[实用新型]一种直流永磁盘式电动机

说明书

技术领域

本实用新型属于直流电动机技术领域，具体地说，它涉及一种直流永磁盘式电动机，这种电动机尤其适用于驱动电力助动车。

背景技术

在现有技术中，普通盘式电动机大多采用有刷有铁心结构，但该类电动机存在诸多问题。为此，中国实用新型专利99245147公开了一种“无铁芯直流永磁盘式电动机”(公开日期2000年8月16日)，它主要由外壳、铁芯、电枢、换向器、电刷、轴和轴承构成。无铁芯电枢的线圈绕组呈“心形”，数个“心形”线圈绕组叠合成环，再与粘合固化物模压成薄圆盘状。该电动机克服了有铁心电动机的一些固有不足，但仍使用电刷换向，因而存在接触电阻和摩擦损耗，此外，电刷生命周期有限，定期维护不可避免。

“新型盘式无刷直流电动机及其控制器的设计”(见《微特电动机》，2001年第2期P10-12)公开了一种无刷直流永磁盘式电动机。该电动机为有铁心结构，但没有机械换向器。外设的控制器根据位置检测信号，在合适时机对电动机绕组换相。这种电动机克服了有刷电动机存在的生命周期和定期维护问题，但由于有铁心结构导致转动惯量较大，因而快速响应能力较差；此外，由于电枢电感必然较大，因而还存在电枢反应明显、特性软、过载能力差等明显不足；与此同时，还必然存在磁滞和涡流损耗，电动机效率不高等问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种克服上述直流永磁盘式电动机缺陷的新型的直流永磁盘式电动机，该电动机具有电枢电感小、特性硬和过载能力强等特点，不存在磁滞涡流损耗和电刷磨擦损耗，效率较高。

为实现上述实用新型目的，本实用新型的直流永磁盘式电动机包括轴、轴承、传感器、永磁体、电枢和外壳，所述永磁体粘结在外壳上、构成主磁极，所述外壳与所述轴承相连，所述电枢线圈由粘合固化物模压成薄圆盘，所述电枢圆盘与所述轴固定连接，所述传感器位于所述电枢圆盘上趋向轴心的位置，其特征在于：该电动机无铁心、无刷。

所述永磁体为扇形或沿轴向对称切割的部分圆柱体，所述电枢的线圈形状曲线过渡的五边形。

本实用新型提供的直流永磁盘式电动机的传感器不直接在主磁极下安装，减小了气隙厚度。因而轴向尺寸更短，更适用于严格要求薄型安装的场合。此外，本实用新型的电动机无铁心，不存在磁滞涡流损耗；无电刷，不存在电刷摩擦，因而既可以提高效率和运行可靠性，还可以实现零维护和无级调速。更进一步，本实用新型无铁心，电动机的电枢电感更小，特性更硬，过载能力更强，特别适合于直接或间接驱动电力助动车，并具有节约安装空间，控制灵活、效率高、寿命长、无需维护等优点。

本实用新型的电枢绕组双层无交叉均匀叠放，可制成非常薄的圆盘结构。其线圈形状与磁极形状相仿，空间利用率高，可有效减少用铜量，降低电枢电阻，提高效率。

附图说明

图1为一种本实用新型直流永磁盘式电动机的纵向剖面结构示意图

   (由于剖面结构上下对称，图1中只标示出上半部分)；

图2为图1中永磁体与电枢线圈的外形示意图；

图3为电枢的线圈绕组的无交叉均匀叠放示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明：

如图1所示，本实用新型包括轴2，轴承3、11，模拟磁极4，位置传感器5，永磁体7，电枢圆盘8，外壳6；外壳6包括端盖10和边墙9。轴承3、11套在轴2上，永磁体7粘结在端盖10上，端盖10与轴承3、11相连，并与永磁体7共同组成电动机转子；电枢圆盘8与轴2固定连接，作为电动机定子；位置传感器5位于电枢圆盘上适当位置，即趋向轴心的位置，其基本原则是不位于主磁极下，因而可以减小气隙厚度。引出线1、绕组抽头和传感器引线从轴2的空心部分引出机外与另配的控制器相连。控制器可采用传统方式也可采用先进的DSP技术构建。该电动机的基本特征是无铁心、无刷。

图1中，电动机还设置有模拟磁极4，位于端盖10上，与位置传感器5相应。此外，本实用新型的位置检测也可以采用直接漏磁通检测方法，即不用模拟磁极，只在电枢圆盘上趋向轴心的位置设置位置传感器5，但安放位置要充分考虑漏磁场的灵敏度。

图2所示为永磁体7和电枢圆盘8中线圈的一种具体实施方式。永磁体7为轴向对称切割的部分圆柱体，若干个这种形状(极间间隔均匀)的永磁体沿端盖均布；电枢线圈12为曲线过渡的五边形，每相中若干个线圈环形连接，多相绕组双层无交叉均匀叠放，最终用酚醛塑料浇注成型，构成如图3所示的薄圆盘状。从图2中可以看出，电枢线圈12与永磁体7的形状相仿。

本实用新型的模拟磁极4和位置传感器5亦可设置在永磁体7外侧。