專利名稱：多定子永磁高效直流電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多定子永磁高效直流電機，屬于清潔能源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于電動車、電動汽車、風(fēng)力發(fā)電的高效節(jié)能電機或發(fā)電設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電機或永磁電機由一個定子和一個轉(zhuǎn)子組成，在制造較大功率的永磁電機時，必須相應(yīng)比例地增加定子和轉(zhuǎn)子的體積，所以普遍存在著體積大、質(zhì)量重、成本高、效率低的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種多定子永磁高效直流電機，特征是轉(zhuǎn)子5由金屬制成工字形的圓盤體形狀， 兩端沿內(nèi)、外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈501、永磁片502，圓盤中心通過主軸1固定； 第一定子2、第二定子6，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子的圓周內(nèi)側(cè)，由鐵芯、線圈以及金屬加工成碗形殼體形狀，中心通過軸承或磁浮軸承4支承主軸1 ；第三定子3、第四定子7設(shè)置在轉(zhuǎn)子5的圓周外側(cè)，由鐵芯、線圈以及金屬加工成圓筒體形狀，圓筒體兩端的中心圓孔分別與第一、第二定子的碗形殼體固定，導(dǎo)線9各自連接繞組202、602、302、702，穿過管路引至接線盒；其中，轉(zhuǎn)子與定子之間分別設(shè)有氣隙8。一種多定子永磁高效直流電機，特征是轉(zhuǎn)子由金屬制成圓筒體形狀，兩端沿內(nèi)、 外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈501、永磁片502，兩個端蓋將圓筒體固定在中間，通過軸承或磁浮軸承4支承主軸1，圓筒體中部突出的圓盤形接口從第三與第四定子相對稱的中間空隙中穿出，以供外接傳動部件連接，第一定子2、第二定子6，設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)部，由鐵芯、線圈以及金屬加工成輪盤體形狀，中心圓孔與主軸1固定，第三定子3、第四定子7，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子5的外側(cè)，由鐵芯、線圈以及金屬加工成碗形殼體形狀，殼體中心圓孔通過主軸固定，導(dǎo)線9各自連接定子繞組202、602、302、702，穿過殼體或主軸中的管路引至接線盒； 其中，轉(zhuǎn)子與定子之間分別設(shè)有氣隙8。所述轉(zhuǎn)子5主要由金屬制成工字形的圓盤體形狀，圓盤體兩端沿內(nèi)、外圓周方向各自鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈501、永磁片502，中間圓盤支架的圓面積中沿圓周方向均勻分布若干個減重孔，中心部位設(shè)有帶輪轂的圓孔，主軸1通過圓孔，由鍵銷、擋圈或緊固螺母固定； 或者，由金屬制成圓筒體形狀，兩端沿內(nèi)、外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈501、永磁片 502，兩個端蓋將圓筒體固定在中間，通過軸承或磁浮軸承4支承主軸1，圓筒體中部突出的圓盤形接口從第三與第四定子相對稱的中間空隙中穿出，以供外接傳動部件連接。所述第一定子2、第二定子6的殼體或輪盤，由金屬或隔磁材料制成，外周面按圓周方向分別設(shè)置鐵芯201、601和繞組202、602，通過中心圓孔或軸承4與主軸1連接。所述第三定子3、第四定子7的殼體，由金屬或隔磁材料制成，內(nèi)周面按圓周方向分別設(shè)置鐵芯301、701和繞組302、702，通過中心圓孔與主軸1或與碗形殼體連接固定。
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所述定子內(nèi)的鐵芯201、601、301或701，由矽或硅鋼片疊加鉚壓制成，線圈繞組 202,602,302或702，崁裝在各自鐵芯的Ω形槽口內(nèi)，槽口數(shù)量為3a，其中a > 6，構(gòu)成3相或3η相繞組的直流電機，其中n> 1 ；或者，由矽或硅鋼片疊加鉚壓制成單獨的圓形體、方形體或多邊形體，在每個相同形狀、體積的鐵芯外周套裝繞有線圈的絕緣體框架，將鐵芯和線圈分別沿圓周方向均勻分配，固定在第一、第二定子的殼體外周面和第三、第四定子的內(nèi)周面，鐵芯和線圈的數(shù)量為3a，通過導(dǎo)線復(fù)式連接，構(gòu)成3相或3η相的定子繞組。