專利名稱：磁粉鑄型雙側(cè)轉(zhuǎn)子電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交流電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及磁粉鑄型的雙側(cè)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁交流電機(jī)。
背景技術(shù)：
交流電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子。目前，交流永磁電機(jī)的定子一般都采用硅鋼片疊成結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)不能用壓鑄方式成型；轉(zhuǎn)子的磁極多為永磁磁鋼；一般情況下一個(gè)磁極對應(yīng)一個(gè)線圈繞組，通常一臺電機(jī)會有3個(gè)或3個(gè)以上繞組線圈，需要用到大量的銅和鐵，成本較高；同時(shí)，有幾個(gè)繞組就需要幾個(gè)全橋驅(qū)動電路，驅(qū)動電路相對復(fù)雜；電機(jī)制造過程中工序較多，安裝較復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)通常采用內(nèi)轉(zhuǎn)子或外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，磁場方向?yàn)?徑向，因結(jié)構(gòu)限制，難以做成如細(xì)長的特型電機(jī)；目前的永磁電機(jī)在工作時(shí)，線圈繞組按一定的時(shí)序加控制信號，不足之處在于有時(shí)磁極沒有電流流過，磁極利用率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用復(fù)合磁粉晶或復(fù)合納米晶壓鑄成型的定子磁極、在軟鐵材料基體上粘接釹鐵硼材料的永磁磁環(huán)的轉(zhuǎn)子、僅設(shè)一個(gè)繞組、兩個(gè)轉(zhuǎn)子設(shè)于定子兩端的磁粉鑄型雙側(cè)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電機(jī)，該電機(jī)較之傳統(tǒng)永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)相對簡單，易于制造和組裝，節(jié)省材料和人力成本。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明的磁粉鑄型雙側(cè)轉(zhuǎn)子電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸、軸承和霍爾元件，上述的軸承包括上側(cè)軸承和下側(cè)軸承，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是上述的定子包括上磁極、下磁極、繞組架和定子繞組；上磁極的中心設(shè)有上下向的軸孔；上磁極和下磁極結(jié)構(gòu)相同，均為由復(fù)合磁粉晶或者復(fù)合納米晶壓鑄成型的一體件；轉(zhuǎn)子包括結(jié)構(gòu)相同的上側(cè)轉(zhuǎn)子和下側(cè)轉(zhuǎn)子；上側(cè)轉(zhuǎn)子包括基體和固定安裝在基體上的永磁磁極；上側(cè)轉(zhuǎn)子的基體的中心處設(shè)有上下向的軸孔；轉(zhuǎn)軸為鋼制長條棒狀圓柱體件；
上述的上側(cè)軸承固定安裝在定子的上磁極上，下側(cè)軸承固定安裝在定子的下磁極上；霍爾元件固定安裝在定子的上磁極或下磁極上；定子的上磁極和下磁極固定安裝在繞組架上，定子繞組纏繞在繞組架上；
