CN100585988C - 永磁叠加型节能电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种永磁叠加型节能电动机，属于电机技术领域。包括：静盘，动盘，主轴，机壳或端盖构成，特征是：运用磁场叠加的设计新思路，将磁场线圈制成圆形片状的静盘和铠装永磁体的动盘，通过主轴和机壳串联固定，使磁场互相叠加而增强，输入频率交变换相的电动势后，静盘的磁力线与动盘的永磁横向磁力线切割，产生电磁力作用形成旋转力矩，推斥动盘带动主轴运转；优点：结构简单，部件少，耗材小，重量轻，成本低，制作工艺简单，易于流水线大批量生产，并且无铁心，无齿槽，无电刷，无铁损，无静摩擦力矩，无震动，功率因数高，效率高，可更新换代现有的各种电机，具有巨大的经济效益和市场潜力。
Description
技术领域
本发明涉及一种永磁叠加型节能电动机，属于电机技术领域。
背景技术
目前使用的永磁电动机，其不足之处在于，结构复杂，生产成本高，节能效果不明显。特别需要指出的是：制造商的设计思路往往跳不出传统电动机之结构概念的约束，认为电动机必然由转子，定子，端盖，机壳，硅钢片，齿槽磁极等等组成，所以制造出的永磁电动机仅限于在上述转子或定子上铠装磁条的方法，不仅形状与传统电动机相似，而且在成本，制造工艺和功能方面也未有创新，因此制约了永磁体在电机领域中正常发挥的优势。
发明内容
本发明的目的是克服上述之不足，运用嶄新的设计思路和技术方案，提供一种永磁叠加型节能电动机来实现。
一种永磁叠加型节能电动机包括：一个静盘1、两个动盘2，201、主轴4、机壳3，301，其特征是：静盘1由无磁材料制成，中心开孔以供主轴穿过，余圆面积内部设有线圈9，外围固定在机壳3，301的中间；动盘由金属材料制成，靠近静盘的一侧的内壁铠装永磁体8和801，通过主轴4固定，沿轴向并列在静盘1的左右两侧；特征是：所述一个静盘1，装置在两个动盘2，201之间的中心位置，静盘壁平面与动盘壁平面相对距离的空隙范围为0.1～8mm，由主轴4中凸起的轴档作为靠山定位限制，以对动盘定位。
一种永磁叠加型节能电动机包括：具有一个静盘1或N个静盘，其中N＞1、具有两个动盘2，201或N+1个动盘、主轴4、机壳3、端盖12，1201，静盘和动盘叠加组合装配，静盘由无磁材料制成，每个静盘内部设有线圈9，静盘中心装置轴承或开圆孔以供主轴穿过，外围固定在机壳3的壁上；动盘由金属材料制成，其靠近静盘的一侧的内壁铠装永磁体，通过主轴4固定，沿轴向并列在静盘的左右两侧；特征是：所述具有一个静盘1或N个静盘，装置在具有两个动盘2，201或N+1个动盘之间的中心位置，静盘壁平面与动盘壁平面相对距离的空隙范围为0.1～8mm，由主轴4中凸起的轴档作为靠山定位限制，以对动盘定位，其中N个静盘和N+1个动盘，按动盘--静盘--动盘--静盘……动盘的顺序装置在同一机壳3和主轴4上，出线端的导线并联连接。
本发明所述的永磁叠加型节能电动机特征是所述线圈9为无铁心线圈，由高强度漆包线绕制成圆形片状，铠装或压制包装在每个静盘的圆面积内部，制成静盘的有效厚度范围为1～30MM，可以根据电动机的功率大小以及永磁体的磁场强度而定。
所述具有一个静盘1或N个静盘，每个静盘内部的线圈的数量：单相电动机为2或4或6或8或10或12或18或24或36或72只，三相电动机为3或6或9或12或15或18或24或36或72只，按角度均匀分布在静盘内部，线圈的连接方式为串联或并联或串并联连接；具体可根据电机的功率大小以及静盘的实用圆面积的大小设计而定。
本设计的永磁体8，801，8011为釹铁硼永磁或钐钴永磁或铝镍钴永磁体，形状有圆柱体或方体形或六角体，参照静盘线圈的数量，铠装在每个动盘的内壁，动盘中永磁体的S极磁场通过静盘线圈与另一侧动盘中的永磁体N极相对称吸引构成顺磁通回路。
