帶有反饋信號的新型高效同步電動機以及風扇的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種帶有反饋信號的新型高效同步電動機，其轉(zhuǎn)子由軸、磁軛和多極永磁體組成；定子是由定子沖片疊合而成定子主體構件，在定子沖片同一圓周內(nèi)間隔設計、構建幾種類型齒和與其對應的槽，實現(xiàn)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力(即驅(qū)動)和檢測旋轉(zhuǎn)速度(即轉(zhuǎn)速信號反饋)兩種功能。這種在定子沖片同一圓周上設計、構建幾種類型的齒和與其對應的槽，實現(xiàn)驅(qū)動和轉(zhuǎn)速信號反饋兩種功能，其結(jié)構巧妙、緊湊，零部件數(shù)量少，轉(zhuǎn)子與定子之間相互發(fā)生耦合作用的磁鏈合理，磁路路徑短，因此漏磁量少；同時各繞組線繞長度幾乎縮短到最小。其具有高可靠性、高效率的效果。適用于大批量生產(chǎn)和廣泛應用，節(jié)能、減少CO2排放，綠色環(huán)保，較適合用于風扇上。
【專利說明】帶有反饋信號的新型高效同步電動機w及風扇

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電動機的【技術領域】，尤其是涉及一種帶有反饋信號的新型高效同 步電動機W及風扇。

【背景技術】
[0002] 普通直流電動機，盡管調(diào)速性能優(yōu)良，但因有電刷換向，存在機械磨損，可靠性低； 普通直流電動機本身結(jié)構復雜，成本高。因其局限性，現(xiàn)除特殊場所少量應用，普通直流電 機很少用于電扇上。
[0003] H相同步電動機用于電風扇，可實現(xiàn)高效率、大功率等，但H相同步電機制作成本 高；調(diào)速器非常復雜，成本也高，因而有嚴重局限性，也僅限于特殊場所使用。
[0004] 目前普遍使用的電風扇，采用單相異步電動機，效率低（大約25% -48% );耗能， 不環(huán)保。調(diào)速采用定子繞組多抽頭方式調(diào)速，調(diào)整范圍小、性能較差。
[0005] 采用傳統(tǒng)爪極式同步永磁電機驅(qū)動的電風扇。一種方式是采用單個爪極同步永磁 電動機，需一套定向啟動和定轉(zhuǎn)向的機構，才能正常運轉(zhuǎn)，結(jié)構復雜，可靠性差。另一種方式 是采用雙爪極同步永磁電機（即兩臺同軸爪極同步電機），可實現(xiàn)定向啟動、定向運轉(zhuǎn)；電 機制作成本增加。因爪極式同步電動機磁路路徑曲折而且長，漏磁大。效率低，耗能，不利 環(huán)保。目前只能局限于微型、小功率（小于10W)場所。 實用新型內(nèi)容
[0006] 本實用新型所要解決的技術問題在于提出一種帶有反饋信號的新型高效同步電 動機，旨在解決現(xiàn)有技術中，1.傳統(tǒng)用于電風扇上的單相異步電動機效率低、調(diào)速性能差； 2.現(xiàn)有帶反饋信號調(diào)速電機結(jié)構復雜、成本高；3.傳統(tǒng)的單相交流同步電動機啟動困難W 及旋轉(zhuǎn)方向不確定的的問題。
[0007] 為解決上述技術問題，本實用新型提出的帶有反饋信號的新型高效同步電動機， 包括轉(zhuǎn)子和定子，其中，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、磁輛及多極永磁體；所述定子包括多片順序?qū)?疊且在每片上同一圓周內(nèi)設計幾種類型的齒和與該齒對應的槽的定子沖片，所述定子沖片 包括由漆包線順序繞在其若干個所述齒上形成于通電時與所述轉(zhuǎn)子的多極永磁體相互作 用且在啟動時產(chǎn)生一個定向的啟動力矩和運行時產(chǎn)生同樣方向的轉(zhuǎn)動力矩并推動轉(zhuǎn)子旋 轉(zhuǎn)的兩個主繞組，兩個所述主繞組相互獨立；所述定子沖片還包括設置在兩個所述主繞組 之間且能夠感應到因所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動所述轉(zhuǎn)子的多極永磁體磁場變化并輸出單相交流 電作為反饋信號來檢測旋轉(zhuǎn)速度的測速繞組，所述測速繞組由漆包線繞在該定子沖片位于 兩個主繞組之間的所述齒上；或設置在兩個所述主繞組之間且能夠?qū)⒁蛩鲛D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生 的變化磁場而輸出感應的電信號并將該電信號作為速度信號反饋來檢測旋轉(zhuǎn)速度的磁性 敏感元件，所述磁性敏感元件安裝在該定子沖片位于兩個主繞組之間的所述齒上。