上述的上側(cè)轉(zhuǎn)子以其永磁磁極與定子的上磁極相對設(shè)置、下側(cè)轉(zhuǎn)子以其永磁磁極與定子的下磁極相對設(shè)置且上側(cè)轉(zhuǎn)子以其永磁磁極的N極分別與下側(cè)轉(zhuǎn)子的永磁磁極的S極相對應(yīng)的方式設(shè)置在定子的上下兩端；
上述的轉(zhuǎn)軸從上到下依次穿過上側(cè)轉(zhuǎn)子的軸孔、上側(cè)軸承、上磁極的軸孔、下磁極的軸孔、下側(cè)軸承和下側(cè)轉(zhuǎn)子的軸孔；轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)子以及軸承以過盈配合方式固定連接。進(jìn)一步的方案是上述的定子的上磁極包括成一體的磁芯和凸起非對稱磁極；磁芯包括成一體的位于上部的扁圓柱體部和位于下部的圓柱體部；扁圓柱體部的中心位置設(shè)置有軸承安裝部；上述的軸孔設(shè)置在磁芯的中軸線上且其內(nèi)徑比轉(zhuǎn)軸的外徑略大；凸起非對稱磁極的至少設(shè)置2個(gè)以上，凸起非對稱磁極均勻分布設(shè)置在磁芯的扁圓柱體部的上端外周邊上。進(jìn)一步的方案是上述的轉(zhuǎn)子的上側(cè)轉(zhuǎn)子的基體的材質(zhì)為電工軟鐵；基體的形狀為扁圓柱體；其直徑與定子的上磁極的磁芯的扁圓柱體部的直徑相當(dāng)；上述的上側(cè)轉(zhuǎn)子的永磁磁極為用釹鐵硼制成的多磁極永磁磁環(huán)；磁環(huán)與基體膠接；磁環(huán)上設(shè)置有均勻相間的N極和S極永磁磁極，磁環(huán)上的N極永磁磁極和S極永磁磁極的個(gè)數(shù)之和為定子的上磁極的凸起非對稱磁極個(gè)數(shù)的2倍。
進(jìn)一步的方案是上述的轉(zhuǎn)子的上側(cè)轉(zhuǎn)子的永磁磁極為永磁磁鋼柱；上側(cè)轉(zhuǎn)子的基體的下端面的四周均勻設(shè)有與永磁磁鋼柱的個(gè)數(shù)相同的磁極安裝孔，各永磁磁鋼柱分別相應(yīng)設(shè)置在基體的磁極安裝孔內(nèi)，且各永磁磁鋼柱按照N極、S極相間的方式設(shè)置；各永磁磁鋼柱的的下端面與上側(cè)轉(zhuǎn)子的下端面平齊；永磁磁鋼柱的個(gè)數(shù)為定子的上磁極的凸起非對稱磁極個(gè)數(shù)的2倍。進(jìn)一步的方案還有上述的定子的繞組架為塑料一體件；繞組架包括上圓環(huán)部、下圓環(huán)部和圓柱體部；上圓環(huán)部和下圓環(huán)部的形狀結(jié)構(gòu)相同；圓柱體部為中空的圓柱體，其內(nèi)徑與定子的上磁極的磁芯的圓柱體部的外徑相配合；其上下的高度約等于上磁極的磁芯的圓柱體部的上下向高度的2倍；上圓環(huán)部和下圓環(huán)部中間的通孔的內(nèi)徑與圓柱體部的內(nèi)徑相同；繞組架的圓柱體部將上圓環(huán)部和下圓環(huán)部連接成一體；
上述的定子的上磁極由其磁芯的圓柱體部從上向下插入繞組架的圓柱體部內(nèi)；下磁極由其磁芯的圓柱體部從下向上插入繞組架的圓柱體部內(nèi)；上磁極和下磁極在繞組架的圓柱體部內(nèi)緊密接觸，且上磁極的凸起非對稱磁極和下磁極的凸起非對稱磁極上下一一對稱；上磁極和下磁極與繞組架經(jīng)浸漆處理后固為一體。本發(fā)明具有積極的效果(I)本發(fā)明的電機(jī)的定子磁極用復(fù)合磁粉晶或復(fù)合納米晶壓鑄成型，復(fù)合納米晶和復(fù)合磁粉晶在自然界中分布較廣，成本低于硅鋼片，尤其是復(fù)合納米晶導(dǎo)磁性能高于硅鋼片，磁阻大于硅鋼片，性能優(yōu)于硅鋼片；用復(fù)合納米晶和復(fù)合磁粉晶取代硅鋼片，相同功率的電機(jī)可大量節(jié)省鐵和銅等資源，降低電機(jī)的材料成本。