本设计的静盘1或1，101装置在动盘2，201或2，201，2011之间的中心位子，其平面与动盘壁平面相对距离的空隙范围为0.1～8MM，由主轴4中凸起的轴挡作为靠山定位限制；空隙距离的大小决定于电机功率大小和动，静盘的直径大小以及加工精度而定，加工的精密度越高空隙越小越利于提高电动机效率和节能效果。
本设计的机壳3上设有电控盒13，内装有电路板和出线端11，电路板中设有常规的整流电路、直流换相驱动电路或整流电路、变频方波驱动电路，制作较大的电动机可另设电控箱，便于控制电动机的运转或调速，方便与各种电动工具和电动机械相兼容匹配。
本设计的静盘和动盘可以叠加组合装配，是将一个静盘1或N个静盘，和两个动盘2，201或N+1个动盘按动盘--静盘--动盘--静盘……动盘的顺序装置在同一机壳3和主轴4上，出线端11，1101的导线并联连接，以增加电动机的体积长度，扩大电动机的输出功率，制造功率级别较大的电动机。
本设计的电动机的传动主轴4上设有动盘定位档，主轴4的输出传动接口可组成为左侧轴输出，右侧轴风叶或右侧轴输出，左侧轴风叶或左右同轴输出，在主轴一侧配置风叶和风罩，自通风散热冷却，以满足各种需求的多种用途。
本设计的端盖12和1201的中心部位装有轴承，该轴承6和601，分别装置在主轴4的两端，端盖外围固定在机壳3上。
本设计的永磁叠加型节能电动机只要更换电控盒13内不同的驱动电路板就可以组成为直流永磁节能电动机或直流变频永磁节能电动机或交流永磁节能电动机，所以用途十分广泛。
本设计所述的永磁叠加型节能电动机与众不同之处是：运用磁场叠加的设计新思路，将磁场线圈制成圆形片状的静盘和铠装永磁体的动盘，通过主轴和机壳串联固定，使磁场互相叠加而增强，输入频率交变换相的电动势后，静盘线圈产生的磁力线与铠装在动盘内的永磁横向磁力线切割，最终产生电磁力作用在动盘上形成旋转力矩，推斥动盘带动主轴运转。
本发明的有益效果是：结构简单，部件少，耗材小，重量轻，体积小，成本低，节能省电，制作工艺简单，易于流水线大批量生产，并且无铁心，无齿槽，无电刷，无铁损，无静摩擦力矩，无震动，功率因数高，效率高，用途广。
附图说明
附图1，一种筒形永磁叠加型节能电动机的内部结构原理剖示图。
附图2，一种大型永磁叠加型节能电动机的内部结构原理剖示图。
附图3，一种永磁叠加型节能电动机的内部结构原理剖示图。
附图4，一种单相永磁叠加型节能电动机的左片动盘结构示意图。
附图5，一种单相永磁叠加型节能电动机的静盘结构示意图。
附图6，一种单相永磁叠加型节能电动机的右片动盘结构示意图。
附图7，一种三相永磁叠加型节能电动机的左片动盘结构示意图。
附图8，一种三相永磁叠加型节能电动机的静盘结构示意图。
附图9，一种三相永磁叠加型节能电动机的右片动盘结构示意图。
附图10，一种永磁叠加型节能电动机的叠加方法示意图。
附图中：1，101静盘，2，201动盘，3，301机壳，4主轴，5定位键，6，601，6011轴承，7，701紧固螺母，8，801，8011永磁体，9，901线圈，10，1001安装孔或安装座，11，1101出线端，12，1201端盖，13，电控盒。
具体实施方式
以下实施例并不构成对本发明保护范围的任何限制。
实施例：附图1所示，一种筒形永磁叠加型节能电动机的内部结构原理剖示图。包括：静盘1，动盘2，201，机壳3，301，主轴4，定位键5，轴承6，601紧固螺母7，701，永磁体8，801，线圈9，安装孔10，出线端11，组成。
图中静盘1的结构如图5一种单相永磁叠加型节能电动机的静盘结构示意图所示，静盘1由不锈钢或铝合金薄片材料压制而成，内部设有线圈9，中心开孔供主轴通过，其余圆面积内部设有线圈9，外围固定在机壳3，301的中间。作为优选，本实施例的线圈9为4只，由高强度漆包线绕制成圆形片状的无铁心线圈。作为优选，本实施例，静盘1的有效厚度范围为2～8删。线圈9通过导线连接到出线端11。