[0008] 2.根據(jù)權利要求1所述的帶有反饋信號的新型高效同步電動機，其特征在于：所 述永磁體極數(shù)為2P，其中，P為3 W上的自然數(shù)，每個所述主繞組中各相鄰的所述齒之間 的夾角均需滿足XK，其中，K為整數(shù)；兩個所述主繞組中最外端的所述齒之間的夾 SBfV、 （)0 角需滿足^ X(：2m-1)±A3,其中，m為正整數(shù)，A5的取值范圍在0?（Y )。之 間。
[0009] 進一步地，兩個所述主繞組中的所述齒的數(shù)量相同。
[0010] 進一步地，所述磁性敏感元件為霍爾元件。
[0011] 進一步地，所述轉(zhuǎn)子的所述永磁體極數(shù)為6 W上的偶數(shù)。
[0012] 進一步地，所述帶有反饋信號的新型高效同步電動機為徑向氣隙內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構、徑 向氣隙外轉(zhuǎn)子結(jié)構、徑向氣隙雙轉(zhuǎn)子結(jié)構或軸向氣隙結(jié)構。
[0013] 進一步地，所述定子沖片上的所述槽的結(jié)構為梯形槽、梨形槽、斜肩圓底槽矩形槽 或圓形槽。
[0014] 本實用新型還提出一種風扇，其包括上述的帶有反饋信號的新型高效同步電動機 W及根據(jù)所述測速組件反饋的速度信號并對轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)的調(diào)速器。
[0015] 本實用新型的帶有反饋信號的新型高效同步電動機具有W下優(yōu)點：
[0016] 1.兩主繞組齒預定的一夾角，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時兩主繞組反電勢之間也保證一個相應夾 角。因此兩主繞組間跨接一電容，同時通單相交流電源時，可獲得一個定向的較大啟動力 矩，運轉(zhuǎn)時僅需較小的電流。
[0017] 2.在定子沖片同一圓周內(nèi)設計、構建幾種類型的齒和齒對應的槽。定子是不動的， 零部件數(shù)量少，結(jié)構巧妙、緊湊，可靠性高，且適用于大批量生產(chǎn)，成本低。
[0018] 3.兩主繞組、測速反饋繞組均采用集中式繞制繞組的漆包線，長度幾乎縮短到最 ??；同時，定子上各齒與轉(zhuǎn)子之間相互發(fā)生禪合作用的磁鏈合理、磁路路徑短，漏磁量少，必 然產(chǎn)生高效率，節(jié)能?？蓽p少C02排放，綠色環(huán)保。
[0019] 4.本實用新型在一體上實現(xiàn)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力（即驅(qū)動力）和檢測旋轉(zhuǎn)速度（即速度 反饋）兩種功能，與適當?shù)恼{(diào)速器（本實用新型未涉及）匹配，可W實現(xiàn)高質(zhì)量的無極調(diào)速 (連續(xù)調(diào)速）和效高率，可提升各種風扇綜合性能。
[0020] 與現(xiàn)有技術對比，本實用新型提出的風扇，在相同排風量條件下，該風扇總體體積 減少，省材、節(jié)能，且本實用新型的風扇還具有結(jié)構簡單、成本低，調(diào)速性能較高、效率高等 優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是本實用新型實施例一提供的十六極徑向氣隙外轉(zhuǎn)子電動機的第一種結(jié)構 的不意圖；
[0022] 圖2為圖1中電動機作第一步轉(zhuǎn)動的結(jié)構示意圖；
[0023] 圖3為圖1中電動機作第一步轉(zhuǎn)動的兩個主繞組部分展開示意圖；
[0024] 圖4為圖1中電動機作第二步轉(zhuǎn)動的示意圖；
[00巧]圖5為圖1中電動機作第二步轉(zhuǎn)動的兩個主繞組部分展開示意圖；
[0026] 圖6為圖1中電動機作第H步轉(zhuǎn)動的示意圖；
[0027] 圖7為圖1中電動機作第H步轉(zhuǎn)動的兩個主繞組部分展開示意圖；
[0028] 圖8為圖1中電動機作第四步轉(zhuǎn)動的示意圖；