(2)本發(fā)明的電機(jī)僅設(shè)有一個(gè)繞組線圈，線圈架還起著安裝定子磁極的作用，利于制造和安裝；磁場方向?yàn)檩S向，磁極利用率高，僅需一個(gè)全橋驅(qū)動電路簡化，進(jìn)一步降低電機(jī)的制造成本，而且電機(jī)的可靠性得到提高。(3)本發(fā)明通過結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，可以制造轉(zhuǎn)動慣量較小的細(xì)長電機(jī)和超薄電機(jī)等特型電機(jī)，滿足一些特殊需要。(4)本發(fā)明的電機(jī)較之傳統(tǒng)永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)相對簡單，易于制造和組裝，能較多地節(jié)省人力成本。


圖I為本發(fā)明的電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖I中的定子的上磁極的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中陰影部分為凸起非對稱磁極；圖中還顯示了安裝在定子上的霍爾元件；
圖3為圖2的A-A向剖視 圖4為圖I中的定子的下磁極的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中陰影部分為凸起非對稱磁極；圖4與圖2 —起，還顯示了定子的上磁極和下磁極上的凸起非對稱磁極在安裝時(shí)的對應(yīng)關(guān)系；
圖5為4的B-B向剖視 圖6為兩個(gè)轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸連接關(guān)系示意圖；圖7為圖6的C向視 圖8為圖6的D向視圖；圖8與圖7 —起，顯示了安裝時(shí)兩個(gè)轉(zhuǎn)子上永磁磁極的位置對應(yīng)關(guān)系；
圖9為圖I所示電機(jī)的驅(qū)動控制器的電路原理框 圖10為采用PWM方式控制圖I所示電機(jī)的工作電流的控制波形示意 圖Ila Ilf為圖I所示電機(jī)的工作原理示意圖。上述附圖中的附圖標(biāo)記如下
定子I，上磁極11，磁芯11-1，扁圓柱體部11-1-1,圓柱體部11-1-2,軸孔11-1-3, 凸起非對稱磁極11-2，下磁極12，磁芯12-1，扁圓柱體部12-1-1，圓柱體部12-1-2，軸孔12-1-3，凸起非對稱磁極12-2，繞組架13，上圓環(huán)部13-1，下圓環(huán)部13-2，圓柱體部13_3，定子繞組14，
轉(zhuǎn)子2，上側(cè)轉(zhuǎn)子21，基體21-1，磁環(huán)21-2，軸孔21-3，下側(cè)轉(zhuǎn)子22，基體22_1，磁環(huán)22-2，軸孔 21-3，
轉(zhuǎn)軸3，
軸承4,上側(cè)軸承41,下側(cè)軸承42,
霍爾元件5。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。(實(shí)施例I)
見圖1，參見圖2，本實(shí)施例的磁粉鑄型雙側(cè)轉(zhuǎn)子電機(jī)，由定子I、轉(zhuǎn)子2、轉(zhuǎn)軸3、軸承4、霍爾元件5以及圖中省略未畫出的基座和外殼組成。轉(zhuǎn)軸3為鋼制長條棒狀圓柱體件。軸承4為滾珠軸承。定子I由上磁極11、下磁極12、繞組架13和定子繞組14組成。轉(zhuǎn)子2設(shè)有2個(gè)，按上、下位置區(qū)別為上側(cè)轉(zhuǎn)子21和下側(cè)轉(zhuǎn)子22。軸承4設(shè)有2個(gè)，按上、下位置區(qū)別為上側(cè)軸承41和下側(cè)軸承42。見圖2和圖3，定子I的上磁極11由成一體的磁芯11-1和凸起非對稱磁極11-2組成。磁芯11-1由成一體的位于上部的扁圓柱體部11-1-1和位于下部的圓柱體部11-1-2組成，扁圓柱體部11-1-1的中心位置設(shè)置有軸承安裝部；扁圓柱體部11-1-1和圓柱體部11-1-2同軸線，其二者共同的軸線即為磁芯11-1的中軸線；磁芯11-1的中軸線上設(shè)有內(nèi)徑比轉(zhuǎn)軸3的外徑略大的軸孔11-1-3 ;上磁極11的凸起非對稱磁極11-2設(shè)置在磁芯11-1的扁圓柱體部11-1-1的上端外周邊上，與扁圓柱體部11-1-1 一體連接；凸起非對稱磁極