所述永磁片或永磁塊502，為釹鐵硼、釤鈷或鋁鎳鈷永磁材料，參考鐵芯和線圈的數(shù)量設(shè)置，磁場極性按S-N-S-N……S的順序圓形排列，或按S-N-導(dǎo)磁塊-N-S-導(dǎo)磁塊-S-N-導(dǎo)磁塊-N-S……S的順序圓形排列，每兩塊永磁片中間設(shè)置一塊導(dǎo)磁塊或?qū)Т牌?以節(jié)省永磁塊的使用量，提高效益。所述主軸1由圓鋼、不銹鋼管或無縫鋼管制成，內(nèi)孔管路供導(dǎo)線通過或通風(fēng)散熱， 主軸外徑設(shè)有可供軸承或磁浮軸承7、第一、第二、第三、第四定子固定的凸擋靠山，以精確控制上述各部件的定位和氣隙的尺寸。所述在定子鐵芯301或701中可設(shè)置光敏電阻、熱敏電阻或霍爾元件的溫度或轉(zhuǎn)速傳感器，信號線通過殼體中的管路與導(dǎo)線9 一起引出，備置與直流無刷電機控制器或風(fēng)電控制器連接使用。有益效果設(shè)計成多個定子，與目前的永磁電機相比，縮小了體積、降低了量重和成本，大幅度提高了電機的輸出功率；結(jié)合控制器內(nèi)的單片機系統(tǒng)，可以跟蹤不同負(fù)載自動調(diào)節(jié)定子繞組的連接方式，更進一步地實現(xiàn)節(jié)能降耗、無負(fù)荷時發(fā)電、充電的目標(biāo)；作為風(fēng)力發(fā)電機時，各定子繞組可與控制器內(nèi)的單片機系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速檢測自動跟蹤調(diào)速系統(tǒng)、自動控制器匹配，以適應(yīng)氣流在自然界瞬息萬變的運動規(guī)律，克服目前風(fēng)力發(fā)電機普遍存在的輸出電壓不穩(wěn)定、效益低、占地空間大、噪音大等問題，極大地提高發(fā)電效益，確保運行安全， 具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步。


附圖1.一種多定子永磁高效直流電機的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。附圖2.—種外轉(zhuǎn)子多定子永磁高效直流電機的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。附圖3.—種多定子永磁高效直流電機的縱向剖視示意圖。附圖4.一種外轉(zhuǎn)子多定子永磁高效直流電機的縱向剖視示意圖。
具體實施例方式附圖中1.主軸，2.第一定子、201.鐵芯、202.繞組，3.第二定子、301鐵芯、302. 繞組，4.軸承或磁浮軸承，5.轉(zhuǎn)子、501.導(dǎo)磁或隔磁圈、502.永磁片或永磁塊、503.導(dǎo)磁塊，6.第三定子、601.鐵芯、602.繞組，7.第四定子、701.鐵芯、702繞組，8.氣隙，9.導(dǎo)線， 10.機座。以下實施例并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的任何限制。實施例附圖1所示，一種多定子永磁高效直流電機的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。第一定子2、第二定子6加工成碗形殼體形狀，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子的圓周內(nèi)側(cè)，通過軸承4支承主軸1，導(dǎo)線9各自連接定子繞組202、602，穿過殼體中的管路引至接線盒；第三定子3、第四定子7加工成圓筒體形狀，設(shè)置在轉(zhuǎn)子的圓周外側(cè)，圓筒體兩端的中心圓孔分別與第一、第二定子的碗形殼體固定，導(dǎo)線9分別連接繞組302、702，穿過管路引至接線盒； 轉(zhuǎn)子5由不銹鋼制成工字形圓盤，兩端沿內(nèi)、外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁圈501、永磁片502， 圓盤中心通過主軸固定；其中，轉(zhuǎn)子與第一、第三、第二、第四定子之間分別設(shè)有氣隙8;作為優(yōu)選氣隙選擇在0. 2 0. 8mm范圍，永磁塊或永磁片為釹鐵硼永磁材料，定子殼體為鋁合金材料，中心鎧裝鋼套，以增強與軸承連接的耐磨度，主軸為圓鋼制成。實施例附圖2，一種外轉(zhuǎn)子多定子永磁高效直流電機的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。