[0029] 圖9為圖1中電動機作第四步轉(zhuǎn)動的兩個主繞組部分展開示意圖；
[0030] 圖10為圖1中兩個主繞組部分的反電勢波形圖；
[0031] 圖11是本實用新型實施例二提供的十六極徑向氣隙外轉(zhuǎn)子電動機的第二種結(jié)構 的不意圖；
[0032] 圖12是本實用新型實施例H提供的十六極徑向氣隙內(nèi)轉(zhuǎn)子電動機的示意圖；
[0033] 圖13是本實用新型實施例四提供的六極徑向氣隙外轉(zhuǎn)子電動機的第一種結(jié)構的 示意圖；
[0034] 圖14是本實用新型實施例五提供的六極徑向氣隙外轉(zhuǎn)子電動機的第二種結(jié)構的 示意圖；
[0035] 圖15是本實用新型實施例六提供的十六極徑向氣隙外轉(zhuǎn)子電動機的第H種結(jié)構 的不意圖；
[0036] 圖16為圖15中電動機的兩個主繞組部分展開示意圖。

【具體實施方式】
[0037] 為了使本實用新型所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，W 下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實 施例僅用W解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0038] W下結(jié)合具體附圖對本實用新型的實現(xiàn)進行詳細的描述。
[0039] 實施例一
[0040] 如圖1至圖10所示，為本實用新型的第一個實施例。
[0041] 圖1為具有十六極徑向氣隙外轉(zhuǎn)子與定子的第一種結(jié)構示意圖。轉(zhuǎn)子1由轉(zhuǎn)軸 (圖未示出）、連接在該轉(zhuǎn)軸上的磁輛11和十六個永磁體12組成（即該轉(zhuǎn)子的極對數(shù)P為 8)。磁輛11的截面形狀為圓環(huán)狀，永磁體12的N-S極相互交替且均裝配于磁輛11內(nèi)緣表 面上，其中，永磁體12為瓦形，相鄰的永磁體12之間在轉(zhuǎn)子1的軸也上間隔的角度相同。相 鄰的兩個永磁體12之間在磁輛11內(nèi)緣表面上形成間隔槽。
[0042] 定子2,設置在轉(zhuǎn)子1內(nèi)，其軸也與轉(zhuǎn)子1重合。該定子2大致為圓柱狀，定子2由 多個沖片21疊裝而成，每個定子沖片21沿其外周面周向間隔分布有十六個槽22 (槽22的 結(jié)構為梯形槽、梨形槽、斜肩圓底槽矩形槽或圓形槽），相鄰的槽22之間形成齒，其中十四 個槽22內(nèi)，通過卷繞方式形成于通電時分別與轉(zhuǎn)子的多極永磁體相互作用且在啟動時產(chǎn) 生一個定向的啟動力矩并在運行時產(chǎn)生方向相同的轉(zhuǎn)動力矩的第一主繞組23和第二主繞 組24 (即有兩個相互間產(chǎn)生反電勢的主繞組部分），第一主繞組23和第二主繞組24間隔設 置。第一主繞組23包括繞定子2的軸也等角度分布的六個齒形成的第一定子齒ai、a2、a3、 a*、3s、SgW及順序卷繞于每個束一定子齒a 1、32、Sg、a*、3s、Sg上的束一繞組漆包線231,相 鄰的第一定子齒3i、32、33、a*、as、ag通過槽22間隔開。相鄰的第一定子齒a 1、32、33、a*、as、 ae之間在轉(zhuǎn)子1的軸也上間隔的角度與相鄰的永磁體12之間在轉(zhuǎn)子1的軸也上間隔的角 度相等。第一繞組漆包線231為順序卷繞在每個第一定子齒ai、32、33、34、屯、ae上的漆包 線，第一繞組漆包線231具有兩個漆包線端A1、A2。
[0043] 第二主繞組24包括繞其軸也等角度分布的六個齒形成的第二定子齒bi、b2、b3、b4、 be、be W及順序卷繞于每個第二定子齒上b 1、b2、bs、b4、bs、be的第二繞組漆包線241，相鄰的 第二定子齒bi、b2、bs、b4、bs、be通過槽22間隔開。相鄰的第二定子齒b 1、b2、bs、b4、bs、be之 間在轉(zhuǎn)子1的軸也上間隔的角度與相鄰的永磁體12之間在轉(zhuǎn)子1的軸也上間隔的角度相 等。第二繞組漆包線241為順序卷繞在每個第二定子齒61、62、63、64、6。、136上的漆包線，第 二繞組漆包線241具有兩個漆包線端B1、B2。
[0044] 當?shù)谝恢骼@組23和第二主繞組24通電時，兩主繞組部分23、24與轉(zhuǎn)子1的多極永 磁體12相互作用，啟動時產(chǎn)生一個定向的大啟動力矩和運行時產(chǎn)生同樣方向的轉(zhuǎn)動力矩， 從而推動轉(zhuǎn)子1旋轉(zhuǎn)。
