[发明专利]永磁推挽无刷电机

权利要求书

1、一种永磁推挽无刷电机，由定子、转子、转轴、轴承、叶轮、电子开关电路、端盖、机壳等部分组成。其转子和定子的组合可以是内转子外定子，也可以是内定子外转子，还可以是一个定子两个转子，一个转子两个定子，或者是多定子多转子组合。电机的外形可以是圆柱状、菱柱状，或者是盘状。既可作电动机，也可作发电机。

本发明所述永磁推挽无刷电机是一种双气隙磁场电机，即定转子磁极两端分别存在气隙磁场的电机，其基本原理是：通过对转子永磁体或定子电磁铁进行变形处理(包括永磁体错开一定极距充磁、同绕组几个上下径向线圈错开一定极距装配等变形方法)，使转子磁极(或者定子磁极)在两端气隙磁场错开一定的极距，同时，通过扩大气隙的距离、减少线圈的匝数、减少永磁体的体积、减少永磁体的面积、减少永磁体的充磁量、采用不同的永磁材料等方法，使电机一端的气隙磁场小于另一端的气隙磁场。当气隙磁场强的那端的定子磁极与转子磁极在空间上对齐时，气隙磁场弱的那端定子磁极或转子磁极在空间上分别对应对方两个1/2左右的磁极，或者对应对方一个1/2左右的磁极(大于0，小于1)并与对方另一磁极接近。则定子磁极对对应或接近的转子同名磁极产生推力(排斥力)，对转子异名磁极产生拉力(吸引力)，从而使转子保持定向旋转。

本发明所述永磁推挽无刷电机的关键还在于转子永磁体和定子电磁铁的形状及磁极的配置，且转子永磁体和定子电磁铁的形状具有互换性。当转子永磁体的形状为等异形磁铁，或者两段永磁体以形状排列时，与形或形定子电磁铁配置；当转子永磁体为形或时，定子电磁铁的形状为或形；当转子永磁体及定子电磁铁均为形时，一端或两端采用或形等异形磁轭进行磁传导。转子磁极与定子磁极分别成对设置，且转子磁极与定子磁极之间的数量一般采用1:1、1:2或2:3的比例配置。

本发明所述永磁推挽无刷电机电路的控制信号可以由转子位置传感器获得，或者由方波信号发生器、正弦波信号发生器、梯形波信号发生器等信号发生电路产生。转子位置传感器可以是霍尔传感器、电感式传感器或光电传感器。传感器可以径向安装也可以轴向安装，可以直接以电机转子为感应对象，或者另外与电机转子同轴安装专门的传感信号感应转子。若需要，可在传感器非感应面周边设置隔磁装置。

2、根据权利要求1所述永磁推挽无刷电机的转子，其特征是转子由转子本体、永磁体、高强度非导磁箍、转子永磁体磁轭等部分构成。转子本体用硅钢片叠压而成，也可以用塑料注塑成型或者用铝合金等金属材料铸造而成。转子本体的结构可以是整体式，也可以由分体式组装而成。转子永磁体的材料为钕铁硼或其它高磁能积永磁材料，其基本形状如等，永磁体可采用径向充磁或轴向充磁方式充磁。转子永磁体沿转子本体圆周间隔相等的贴于转子表面，或粘接镶嵌于转子本体的凹槽内或埋设于转子本体内，磁极按“N、S、……”成对相间排列。转子体外可加套高强度非导磁箍用于防止电机高速旋转时磁体脱落，或用于固定分体式转子本体及永磁体。必要时，可根据需要配置转子永磁体磁轭，以减少漏磁损失，同时，还可以通过延长磁轭增大转子半径，延伸着力点，达到省力节电的目的。磁轭由铁氧体、纯铁或低碳钢制造，采用插入粘接或螺栓等方式连接于转子本体上。也可以将转子本体、转子永磁体、转子永磁体磁轭用树脂模制成一个整体(可包括转轴)。内转子的形状为形，外转子的形状为和形。

3、根据权利要求1所述永磁推挽无刷电机的定子，其特征是定子由定子本体、定子线圈铁芯、定子线圈、定子磁轭、定子背轭等部分构成。定子本体可采用精密铸造或硅钢片叠压而成，外定子电机可由机壳替代。定子线圈铁芯可采用硅铁粉末冶金制造或硅钢片叠压而成。本电机定子绕组可采用分布式绕组或者集中式绕组(含螺线形线圈)，每个绕组内的各个线圈可串联或并联连接，线圈分为轴向线圈和径向线圈两种，线圈绕于铁芯上，线圈与铁芯之间用耐高温绝缘套(架、垫)或涂层隔离。铁芯采用粘接、焊接或其它机械的方法直接与定子本体连接固定，轴向螺线形线圈还可先装配于连接环、铰链板等支承装置，再与定子本体连接固定。必要时，可根据需要另外配置定子线圈背轭与磁轭，以减少漏磁损失。定子铁芯和磁轭、背轭可一体制造，或者分开制造后组装连成一体。线圈之间或者线圈与定子本体间有通风道，用于降低电机温度。