[发明专利]永磁式直流旋转电机

摘要

一种永磁式直流旋转电机，利用该电机的设计方法可设计制造单转子、单定子和双转子、双定子永磁式直流旋转电机。主要由定子和转子两部分，定子部分由铁磁质外铁芯(1)、圆环状外铁芯的内侧对称设四个(或偶数个)内铁芯凸极，上端凸极(4a)的左右两侧安装两个磁力开关(10a和10a)；转子主要由转轴(6)、圆筒状铁磁质转子和两块(或偶数个)块相同几何形状的瓦片状永磁体(2)组成。驱动原理是转子永磁体的磁场与定子凸极上的磁场的相互排斥力(f2)、转子永磁体的磁场吸引定子凸极产生的引力(f1)共同产生电机的驱动力。该电机只需在定子上装配两个磁力开关即可，省掉了有刷电机的碳刷；去掉了无刷电机的霍尔元件及其控制系统。

主权项

本发明提供的一种永磁式直流旋转电机，从结构上可分为单转子、单定子和双转子、双定子永磁式直流旋转电机；单转子、单定子永磁式直流旋转电机的基本特征在于：主要由定子和转子两部分，定子部分由圆环状软铁磁质外铁芯1和四个线圈(5a、5b、5c、5d)组成；圆环状外铁芯(1)的内侧对称设四个内铁芯凸极(4a、4b、4c、4d)，其中绕在上下两个凸极(4a和4c)上的两个线圈(5a和5c)串联为一组绕组，绕在左右两个凸极(4b和4d)上的两个线圈(5b和5d)串联为一组绕组；上端凸极(4a)的左右两侧安装两个磁力开关(10a和10b)；转子主要由转轴(6)、圆筒状铁磁质转子(3)和两块相同几何形状的瓦片状永磁体(2)组成，两块永磁体(2)对称安装在铁磁质转子(3)上、且外弧面为同性磁极；永磁体(2)和铁磁质转子(3)固定装配到转轴(6)上且组合成电机的转子；转子的初始位置为：两块永磁体(2)的外弧面磁力线的发线方向与穿过转轴(6)心的水平方向沿顺时针方向有一个旋转角(δ)；当转子永磁体(2)接近磁力开关时开关导通、当转子永磁体(2)离开磁力开关时开关断开；双转子、双定子永磁式直流旋转电机的基本特征在于：转子永磁体(2)分上下对称安装共四块永磁体，上面两块永磁体的外弧面为S极、下面两块永磁体的外弧面为N极；双定子结构也是分上下两个软磁质定子铁芯，中间用圆环状软铁磁质连接件(12)连接；绕在左侧上下两个凸极上的两个线圈(5b和5bb)串联为一个绕组；绕在右侧上下两个凸极上的两个线圈(5d和5dd)串联为一个绕组；其中转子上的永磁体的内弧面磁场沿转子铁芯(3)闭合、外弧面磁极磁场沿上下两个定子铁芯和软铁磁质连接件(12)闭合；定子磁路则是沿轴向双定子凸极和软铁磁质连接件(12)闭合；启动特征是：利用永磁体吸引两对铁磁质凸极的引力大小不同来实现，为此将一对凸极(4b和4d)沿轴向增加长度，加长部分(4bb和4dd)的几何形状与原凸极的形状相同、只是沿圆周方向缩小、并且使定子的总长度等同于转子永磁体的长度；转子的驱动特征是：转子旋转的驱动力是由转子永磁体的磁场与定子凸极磁场的相互排斥力(f2)和转子永磁体的磁场吸引定子凸极的引力(f1)共同产生的。