动盘2，201的结构如图4一种单相永磁叠加型节能电动机的左片动盘结构示意图和图6一种单相永磁叠加型节能电动机的右片动盘结构示意图所示，由钢板或铁板等金属材料制成，内壁铠装永磁体8和801，通过主轴4，经定位键5定位，再由紧固螺母7，701固定装置在静盘1的左右两侧。作为优选，本实施例的永磁体8和801为4对，采用圆柱形状的釹铁硼永磁体。
主轴4由圆钢或不锈钢制成，中间凸部分为动盘的靠山定位限制，以求精确控制动盘与静盘之间的空隙，作为优选，本实施例，静盘平面与动盘壁平面相对距离的空隙范围为0.2～2MM。
机壳3，301的中心部位装置轴承6，601支撑动盘2，201和主轴4，机壳的外围翻遍处开有若干安装孔10，用螺栓将静盘1固定在动盘2，201的中间位子，在出线端11输入频率交变换相的电动势后，静盘线圈产生的磁力线与铠装在动盘2和201内的永磁横向磁力线切割，最终产生电磁力作用在动盘上形成旋转力矩，推斥动盘带动主轴运转。
实施例：参照附图2所示，一种大型永磁叠加型节能电动机的内部结构原理剖示图，包括：静盘1，动盘2，201，机壳3，主轴4，定位键5，轴承6，601，6011紧固螺母7，701，永磁体8，801，线圈9，安装座1001，出线端11，端盖12，1201，电控盒13组成。
其中静盘1的结构如图8一种三相永磁叠加型节能电动机的静盘结构示意图所示，由不锈钢或铝合金薄片材料压制而成，内部设有线圈9，中心开孔装置轴承6011，外围固定在机壳3的中部内壁。作为优选，本实施例的线圈9为6只，由高强度漆包线绕制成圆形片状的无铁心线圈。作为优选，静盘1的有效厚度范围为2～8MM。线圈9通过导线连接至出线端11以后，再引到电控盒13中。
动盘2，201的结构如图7一种三相永磁叠加型节能电动机的左片动盘结构示意图和图9一种三相永磁叠加型节能电动机的右片动盘结构示意图所示；
动盘2，201由钢板或铁板等金属材料制成，内壁铠装永磁体8和801，通过主轴4，经定位键5定位，再由紧固螺母7，701固定，装置在静盘1的左右两侧。作为优选，本实施例的永磁体8和801为6对圆柱形状的釹铁硼永磁体。
主轴4由圆钢或不锈钢制成，中间轴承档装置轴承6011并由挡圈定位，两边有动盘档，以中间凸起的轴承档作为动盘2，201的靠山定位限制，以求精确控制动盘与静盘之间的空隙。作为优选，本实施例，静盘平面与动盘壁平面相对距离的空隙范围为0.3～2MM。主轴4的两端装有轴承6和601以及端盖12和1201，端盖外圈由螺丝固定在机壳3上。
机壳3为常规隔磁金属材料制成，作为优选，本实施例为不锈钢板圆管制成，机壳上焊有安装座1001和电控盒13，电控盒内装有电路板和出线端11，出线端连接电路板，电路板中设有常规的换相驱动电路或变频控制电路，接通电源便可控制电机运转，可以与各种电动工具，电动机械兼容匹配。作为优选，本实施例的轴承采用自润滑轴承。
实施例：附图3所示，一种永磁叠加型节能电动机的内部结构原理剖示图。包括：静盘1，101，动盘2，201，2011，机壳3，主轴4，定位键5，轴承6，601，紧固螺母7，永磁体8，801，8011，线圈9，901，安装座1001，出线端11，1101，端盖12，1201组成。
永磁体8011，铠装在动盘2011两壁，S极与N极对称排列，磁场通过静盘线圈动盘永磁体构成顺磁通回路，静盘和动盘按顺序装置在同一机壳3和主轴4上，出线端11，1101的导线并联连接；本实施例的其他部分与上述图2的实施例基本相同，不再重复描述。
实施例：附图10所示一种永磁叠加型节能电动机的叠加方法示意图，切线区表示动盘，静盘叠加方法的示意。