11-2的個(gè)數(shù)至少設(shè)置2個(gè)以上，具體數(shù)量可根據(jù)需要設(shè)置，各凸起非對稱磁極11-2均勻分布設(shè)置在扁圓柱體部11-1-1的上端外周邊上。本實(shí)施例中，凸起非對稱磁極11-2的個(gè)數(shù)為4個(gè)。凸起非對稱磁極11-2的非對稱，是通過在凸起非對稱磁極11-2的上端面向一個(gè)側(cè)邊方向設(shè)置一個(gè)斜面予以實(shí)現(xiàn)，且各凸起非對稱磁極11-2的上端面上的斜面的方向一致，其作用是在驅(qū)動電流換向時(shí)保證電機(jī)轉(zhuǎn)子始終朝同一方向旋轉(zhuǎn)。見圖4和圖5，定子I的下磁極12的結(jié)構(gòu)和上磁極11的結(jié)構(gòu)相同。定子I的上磁極11和下磁極12均為由復(fù)合磁粉晶或者用復(fù)合納米晶材料壓鑄成型的一體件。仍見圖1，定子I的繞組架13為塑料一體件。繞組架13由上圓環(huán)部13-1、下圓環(huán)部13-2和圓柱體部13-3組成。上圓環(huán)部13-1和下圓環(huán)部13-2的形狀結(jié)構(gòu)相同，圓柱體部13-3為中空的圓柱體，其內(nèi)徑與定子I的上磁極11的磁芯11-1的圓柱體部11-1-2的外徑相配合；其上下的高度約等于上磁極11的磁芯11-1的圓柱體部11-1-2的上下向高度的2倍。上圓環(huán)部13-1和下圓環(huán)部13-2中間的通孔的內(nèi)徑與圓柱體部13-3的內(nèi)徑相同。繞組架13的圓柱體部13-3將上圓環(huán)部13-1和下圓環(huán)部13-2連接成一體。定子繞組14由銅制導(dǎo)線纏繞在繞組架13的圓柱體部13-3的外壁上而成。
上磁極11由其磁芯11-1的圓柱體部11-1-2從上向下插入繞組架13的圓柱體部13-3內(nèi)；下磁極12由其磁芯12-1的圓柱體部12-1-2從下向上插入繞組架13的圓柱體部13-3內(nèi)；將上磁極11和下磁極12在繞組架13的圓柱體部13-3內(nèi)緊密接觸且使上磁極11的凸起非對稱磁極11-2和下磁極12的凸起非對稱磁極12-2上下一一對稱后，再將上磁極11和下磁極12與繞組架13進(jìn)行浸漆處理，使上磁極11和下磁極12與繞組架13固定成一體，從而構(gòu)成完整的定子I。見圖6至圖8，轉(zhuǎn)子2的上側(cè)轉(zhuǎn)子21由基體21-1和固定安裝在基體21_1上的永磁磁極組成。本實(shí)施例中，永磁磁極優(yōu)選用釹鐵硼材料制成的多磁極永磁磁環(huán)21-2?；w21-1的材質(zhì)為電工軟鐵；基體21-1的形狀為扁圓柱體；其直徑與定子I的上磁極11的磁芯11-1的扁圓柱體部11-1-1的直徑相當(dāng)；基體21-1的中心位置設(shè)置有內(nèi)徑與轉(zhuǎn)軸3的外徑相適應(yīng)的上下向的圓形通孔，作為上側(cè)轉(zhuǎn)子21與轉(zhuǎn)軸3套接的軸孔21-1-1。磁環(huán)21-2上設(shè)置有均勻相間的N極和S極的永磁磁極。磁環(huán)21-2上的N極永磁磁極和S極永磁磁極的個(gè)數(shù)之和為定子I的上磁極11的凸起非對稱磁極11-2個(gè)數(shù)的2倍。本實(shí)施例中，磁環(huán)21-2上均勻相間設(shè)置有N0、N1、N2、N3共4個(gè)N極以及S0、S1、S2、S3共4個(gè)S極。磁環(huán)