[0045] 上述的永磁體12個數(shù)為十六（即P為8)，第一主繞組23中相鄰的第一定子齒ai、 32、33、34、as、a之間的夾角W及第二主繞組24中相鄰的第二定子齒b 1、b2、bs、b4、bs、be之 '.wo〇 間的夾角滿足X K，其中，K為正整數(shù)；第一定子齒ai與相鄰的第二定子齒b 1之間的 wry) Q0 夾角滿足^ X(2m-l)±A3，其中，m為正整數(shù)，A6的取值范圍在0?) 0之 4P P 間。
[0046] 當A3取值為零時，第一主繞組23和第二主繞組24之間反電勢波形成90°角；兩 主繞組部分23、24通電時，可W產(chǎn)生互成90°夾角的定向啟動力矩和運行時提供同樣方向 的轉(zhuǎn)動力矩，解決了普通單相帶有反饋信號的新型高效同步電動機啟動困難和旋轉(zhuǎn)方向不 確定兩個難題。 90
[0047] 當A3在0?) e范圍內(nèi)取不同值，可W調(diào)整啟動力矩大小和運行繞組電流 大小。
[0048] 定子2還包括設置在第一主繞組23和第二主繞組24之間且分別與第一主繞組23 和第二主繞組24間隔設置的兩個過渡部分25。其中一個過渡部分25包括由齒形成且設置 在第一主繞組23 -端與第二主繞組24靠近該第一主繞組23 -端之間的第一過渡齒251， 和位于第一主繞組23另一端與第二主繞組24靠近該第一主繞組23另一端之間的H個第 二過渡齒252。
[0049] 當然，在槽22的總數(shù)與轉(zhuǎn)子1的永磁體12總數(shù)不相同時，如果槽22數(shù)少于永磁 體12數(shù)，第一主繞組23與第二主繞組24可W相隔有一定的距離，W至第一主繞組23與第 二主繞組24之間不會相互干擾；如果槽22數(shù)多于永磁體12數(shù)時，第一主繞組23與第二主 繞組24之間也不會相互干擾。
[0050] 為了實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)速的檢測，本實施例中的定子2上，位于中間的第二過渡齒 252上繞上較細的漆包線（圖未示出），形成用于測速的測速繞組26,測速繞組26的漆包 線具有兩個端頭（圖未示出）。當?shù)谝恢骼@組23、第二主繞組24通電推動轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)動，繞 有測速繞組26的該第二過渡齒252上磁通變化，測速反饋繞組發(fā)出單相交流電，其反電勢 E='1.4" NK陸。
[0051] 本實用新型的風扇（圖未示出），采用上述的帶有反饋信號的新型高效同步電動 機。定子2的定子沖片21和轉(zhuǎn)子1的磁輛11，采用高頻、高導磁、低損耗導磁材料制作，工 作頻率拓寬，其功率密度增加，調(diào)速范圍增大，可制作大功率風扇；在相同排風量條件下，風 扇總體體積減少，省材、節(jié)能。
[0052] 為實現(xiàn)對電動機轉(zhuǎn)速的控制，風扇還包括用于所述第一主繞組23和所述第二主 繞組24供電且能接收速度反饋信號并對轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)的調(diào)速器（圖未示出），調(diào)速器可W 是現(xiàn)有技術中一切能實現(xiàn)該功能的調(diào)速裝置。定子2的測速繞組26,該測速繞組26可感應 到因轉(zhuǎn)子1旋轉(zhuǎn)帶動轉(zhuǎn)子1的多極永磁體12磁場變化，輸出單相交流電作為反饋信號，反 饋給調(diào)速器，該樣，能夠W比較簡單、低成本的方式，實現(xiàn)閉環(huán)調(diào)速控制，無需制作獨立、復 雜測速反饋環(huán)節(jié)。
[0053] 下面結(jié)合附圖2至圖10詳細描述本實用新型的帶有反饋信號的新型高效同步電 動機的工作過程W及工作原理：
