[发明专利]一种多层连轴式外转子永磁无刷电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种双凸极永磁电动机，尤其为一种新型结构的外转子永磁电动机。

背景技术

传统双凸极永磁电动机的定子励磁凸极数要多于转子永磁凸极数，这样才能保证电动机正常启动和运转。电动机转子和定子的凸极数越多，该电动机的直径也会随之会增加，随之体积、重量、成本增加，加上控制电路复杂影响可靠性的因素多等，使电机的应用范围受到一定的限制。尤其是对于一些常用的电动工具，由于要求电动机体积小、转矩高，所以难以将永磁电动机的优点在电动工具中得到广泛地应用。

发明内容

本发明目的是给出一种全新结构外转子永磁电动机，在不增加电动机直径的前提下，通过增设多层结构，提高电动机的转矩输出和功率。

为实现上述目的，本发明的技术方案是，该电动机由两个以上外转子永磁无刷电动机单体构成，各电动机单体外转子固定连接于该电动机的同一个转动轴；所述电动机单体的外转子由圆筒状导磁体与N(N为偶数)个永磁体块构成，永磁体块对称且均衡地设置在圆筒状导磁体内壁形成永磁凸极，相邻永磁凸极同一方向的磁极性相异，圆筒状导磁体经非导磁支架与转动轴固定连接；所述电动机单体的定子由定子座与N个励磁凸极构成，励磁凸极对称且均衡地设置在定子座的外围，励磁凸极由叠片铁芯和围绕其外围的励磁线圈构成，当励磁线圈中在同一电流方向时，相邻励磁凸极的磁极性相异，相邻励磁凸极径向中心线的夹角与同一电动机单体转子相邻永磁凸极径向中心线的夹角相等，且定子励磁凸极的轴向尺寸与转子永磁凸极的轴向尺寸相同，这里的励磁凸极“径向中心线”是指从电动机转动轴线出发，穿过定子励磁凸极圆弧段中心点的射线；所述各个电动机单体的转子上永磁凸极的设置位置、磁极性分布均相同，而各个电动机单体定子的励磁凸极之间彼此呈磁隔离状态，各个电动机单体定子的励磁凸极径向中心线之间存在角度差α。这里的α角度与单一电动机单体的步距角相关，还与电动机单体的个数相关。单一电动机单体的凸极数越多，步距角则越小，转动轴相连接的电动机单体的个数越多，α角度也越小。

本技术方案中，转子永磁凸极数与定子励磁凸极数相同，该电动机的启动状态可以从不同电动机单体的位置状态来确定，这样每个电动机单体可以做成定子励磁凸极数为两个，转子永磁凸极数也为两个的最简单电动机结构，本技术方案电动机直径减小的同时增加转矩。

在上述技术方案基础之上，本发明还给出了具体的外转子永磁无刷电动机结构。

结构一：

该电动机由两个电动机单体构成，每个电动机单体均由两个永磁凸极的外转子和两个励磁凸极的定子构成，且两个电动机单体外转子均与转动轴固定连接；

该电动机外转子由一个圆筒状导磁体和四个永磁体块构成，两个永磁体块设置在圆筒状导磁体两端内壁的上方，且这两个永磁体块处在同一条轴线上，这两个永磁体块的N极性凸极指向转动轴，另外两个永磁体块设置在圆筒状导磁体两端内壁的下方，且这两个永磁体块处在同一条轴线上，这两个永磁体块的S极性凸极指向转动轴，且与圆筒状导磁体两端内壁上方的N极性凸极相对；

一块非导磁的圆盘形连接板外缘与圆筒状导磁体中部内壁相固定，该圆盘形连接板中心与转动主轴固定，圆盘形连接板将圆筒状导磁体划分为两个空间；

该电动机定子由左端盖与左励磁凸极及右端盖与右励磁凸极构成，左励磁凸极和右励磁凸极构造相同，均是由“工”字形叠片铁芯和位于转轴两侧的围绕铁芯外围的两个励磁线圈构成，左励磁凸极形成两个磁凸极，右励磁凸极也形成两个磁凸极，左励磁凸极固定于左端盖的右侧面，右励磁凸极固定于右端盖的左侧面，左端盖和右端盖分别固定电动机壳体的左端和右端，使左励磁凸极处在外转子左端永磁体凸极旋转时所形成的旋转体面中，使右励磁凸极处在外转子右端永磁体凸极旋转时所形成的旋转体面中，且左励磁凸极的径向中心线与右励磁凸极的径向中心线之间存在角度差九十度，左励磁凸极和右励磁凸极之间呈磁隔离状态，左励磁凸极的两个励磁线圈串联或并联，右励磁凸极的两个励磁线圈串联或并联，再将左励磁凸极励磁线圈的两个输入端与右励磁凸极励磁线圈的两个输入端分别接至激励控制电源。

结构二：

该电动机由两个电动机单体构成，每个电动机单体均由四个永磁凸极的外转子和四个励磁凸极的定子构成，且两个电动机单体外转子均与转动轴固定连接；