21-2用強(qiáng)力膠膠接固定在基體21-1的下端面的外周，與基體21-1成一體連接。轉(zhuǎn)子2的下側(cè)轉(zhuǎn)子21的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)與上側(cè)轉(zhuǎn)子21相同。安裝時(shí)，使上側(cè)轉(zhuǎn)子21的磁環(huán)21-2上的N極或S極分別與下側(cè)轉(zhuǎn)子22的磁環(huán)
22-2上的S極和N極一一相對應(yīng)，也即在上下向的同一條與轉(zhuǎn)軸3的軸線平行的直線上，且上側(cè)轉(zhuǎn)子21以其磁環(huán)21-2朝下與定子I的上磁極11的凸起非對稱磁極11-2相對、下側(cè)轉(zhuǎn)子22的磁環(huán)22-2朝上與定子I的下磁極12的凸起非對稱磁極12-2相對的方式安裝。仍見圖1，軸承4的上側(cè)軸承41固定安裝在定子I的上磁極11的磁芯11-1的扁圓柱體部11-1-1的軸承安裝部上；軸承4的下側(cè)軸承42固定安裝在定子I的下磁極12的磁芯12-1的扁圓柱體部12-1-1的軸承安裝部上。見圖2，霍爾元件5設(shè)有I個(gè)，本實(shí)施例中，霍爾元件5優(yōu)選型號為BD3144的開關(guān)型霍爾元件?；魻栐?可固定安裝在定子I的上磁極11的磁芯11的扁圓柱體部11-1-1的上端面上；霍爾元件5也可固定安裝在定子I的下磁極12的磁芯12-1的扁圓柱體部
12-1-1的端面上；本實(shí)施例中，霍爾元件5優(yōu)選固定安裝在定子I的上磁極11的磁芯11的扁圓柱體部11-1-1的上端面上?；魻栐?的固定方式本實(shí)施例中優(yōu)選采用強(qiáng)力膠膠接固定。仍見圖I，本實(shí)施例的磁粉鑄型雙側(cè)轉(zhuǎn)子電機(jī)組裝時(shí)，轉(zhuǎn)軸3從上到下依次穿過轉(zhuǎn)子2的上側(cè)轉(zhuǎn)子21的基體21-1的軸孔21-1-1、上側(cè)軸承41、定子I的上磁極11的磁芯11-1的軸孔11-1-3、下磁極12的磁芯12-1的軸孔12-1-3、下側(cè)軸承42和下側(cè)轉(zhuǎn)子22的基體22-1的軸孔22-1-1，轉(zhuǎn)軸3與轉(zhuǎn)子2以及軸承4的固定方式為過盈配合，從而將各部件連成一體；再將其與電機(jī)的基座和外殼安裝連接從而完成電機(jī)的組裝。見圖9和圖10，本實(shí)施例的磁粉鑄型雙側(cè)轉(zhuǎn)子電機(jī)的驅(qū)動控制器主要由電源、微處理器、驅(qū)動電路和功率電路組成。其驅(qū)動電機(jī)工作的方式為通過霍爾元件5檢測轉(zhuǎn)子2的位置，采用電子開關(guān)進(jìn)行換向，因?yàn)檗D(zhuǎn)子的相位可以準(zhǔn)確測量，通過控制導(dǎo)通角能夠?qū)ふ业诫姍C(jī)的最佳驅(qū)動點(diǎn)，使電機(jī)能夠獲得最大的工作效率；其調(diào)速方法通過控制驅(qū)動脈沖帶寬或者加PWM信號達(dá)到調(diào)速之目的，還可以通過改變死區(qū)時(shí)間調(diào)速。見圖Ila llf，本實(shí)施例的磁粉鑄型雙側(cè)轉(zhuǎn)子電機(jī)的工作原理和過程如下述 見圖Ila，假定當(dāng)定子繞組通入正向電流時(shí)定子的A側(cè)為N極，那么B側(cè)就是S極，此時(shí)