1～N对叠加的静盘和动盘按顺序装置在同一机壳3和主轴4上，出线端11，1101～N路的导线并联连接，增加了电动机的体积长度，扩大了电动机的输出功率，必要时可在主轴中部增设如图2所述的轴承6011，便于制造出功率级别较大，精密度较高的电动机。
综上所述，本发明的特征和优点将显得更加明确和突出，可以更新目前还在普遍使用的既耗能，又耗材的电机产品，具有巨大的经济效益和市场潜力。
根据上述实施例和工作原理，有些聪明的制造商稍微改变或试图减少某一另件而制造的雷同产品，也属于本发明的保护范畴之例。
Claims (8)
1.一种永磁叠加型节能电动机，包括：一个静盘(1)、两个动盘(2，201)、主轴(4)、机壳(3，301)，静盘由无磁材料制成，中心开孔以供主轴穿过，余圆面积内部设有线圈(9)，外围固定在机壳(3，301)的中间；动盘由金属材料制成，靠近静盘一侧的内壁铠装永磁体(8，801)，通过主轴(4)固定，沿轴向并列在静盘的左右两侧；特征是：所述一个静盘(1)，装置在两个动盘(2，201)之间的中心位置，静盘壁平面与动盘壁平面相对距离的空隙范围为0.1～8MM，由主轴(4)中凸起的轴挡作为靠山定位限制，以对动盘定位。
2.一种永磁叠加型节能电动机，包括：具有一个静盘(1)或N个静盘，其中N＞1、具有两个动盘(2，201)或N+1个动盘、主轴(4)、机壳(3)、端盖(12，1201)，静盘和动盘叠加组合装配，静盘由无磁材料制成，每个静盘内部分别设有线圈(9)，中心装置轴承或开圆孔以供主轴穿过，外围固定在机壳(3)的壁上；动盘由金属材料制成，其靠近静盘的一侧的内壁铠装永磁体，通过主轴(4)固定，沿轴向并列在静盘的左右两侧；特征是：所述一个静盘(1)或N个静盘，装置在两个动盘(2，201)或N+1个动盘之间的中心位置，静盘壁平面与动盘壁平面相对距离的空隙范围为0.1～8MM，由主轴(4)中凸起的轴挡作为靠山定位限制，以对动盘定位，其中N个静盘和N+1个动盘，按动盘--静盘--动盘--静盘……动盘的顺序装置在同一机壳(3)和主轴(4)上，出线端的导线并联连接。
3.根据权利要求1或2所述的永磁叠加型节能电动机，特征是：所述线圈(9)为无铁心线圈，由高强度漆包线绕制成圆形片状，铠装或压制包装在每个静盘的圆面积内部，制成静盘的有效厚度范围为1～30MM。
4.根据权利要求1或2所述的永磁叠加型节能电动机，特征是：所述具有一个静盘(1)或N个静盘，每个静盘内部的线圈数量：单相电动机为2或4或6或8或10或12或18或24或36或72只，三相电动机为3或6或9或12或15或18或24或36或72只，按角度均匀分布在静盘内，线圈的连接方式为串联或并联或串并联连接。
5.根据权利要求1或2所述的永磁叠加型节能电动机，特征是：所述永磁体(8，801，8011)为钕铁硼永磁或钐钴永磁或铝镍钴永磁体，形状有圆柱体或方块体或六角体，参照静盘线圈的数量，铠装在每个动盘的内壁，动盘中永磁体的S极磁场通过静盘线圈与另一侧动盘中的永磁体N极相对称吸引，构成顺磁通回路。
6.根据权利要求1或2所述的永磁叠加型节能电动机，特征是：所述主轴(4)的传动接口可组成为左侧轴输出，右侧轴风叶或右侧轴输出，左侧轴风叶或左右同轴输出。
7.根据权利要求2所述的永磁叠加型节能电动机，特征是：所述机壳(3)上设有电控盒(13)，内装有电路板和出线端(11)，电路板中设有整流电路、直流换相驱动电路或整流电路、变频方波驱动电路，制作较大的电动机可另设电控箱。
8.根据权利要求2所述的永磁叠加型节能电动机，特征是所述端盖(12，1201)的中心部位装有轴承，该轴承(6，601)分别装置在主轴(4)的两端，端盖外围固定在机壳(3)上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100127 Termination date: 20120227 |