將第一定子2、第二定子6加工成輪盤形狀，設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)部，中心圓孔與主軸1固定，導(dǎo)線9各自連接定子繞組202、602，穿過主軸中的管路引至接線盒，第三定子3、第四定子7加工成碗形體形狀，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子5的外側(cè)，殼體中心圓孔與主軸連接，導(dǎo)線9分別連接定子繞組302、702，穿過殼體中的管路引至接線盒；轉(zhuǎn)子5由鋁合金制成圓筒體，兩端沿內(nèi)、外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁圈501、永磁片502，兩個端蓋將圓筒體固定在中間，通過軸承4支承主軸，圓筒體中部突出的圓盤形接口從第三定子3與第四定子7相對稱的中間空隙中穿出，以供外接傳動部件連接，傳感器可設(shè)置在定子鐵芯301上，信號線通過殼體中的管路與導(dǎo)線9 一起引至接線盒，備置與外接的控制器時連接使用；轉(zhuǎn)子與第一、第三、第二、 第四定子之間的氣隙，選擇0. 2 Imm范圍內(nèi)；作為優(yōu)選永磁塊或永磁片為釹鐵硼永磁材料，定子殼體或端蓋為鋁合金材料，端蓋中心鎧裝鋼套，以增強與軸承連接的耐磨度，主軸為不銹鋼管制成。實施例附圖3所示，一種多定子永磁高效直流電機的縱向剖視示意圖。圖中，轉(zhuǎn)子永磁片502的磁場極性按S-N-導(dǎo)磁塊_N_S_導(dǎo)磁塊_S_N_導(dǎo)磁塊-N-S……S的順序圓形排列，每兩塊永磁片中間設(shè)置一塊導(dǎo)磁塊或?qū)Т牌?；第一、第三定子的鐵芯201、301，由矽鋼片沖壓成形疊加鉚壓制成，在環(huán)形矽鋼片的內(nèi)側(cè)或外側(cè)各有一圈可以崁入線圈繞組202、302的Ω形槽口，作為優(yōu)選，槽口數(shù)量為54槽，構(gòu)成3相繞組的直流電機。實施例附圖4所示，一種外轉(zhuǎn)子多定子永磁高效直流電機的縱向剖視示意圖。本實施例與附圖3的不同之處在于，磁場極性排列按S-N-S-N……S的順序圓形排列，轉(zhuǎn)子5 的外接圓盤形接口中設(shè)有若干個圓孔，以供外接傳動部件連接。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)原理，有些聰明的制造商試圖稍微改變或減少某一另件而制造的雷同產(chǎn)品，或制成三相交流電的電機產(chǎn)品，也屬于本發(fā)明的保護范疇之例。
權(quán)利要求
1.一種多定子永磁高效直流電機，特征是轉(zhuǎn)子(5)由金屬制成工字形的圓盤體形狀， 兩端沿內(nèi)、外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈(501)、永磁片(502)，圓盤中心通過主軸(1) 固定；第一定子(2)、第二定子(6)，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子的圓周內(nèi)側(cè)，由鐵芯、線圈以及金屬加工成碗形殼體形狀，中心通過軸承或磁浮軸承(4)支承主軸(1)，第三定子(3)、第四定子 (7)，設(shè)置在轉(zhuǎn)子的圓周外側(cè)，由鐵芯、線圈以及金屬加工成加工成圓筒體形狀，圓筒體兩端的中心圓孔分別與第一、第二定子的碗形殼體固定，導(dǎo)線(9)各自連接繞組(202)、(602)、 (302)、(702)，穿過管路引至接線盒；其中，轉(zhuǎn)子與定子之間分別設(shè)有氣隙(8)。
2.一種多定子永磁高效直流電機，特征是轉(zhuǎn)子由金屬制成圓筒體形狀，兩端沿內(nèi)、外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈(501)、永磁片(502)，兩個端蓋將圓筒體固定在中間，通過軸承或磁浮軸承(4)支承主軸(1)，圓筒體中部突出的圓盤形接口從第三與第四定子相對稱的中間空隙中穿出，以供外接傳動部件連接；第一定子(2)、第二定子(6)，設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)部，由鐵芯、線圈以及金屬加工成輪盤體形狀，中心圓孔與主軸(1)固定；第三定子(3)、 第四定子(7)，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子(5)的外側(cè)，由鐵芯、線圈以及金屬加工成碗形殼體形狀，中心圓孔通過主軸固定，導(dǎo)線(9)各自連接定子繞組(202)、(602)、(302)、(702)，穿過殼體或主軸中的管路引至接線盒；其中，轉(zhuǎn)子與定子之間分別設(shè)有氣隙(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多定子永磁高效直流電機，特征是所述轉(zhuǎn)子(5)主要由金屬制成工字形的圓盤體形狀，圓盤體兩端沿內(nèi)、外圓周方向各自鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈 (501)、永磁片(502)，中間圓盤支架的圓面積中沿圓周方向均勻分布若干個減重孔，中心部位設(shè)有帶輪轂的圓孔，主軸通過圓孔，由鍵銷、擋圈或緊固螺母固定；或者，由金屬制成圓筒體形狀，兩端沿內(nèi)、外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈(501)、永磁片(502)，兩個端蓋將圓筒體固定在中間，通過軸承或磁浮軸承(4)支承主軸，圓筒體中部突出的圓盤形接口從第三與第四定子相對稱的中間空隙中穿出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多定子永磁高效直流電機，特征是所述第一定子(2)、 