[0054] 第一步，從圖2可W看出，定子2上，每個第一定子齒ai、32、33、34、as、ae的中也與 永磁體12的中也對齊，每個第二定子齒上bi、b2、bg、b4、bg、be的中也與相鄰的兩個永磁體 12之間的間隔槽13中也基本對齊，其中，第一定子齒ai、a3、ag對應的轉(zhuǎn)子1上的永磁體12 為S極，第一定子齒32、34、ae對應的轉(zhuǎn)子1上的永磁體12為N極。參見圖2和圖3當對 第一主繞組23通電激磁時，漆包線端A1為正極、漆包線端A2為負極，ai、a3、as齒所在的極 靴磁化為N極；a,、a4、ae齒所在的極靴磁化為S極，構成轉(zhuǎn)子1與定子2的磁極相互異性相 吸。如果此時施加外力，轉(zhuǎn)子1會帶著負載移動，電磁力會產(chǎn)生圖2所示位置恢復力F。此 時，第二主繞組24的各第二定子齒bi、b2、bs、b4、bg、be的磁極中也線在轉(zhuǎn)子1的相鄰兩個 永磁體12的中間位置，第二主繞組24中各第二定子齒131、62、63、64、65、136與轉(zhuǎn)子1磁極中 也線相差半個磁極跨距（電磁角度為^ )，此位移角為一個步距角。
[00巧]第二步，從圖4和圖5可W看出，第一主繞組23不通電；第二主繞組24中，漆包線 端B1為正極、漆包線端B2為負極，bi、b3、bg齒所在的極靴磁化為S極，b 2、b4、be齒所在的極 靴磁化為N極，構成定子2極靴與轉(zhuǎn)子1上對應的永磁體12相互異性相吸，推動轉(zhuǎn)子1順 時針轉(zhuǎn)動半個磁極跨距（電磁角度為^ )，此位移角為一個步距角，轉(zhuǎn)子1被第二主繞組 24吸引而停止。
[0056] 第H步，從圖6和圖7可W看出，第二主繞組24不通電；第一主繞組23通電，漆包 線端A1為負極、漆包線端A2為正極，電流反向通電，ai、a3、ag齒所在的極靴反相磁化為S極， a2、a4、ae齒所在的極靴反相磁化為N極，轉(zhuǎn)子1的永磁體12被定子2的第一主繞組23的極 靴吸引，推動轉(zhuǎn)子1順時針轉(zhuǎn)半個磁極跨距（電磁角度為^ )而停止，此位移角為第二個 步距角。
[0057] 第四步，從圖8和圖9可W看出，第一主繞組23不通電；第二主繞組24中，漆包線 端B1為負極、漆包線端B2為正極，電流反向通電，biAA齒所在的極靴反相磁化為N極， b,、b4、be齒所在的極靴反相磁化為S極，第二主繞組24所在的極靴磁極極性反轉(zhuǎn)，因第二 主繞組24下極靴與對應的轉(zhuǎn)子1磁極互相異性相吸，推動轉(zhuǎn)子1順時針移動半個磁極跨距 (電磁角度為^ )后停止，此位移角為第H個步距角。
[0058] 再返回運行第一步（參見圖2)，依次運行第二步（參見圖4)、第H步（參見圖6)、 第四步（參見圖8)反復循環(huán)，則轉(zhuǎn)子1不斷順時針旋轉(zhuǎn)，在圖2、圖4、圖6和圖8中為轉(zhuǎn)子 1順時針旋轉(zhuǎn)的步驟。
[0059] 根據(jù)W上敘述，一個步距角為轉(zhuǎn)子1磁極極距的21，走四步為一個循環(huán)。一個循 環(huán)，轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)動一對磁極跨距。在本實施例中，定子2為十六極（即八對極），轉(zhuǎn)子1需八個 循環(huán)（即32步）轉(zhuǎn)一周。
[0060] 圖10為該電動機連續(xù)轉(zhuǎn)動時第一主繞組23和第二主繞組24的反電勢波形圖，圖 中E表示反電勢，D表示電磁角度，在不同的電磁角度上，第一主繞組23和第二主繞組24 存在不同的反電勢。從圖1可W看出al齒與bl齒之間的夾角為目，通過改變目的數(shù)值， 能達到改變第一主繞組23和第二主繞組24的反電勢波形相位關系，可獲得較大的啟動力 矩和運轉(zhuǎn)時較小的電流。
[00川 實施例二
[0062] W下結(jié)合附圖11僅對與實施例一的不同之處作詳細說明。
[0063] 參見圖11，為具有十六極徑向氣隙外轉(zhuǎn)子與定子的第二種結(jié)構示意圖；
[0064] 定子2的第一主繞組23包括繞定子2的軸也等角度分布的走個第一定子齒ai、a2、 Sg、a*、3s、Sg、a? y及順序卷繞于每個束一定子齒a 1、32、33、34、3s、Sg、a?上的束一繞組漆包線 231，第二主繞組24包括繞其軸也等角度分布的走個第二定子齒131、62心、64、135、66、13典及 順序卷繞于每個第二定子齒上bi、b2、bs、b4、bs、be、b,的第二繞組漆包線241。過渡部分25 包括由齒形成且設置在第一主繞組23 -端與第二主繞組24靠近該第一主繞組23 -端之 間的第一過渡齒251，和位于第一主繞組23另一端與第二主繞組24靠近該第一主繞組23 另一端之間的第H過渡齒253。在第H過渡齒253的外端面上開設有一個安裝槽254,該安 裝槽254的槽底中央形成有凸臺255,在該凸臺255上安裝有用于測速的磁性敏感元件（如 霍爾元件3等）。從圖11中可W看出，第H過渡齒253在定子2的截面上所占的面積遠大 于第一過渡齒251，霍爾元件3安裝在第H過渡齒253上，第一主繞組23和第二主繞組24 對霍爾元件3與影響較小。