電機(jī)處于穩(wěn)定狀態(tài)，電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間沒有相對運(yùn)動； 第一步，見圖11b，當(dāng)通入反向電流時(shí)定子的A側(cè)變?yōu)镾極，B側(cè)變?yōu)镹極，此時(shí)，定子磁極極性與轉(zhuǎn)子永磁磁環(huán)極性相同，將產(chǎn)生斥力；離轉(zhuǎn)子近的地方斥力大，這時(shí)轉(zhuǎn)子受到一個(gè)如箭頭所指方向的作用力，轉(zhuǎn)子將沿著箭頭方向旋轉(zhuǎn)；在旋轉(zhuǎn)的過程中，轉(zhuǎn)子上的相鄰異性磁極(A側(cè)NI, B側(cè)SI)與定子磁極相吸引，一個(gè)推,一個(gè)拉,加速轉(zhuǎn)子到達(dá)圖Ilc所示位置；
第二步，電機(jī)驅(qū)動控制器根據(jù)霍爾元件發(fā)來的位置信號判定轉(zhuǎn)子所到的位置，在轉(zhuǎn)子將要到達(dá)圖Ilc所示位置之前，切斷反向電流，經(jīng)過一段死區(qū)時(shí)間，轉(zhuǎn)子在慣性作用下穩(wěn)定到達(dá)圖Ilc位置；再加正向電流，這時(shí)定子的A側(cè)磁極變?yōu)镹極，B側(cè)磁極變?yōu)镾極，如圖Ild所示；均與轉(zhuǎn)子磁環(huán)極性相同,產(chǎn)生斥力推動轉(zhuǎn)子向減小斥力的箭頭方向旋轉(zhuǎn),在旋轉(zhuǎn)的過程中，轉(zhuǎn)子上的相鄰異性磁極(A側(cè)N2，B側(cè)S2)與定子磁極相吸引，一個(gè)推，一個(gè)拉，加速轉(zhuǎn)子到達(dá)圖lie所示位置；
第三步，再次改變電流方向，轉(zhuǎn)子將繼續(xù)沿著箭頭方向旋轉(zhuǎn)；通過對定子繞組交替加正、反向電流，定子相應(yīng)變換兩側(cè)磁極的極性，轉(zhuǎn)子始終受到向同一方向的力而連續(xù)轉(zhuǎn)動；經(jīng)過8個(gè)正反向電流，電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周。(實(shí)施例2)
本實(shí)施例的磁粉鑄型雙側(cè)轉(zhuǎn)子電機(jī)其他方面與實(shí)施例I相同，不同之處在于轉(zhuǎn)子2的上側(cè)轉(zhuǎn)子21的永磁磁極為永磁磁鋼柱，永磁磁鋼柱的個(gè)數(shù)為定子I的上磁極11的凸起非對稱磁極11-2個(gè)數(shù)的2倍。永磁磁鋼柱包括N極永磁磁鋼柱和S極永磁磁鋼柱；上側(cè)轉(zhuǎn)子21的基體21-1的下端面的四周均勻設(shè)有與永磁磁鋼柱的個(gè)數(shù)相同的磁極安裝孔，各永磁磁鋼柱分別相應(yīng)設(shè)置在基體21-1的磁極安裝孔內(nèi)，且相鄰的永磁磁鋼柱的磁極性相反；換言之，也即各永磁磁鋼柱按照N極、S極相間的方式設(shè)置。各永磁磁鋼柱的的下端面與上側(cè)轉(zhuǎn)子21的下端面平齊。各永磁磁鋼柱與基體21-1的磁極安裝孔的固定配合方式可以采用膠接固定，也可以采用過盈配合固定。轉(zhuǎn)子2的下側(cè)轉(zhuǎn)子22的結(jié)構(gòu)與上側(cè)轉(zhuǎn)子21的結(jié)構(gòu)相同。以上實(shí)施例是對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的說明，而非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變換和變化而得到相對應(yīng)的等同的技術(shù)方案，因此所有等同的技術(shù)方案均應(yīng)該歸入本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種磁粉鑄型雙側(cè)轉(zhuǎn)子電機(jī)，包括定子(I)、轉(zhuǎn)子(2)、轉(zhuǎn)軸(3)、軸承(4)和霍爾元件(5)，所述的軸承(4)包括上側(cè)軸承(41)和下側(cè)軸承(42)，其特征在于所述的定子(I)包括上磁極(11)、下磁極(12)、繞組架(13)和定子繞組(14 );上磁極(11)的中心設(shè)有上下向的軸孔(11-1-3);上磁極(11)和下磁極(12)結(jié)構(gòu)相同，均為由復(fù)合磁粉晶或者復(fù)合納米晶壓鑄成型的一體件；轉(zhuǎn)子(2)包括結(jié)構(gòu)相同的上側(cè)轉(zhuǎn)子(21)和下側(cè)轉(zhuǎn)子(22);上側(cè)轉(zhuǎn)子(21)包括基體(21-1)和固定安裝在基體(21-1)上的永磁磁極；上側(cè)轉(zhuǎn)子(21)的基體(21-1)的中心處設(shè)有上下向的軸孔(21-1-1);轉(zhuǎn)軸(3)為鋼制長條棒狀圓柱體件； 所述的上側(cè)軸承(41)固定安裝在定子(I)的上磁極(11)上，下側(cè)軸承(42)固定安裝在定子(I)的下磁極(12)上；霍爾元件(5)固定安裝在定子(I)的上磁極(11)或下磁極(12)上；定子(I)的上磁極(11)和下磁極(12)固定安裝在繞組架(13)上，定子繞組(14)纏繞在繞組架(13)上； 所述的上側(cè)轉(zhuǎn)子(21)以其永磁磁極與定子(I)的上磁極(11)相對設(shè)置、下側(cè)轉(zhuǎn)子(22) 以其永磁磁極與定子(I)的下磁極(12)相對設(shè)置且上側(cè)轉(zhuǎn)子(21)以其永磁磁極的N極分別與下側(cè)轉(zhuǎn)子(22)的永磁磁極的S極一一相對應(yīng)的方式設(shè)置在定子(I)的上下兩端； 所述的轉(zhuǎn)軸(3)從上到下依次穿過上側(cè)轉(zhuǎn)子(21)的軸孔(21-1-1)、上側(cè)軸承(41)、上磁極(11)的軸孔(11-1-3 )、下磁極(12 )的軸孔、下側(cè)軸承(42 )和下側(cè)轉(zhuǎn)子(22 )的軸孔；轉(zhuǎn)軸(3)與轉(zhuǎn)子(2)以及軸承(4)以過盈配合方式固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁粉鑄型雙側(cè)轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于所述的定子(I)的上磁極(11)包括成一體的磁芯(11-1)和凸起非對稱磁極(11-2);磁芯(11-1)包括成一體的位于上部的扁圓柱體部(11-1-1)和位于下部的圓柱體部(11-1-2);扁圓柱體部(11-1-1)的中心位置設(shè)置有軸承安裝部；所述的軸孔(11-1-3)設(shè)置在磁芯(11-1)的中軸線上且其內(nèi)徑比轉(zhuǎn)軸(3)的外徑略大；凸起非對稱磁極(11-2)至少設(shè)置2個(gè)以上，凸起非對稱磁極(11-2)均勻分布設(shè)置在磁芯(11-1)的扁圓柱體部(11-1-1)的上端外周邊上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁粉鑄型雙側(cè)轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子(2)的上側(cè)轉(zhuǎn)子(21)的基體(21-1)的材質(zhì)為電工軟鐵；基體(21-1)的形狀為扁圓柱體；其直徑與定子(I)的上磁極(11)的磁芯(11-1)的扁圓柱體部(11-1-1)的直徑相當(dāng)；所述的上側(cè)轉(zhuǎn)子(21)的永磁磁極為用釹鐵硼制成的多磁極永磁磁環(huán)(21-2);磁環(huán)(21-2)與基體(21-1)膠接；磁環(huán)(21-2)上設(shè)置有均勻相間的N極和S極永磁磁極，磁環(huán)(21-2)上的N極永磁磁極和S極永磁磁極的個(gè)數(shù)之和為定子(I)的上磁極(11)的凸起非對稱磁極(11-2)個(gè)數(shù)的2倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁粉鑄型雙側(cè)轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子(2)的上側(cè)轉(zhuǎn)子(21)的永磁磁極為永磁磁鋼柱；上側(cè)轉(zhuǎn)子(21)的基體(21-1)的下端面的四周均勻設(shè)有與永磁磁鋼柱的個(gè)數(shù)相同的磁極安裝孔，各永磁磁鋼柱分別相應(yīng)設(shè)置在基體(21-1)的磁極安裝孔內(nèi)，且各永磁磁鋼柱按照N極、S極相間的方式設(shè)置；各永磁磁鋼柱的下端面與上側(cè)轉(zhuǎn)子(21)的下端面平齊；永磁磁鋼柱的個(gè)數(shù)為定子(I)的上磁極(11)的凸起非對稱磁極(11-2)個(gè)數(shù)的2倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁粉鑄型雙側(cè)轉(zhuǎn)子電機(jī)，其特征在于所述的定子(I)的繞組架(13)為塑料一體件；繞組架(13)包括上圓環(huán)部(13-1)、下圓環(huán)部(13-2)和圓柱體部(13-3);上圓環(huán)部(13-1)和下圓環(huán)部(13-2)的形狀結(jié)構(gòu)相同；圓柱體部(13-3)為中空的圓柱體，其內(nèi)徑與定子(I)的上磁極(11)的磁芯(11-1)的圓柱體部(11-1-2)的外徑相配 合；其上下的高度約等于上磁極(11)的磁芯(11-1)的圓柱體部(11-1-2)的上下向高度的2倍；上圓環(huán)部(13-1)和下圓環(huán)部(13-2)中間的通孔的內(nèi)徑與圓柱體部(13-3)的內(nèi)徑相同；繞組架(13)的圓柱體部(13-3)將上圓環(huán)部(13-1)和下圓環(huán)部(13-2)連接成一體；所述的定子(I)的上磁極(11)由其磁芯(11-1)的圓柱體部(11-1-2)從上向下插入繞組架(13)的圓柱體部(13-3)內(nèi)；下磁極(12)由其磁芯的圓柱體部從下向上插入繞組架(13)的圓柱體部(13-3)內(nèi);上磁極(11)和下磁極(12)在繞組架(13)的圓柱體部(13-3)內(nèi)緊密接觸，且上磁極(11)的凸起非對稱磁極(11-2)和下磁極(12)的凸起非對稱磁極上下一一對稱；上磁極(11)和下磁極(12)與繞組架(13)經(jīng)浸漆處理后固為一體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁粉鑄型雙側(cè)轉(zhuǎn)子電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸、軸承、霍爾元件；定子由上磁極、下磁極、線圈架、定子繞組組成，定子的兩端設(shè)有2個(gè)以上凸起不對稱磁極；上磁極和下磁極固定在線圈架上；上磁極和下磁極結(jié)構(gòu)相同，均為由復(fù)合磁粉晶或者復(fù)合納米晶壓鑄成型的一體件；線圈為一組，纏繞在線圈架上；2個(gè)轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子的兩端；轉(zhuǎn)子由基體和永磁磁體組成；2只軸承分別固定安裝在定子的上磁極和下磁極上；霍爾元件設(shè)置在定子的上磁極或下磁極上；轉(zhuǎn)軸分別與2只轉(zhuǎn)子和2只軸承過盈配合連接。本發(fā)明的電機(jī)制造成本低，結(jié)構(gòu)和驅(qū)動電路簡單，磁場方向?yàn)檩S向，磁極利用率高，易于制造和組裝，能較多地節(jié)省人力成本，且便于制成特型電機(jī)。
文檔編號H02K1/02GK102969851SQ20121042075
公開日2013年3月13日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者王雁平, 張永春, 廉春原 申請人:常州工學(xué)院