上的第一定子绕组(201)；所述第一转子基座(101)与所述第一电机输出轴(104)一体成型，所述第一磁钢基板(103a)、所述第二磁钢基板(103b)分段式安装在所述第一转子基座(101)上。

6.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，在所述第一定子铁芯(203)上设有通风孔(204)；在所述第一环形槽(105)内放置有油液。

7.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述定子组件还包括第二定子组件(3)，所述转子组件还包括第二转子组件(4)；所述第二定子组件(3)为所述第二转子组件(4)提供旋转磁场。

8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述第二定子组件(3)包括第二定子基座(301)、第二定子铁芯(302)，所述第二转子组件(4)包括第二转子基座(401)、第三磁钢基板(402)，所述第三磁钢基板(402)上安装有第二磁钢(403a)、第三磁钢(403b)；所述第二定子基座(301)的内壁上及所述第二定子铁芯(302)上设有第二定子绕组(303)；所述第二定子基座(301)内壁与第二定子铁芯(302)之间设有用于安装第二转子组件(4)的第二环形槽(304)；每组所述第二转子组件(4)的第二转子基座(401)通过轴承安装有第二电机输出轴(305)。

9.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述定子组件还包括第五定子组件(9)，所述转子组件还包括第五转子组件(10)；所述第五定子组件(9)为所述第五转子组件(10)提供旋转磁场；所述第五定子组件(9)包括数个第五定子铁芯(901)，每个所述第五定子铁芯(901)安装在第五定子基座(902)，每个所述第五定子铁芯(901)上安装有第五定子绕组(903)；所述第五转子组件(10)包括第五转子基座(1001)，所述第五转子基座(1001)是上设有数个第五磁钢基板(1002)，每个所述第五磁钢基板(1002)上设有第六磁钢(1003)；所述第五转子基座(1001)与第五电机输出轴(1004)一体成型。

10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，数个所述第五磁钢基板(1002)之间形成第三环形槽(1005)，数个所述第五定子铁芯(901)及缠绕在所述第五定子铁芯(901)上的第五定子绕组(903)在所述第三环形槽(1005)内。