[0065] 第一主繞組23或第二主繞組24通電時，產(chǎn)生啟動力矩和持續(xù)運轉(zhuǎn)力矩，推動外 定子2轉(zhuǎn)動；同時，調(diào)速器（圖未示出）給霍爾元件3提供電源，霍爾元件3可感應轉(zhuǎn)子1 旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的變化磁場而輸出感應的電信號并將該電信號作為速度信號反饋，反饋給調(diào)速 器，調(diào)速器對第一主繞組23和第二主繞組24的電參數(shù)進行調(diào)控，W最簡單、低成本的方式， 實現(xiàn)閉環(huán)調(diào)速控制，無需制作獨立、復雜的速度反饋環(huán)節(jié)。
[0066] 實施例H
[0067] 下面結(jié)合附圖12僅對與其他實施例的不同之處作詳細說明。
[0068] 參見圖12,為十六極徑向氣隙內(nèi)轉(zhuǎn)子的結(jié)構示意圖。
[0069] 轉(zhuǎn)子1由磁輛11和十六個永磁體12組成。磁輛11的截面形狀為圓柱狀，永磁體 12的N-S極相互交替且均裝配于磁輛11外周表面上，其中，永磁體12為矩形，相鄰的永磁 體12之間在轉(zhuǎn)子1的軸也上間隔的角度相同。相鄰的兩個永磁體12之間在磁輛11外周 表面上形成間隔槽13。
[0070] 定子2包括圓環(huán)狀的定子沖片21，定子沖片21由多個沖片疊裝而成，定子沖片21 具有內(nèi)孔與該內(nèi)孔連通的十六個槽22,槽22沿內(nèi)孔的周向間隔分布，其中十四個槽22內(nèi)通 過卷繞方式形成于通斷電瞬間產(chǎn)生反電勢且反電勢之間存在預定的夾角的第一主繞組23 和第二主繞組24,第一主繞組23包括繞定子2的軸也等角度分布的六個第一定子齒al、 a2、a3、a4、a5、a6 W及順序卷繞于每個第一定子齒al、a2、a3、a4、a5、a6上的第一繞組漆 包線231，第二主繞組24包括繞其軸也等角度分布的六個第二定子齒bl、b2、b3、b4、b5、b6 W及順序卷繞于每個第二定子齒上bl、b2、b3、b4、b5、b6的第二繞組漆包線241。定子2還 包括設置在所述第一主繞組23和所述第二主繞組24之間且分別與第一主繞組23和第二 主繞組24間隔設置的過渡部分25。過渡部分25包括設置在第一主繞組23 -端與第二主 繞組24靠近該第一主繞組23 -端之間的第一過渡齒251，和位于第一主繞組23另一端與 第二主繞組24靠近該第一主繞組23另一端之間的H個第二過渡齒252。位于中間的第二 過渡齒252上繞上較細的漆包線，形成用于測速的測速繞組26,測速繞組26的漆包線具有 兩個端頭。該樣，就構成十六極徑向氣隙內(nèi)轉(zhuǎn)子1結(jié)構電動機和帶測速繞組26反饋環(huán)節(jié)。 [00川 實施例四
[0072] 下面結(jié)合附圖13僅對與其他實施例的不同之處作詳細說明。
[007引參見圖13,為六極徑向氣隙外轉(zhuǎn)子的第一種結(jié)構示意圖。
[0074] 在本實施例中，定子2的第一主繞組23包括繞定子2的軸也等角度分布的兩個第 一定子齒31、32 W及順序卷繞于每個第一定子齒a 1、32上的第一繞組漆包線231，第二主繞 組24包括繞其軸也等角度分布的兩個第二定子齒bi.bsW及順序卷繞于每個第二定子齒上 bi、b2的第二繞組漆包線241。
[00巧]過渡部分25包括設置在第一主繞組23 -端與第二主繞組24靠近該第一主繞組 23 -端之間的第一過渡齒251，和位于第一主繞組23另一端與第二主繞組24靠近該第一 主繞組23另一端之間的第H過渡齒253。在第H過渡齒253的外端面上開設有一個安裝 槽254,該安裝槽254的槽底中央形成有凸臺255,在該凸臺255上安裝有用于測速的霍爾 元件3。從圖13中可W看出，第H過渡齒253在定子2的截面上所占的面積遠大于第一過 渡齒251，霍爾元件3安裝在離第一主繞組23和第二主繞組24較遠的位置，第一主繞組23 和第二主繞組24對霍爾元件3與影響較小?；魻栐?與主要受轉(zhuǎn)子1在該局部區(qū)域內(nèi) 的磁極磁場變化，霍爾元件3能可靠地感應出轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)速而發(fā)出電信號，反饋給調(diào)速器，實 現(xiàn)速度反饋控制。