第二定子(6)的殼體或輪盤，由金屬或隔磁材料制成，外周面按圓周方向分別設(shè)置鐵芯 (201)、(601)和繞組(202)、(602)，通過中心圓孔或軸承(4)與主軸(1)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多定子永磁高效直流電機，特征是所述第三定子(3)、 第四定子(7)的殼體，由金屬或隔磁材料制成，內(nèi)周面按圓周方向分別設(shè)置鐵芯(301)、 (701)和繞組(302)、(702)，通過中心圓孔與主軸(1)或碗形殼體連接固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多定子永磁高效直流電機，特征是所述定子內(nèi)的鐵芯， 由矽或硅鋼片疊加鉚壓制成，線圈繞組(202)、(602)、(302)、(702)，崁裝在各自鐵芯的Ω 形槽口內(nèi)，槽口數(shù)量為3a，其中a > 6，構(gòu)成3相或3η相繞組，其中η > 1 ；或者，由矽或硅鋼片疊加鉚壓制成單獨的圓形體、方形體或多邊形體，在每個相同形狀、體積的鐵芯外周套裝繞有線圈的絕緣體框架，將鐵芯和線圈分別沿圓周方向均勻分配，固定在第一、第二定子的殼體外周面和第三、第四定子的內(nèi)周面，鐵芯和線圈的數(shù)量為3a，通過導(dǎo)線復(fù)式連接，構(gòu)成3相或3η相的定子繞組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多定子永磁高效直流電機，特征是所述永磁片或永磁塊(502)，為釹鐵硼、釤鈷或鋁鎳鈷永磁材料，磁場極性按S-N-S-N……S的順序圓形排列， 或按S-N-導(dǎo)磁塊-N-S-導(dǎo)磁塊-S-N-導(dǎo)磁塊-N-S……S的順序圓形排列，每兩塊永磁片中間設(shè)置一塊導(dǎo)磁塊或?qū)Т牌?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多定子永磁高效直流電機，特征是所述主軸(1)由圓鋼、不銹鋼管或無縫鋼管制成，內(nèi)孔管路供導(dǎo)線通過或通風(fēng)散熱，主軸外徑設(shè)有可供軸承或磁浮軸承(4)、第一、第二、第三、第四定子固定的凸擋靠山，以精確控制上述各部件的定位和氣隙的尺寸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多定子永磁高效直流電機，特征是所述在定子鐵芯 (301)或(701)中可設(shè)置光敏電阻、熱敏電阻或霍爾元件的溫度或轉(zhuǎn)速傳感器，信號線通過殼體中的管路與導(dǎo)線(9) 一起引出，備置與直流無刷電機控制器或風(fēng)電控制器連接使用。
全文摘要
一種多定子永磁高效直流電機，屬于清潔能源電機設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域；特征是第一、第三定子和第二、第四定子分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子的內(nèi)、外兩側(cè)，定子殼體的中心圓孔與主軸連接固定，導(dǎo)線分別連接定子繞組，穿過管路引至接線盒，主軸通過端蓋中的軸承或磁浮軸承支撐，轉(zhuǎn)子由金屬制成工字形的圓盤體或圓筒體形狀，兩端沿內(nèi)、外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈、永磁片，中心通過主軸固定；或轉(zhuǎn)子接口從第一定子與第三定子對稱的中間空隙中穿出，作為外轉(zhuǎn)子傳動部件，其中，轉(zhuǎn)子與定子之間分別設(shè)有氣隙；產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)簡單、部件少、耗材小、重量輕、體積小、效率高、成本低、節(jié)能環(huán)保、宜于流水線大批量生產(chǎn)，適用于風(fēng)力發(fā)電、電動車、電動汽車等廣闊范圍。
文檔編號H02K16/00GK102170204SQ20101011410
公開日2011年8月31日 申請日期2010年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月25日
發(fā)明者陳國寶 申請人:陳國寶