[00M] 實施例五
[0077] 下面結(jié)合附圖14僅對與其他實施例的不同之處作詳細說明。
[0078] 參見圖14,為六極徑向氣隙外轉(zhuǎn)子的第二種結(jié)構示意圖。
[0079] 在本實施例中，過渡部分25包括設置在第一主繞組23 -端與第二主繞組24靠近 該第一主繞組23 -端之間的第一過渡齒251，和位于第一主繞組23另一端與第二主繞組 24靠近該第一主繞組23另一端之間的H個第二過渡齒252。位于中間的第二過渡齒252 上繞上較細的漆包線（圖未示出），形成用于測速的測速繞組26,測速繞組26的漆包線具 有兩個端頭（圖未示出）。當?shù)谝恢骼@組23、第二主繞組24通電推動轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)動，繞有測 速繞組26的該第二過渡齒252上磁通變化，從而實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)速的檢測。
[0080] 實施例六
[0081] 下面結(jié)合附圖15和圖16僅對與其他實施例的不同之處作詳細說明。
[0082] 參見圖15和圖16,為具有十六極徑向氣隙外轉(zhuǎn)子1與定子2的第H種結(jié)構示意 圖；
[0083] 轉(zhuǎn)子1由磁輛11和十六個永磁體12組成。磁輛11的截面形狀為圓環(huán)狀，永磁體 12的N-S極相互交替且均裝配于磁輛11內(nèi)緣表面上，其中，永磁體12為瓦形，相鄰的永磁 體12之間在轉(zhuǎn)子1的軸也上間隔的角度相同。相鄰的兩個永磁體12之間在磁輛11內(nèi)緣 表面上形成間隔槽13。
[0084] 定子2具有豎直中也線Y和水平中也線X，定子2由豎直中也線和水平中也線分為 兩個第一區(qū)域27和兩個第二區(qū)域28,兩個第一區(qū)域27和兩個第二區(qū)域28繞定子2的軸也 交替設置。定子2的第一主繞組23包括六個第一定子齒ai、32、33、34、屯、aeW及順序卷繞 于每個第一定子齒31、32、33、34、屯、3日上的第一繞組漆包線231，第二主繞組24包括六個第 二定子齒bi、b2、bs、b4、bs、be W及順序卷繞于每個第二定子齒上b 1、b2、bs、b4、bs、be的第二 繞組漆包線241。從圖15和圖16可W看出，由于ai、32、as齒和34、ag、ae齒分別位于兩個 第一部27中，且ai與a 4、32與a 5、33與a e成對稱分布（分別相差180° )，因此，第一繞組 漆包線231通電產(chǎn)生的啟動力和轉(zhuǎn)向力對稱均衡。同樣，由于bi、b2、bs齒和b 4、bs、be齒分 另Ij位于兩個第二區(qū)域28中，且bi與b4、b2與bs、b3與be成對稱分布（分別相差180° )，第 二繞組漆包線241通電產(chǎn)生的啟動力和轉(zhuǎn)向力對稱均衡。
[0085] 定子2上于靠近豎直中也線Y位置的上下兩端分別設置有一個第一過渡齒251，靠 近水平中也線X的左右兩側(cè)分別設置有一個第H過渡齒253。在左側(cè)的第H過渡齒253的 外端面上開設有一個安裝槽254,該安裝槽254的槽底中央形成有凸臺255,在該凸臺255 上安裝有用于測速的霍爾元件3。霍爾元件3與主要受轉(zhuǎn)子1在該局部區(qū)域內(nèi)的磁極磁場 變化，霍爾元件3能可靠地感應出轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)速而發(fā)出電信號，反饋給調(diào)速器，實現(xiàn)速度反饋 控制。
[0086] 當然，本實用新型的帶有反饋信號的新型高效同步電動機，轉(zhuǎn)子1極數(shù)并不受上 述實施例的限制，可W是六極W上的任意偶數(shù)極。
[0087] 另外，本實用新型的帶有反饋信號的新型高效同步電動機，也能適用于徑向氣隙 雙轉(zhuǎn)子結(jié)構的電動機。
[0088] 此外，隨轉(zhuǎn)子1的永磁體12數(shù)量增加，定子2的槽數(shù)也相應增加，有效參與推動定 子2旋轉(zhuǎn)的兩主繞組工作區(qū)增大，更能充分發(fā)揮定子2結(jié)構的優(yōu)越性。
[0089] 本實用新型提出的帶有反饋信號的新型高效同步電動機，轉(zhuǎn)子1中永磁體12的極 對數(shù)并不局限于上述所例舉的實施例限制，在轉(zhuǎn)子1上，永磁體12的極數(shù)可包括6、8、10、 12、14、16、18、20、. . 100、. .. 200..等，可根據(jù)轉(zhuǎn)速、功率大小進行優(yōu)化選擇。
[0090] W上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用W限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本實用新型 的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1. 帶有反饋信號的新型高效同步電動機，包括轉(zhuǎn)子和定子，其特征在于： 所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、磁軛及多極永磁體； 所述定子包括多片順序?qū)盈B且在每片上同一圓周內(nèi)設置的齒和與該齒對應的槽的定 子沖片，所述定子沖片包括由漆包線順序繞在其若干個所述齒上形成于通電時與所述轉(zhuǎn)子 的多極永磁體相互作用且在啟動時產(chǎn)生一個定向的啟動力矩和運行時產(chǎn)生同樣方向的轉(zhuǎn) 動力矩并推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的兩個主繞組，兩個所述主繞組相互獨立；所述定子沖片還包括設 置在兩個所述主繞組之間且能夠感應到因所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動所述轉(zhuǎn)子的多極永磁體磁場 變化并輸出單相交流電作為反饋信號來檢測旋轉(zhuǎn)速度的測速繞組，所述測速繞組由漆包線 繞在該定子沖片位于兩個主繞組之間的所述齒上；或設置在兩個所述主繞組之間且能夠?qū)?因所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的變化磁場而輸出感應的電信號并將該電信號作為速度信號反饋來 檢測旋轉(zhuǎn)速度的磁性敏感元件，所述磁性敏感元件安裝在該定子沖片位于兩個主繞組之間 的所述齒上。
2. 根據(jù)權利要求1所述的帶有反饋信號的新型高效同步電動機，其特征在于：所述永 磁體極數(shù)為2P，其中，P為3以上的自然數(shù)，每個所述主繞組中各相鄰的所述齒之間的夾角
3. 根據(jù)權利要求1所述的帶有反饋信號的新型高效同步電動機，其特征在于：兩個所 述主繞組中的所述齒的數(shù)量相同。
4. 根據(jù)權利要求1所述的帶有反饋信號的新型高效同步電動機，其特征在于：所述磁 性敏感元件為霍爾元件。
5. 根據(jù)權利要求1-4任一項所述的帶有反饋信號的新型高效同步電動機，其特征在 于：所述轉(zhuǎn)子的所述永磁體極數(shù)為6以上的偶數(shù)。
6. 根據(jù)權利要求1-4任一項所述的帶有反饋信號的新型高效同步電動機，其特征在 于：所述帶有反饋信號的新型高效同步電動機為徑向氣隙內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構、徑向氣隙外轉(zhuǎn)子結(jié) 構、徑向氣隙雙轉(zhuǎn)子結(jié)構或軸向氣隙結(jié)構。
7. 根據(jù)權利要求1-4任一項所述的帶有反饋信號的新型高效同步電動機，其特征在 于：所述定子沖片上的所述槽的結(jié)構為梯形槽、梨形槽、斜肩圓底槽矩形槽或圓形槽。
8. 風扇，其特征在于：包括權利要求1至7任一項所述的帶有反饋信號的新型高效同 步電動機以及根據(jù)所述測速組件反饋的速度信號并對轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)的調(diào)速器。
【文檔編號】H02K21/22GK204244045SQ201420711794
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權日:2014年11月24日
【發(fā)明者】劉容彰 申請人:劉容彰