[发明专利]具有永久磁铁和电磁铁的圆盘式磁力电机及其工作方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种适用于机械设备、精密测量、计量、办公自动化设备、工业电器、家用电器、机器人、汽车、航空航天设备等各种场合的定位和驱动的具有永久磁铁和电磁铁的圆盘式磁力电机及其工作方法。

背景技术

传统的感应式电机的工作原理是：当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。该电磁推力即是旋转电机的转子旋转运动的动力或直线电机动子直线运动的动力。

感应式电机有结构简单、用途广泛、容易控制、制造成本低等特点。

感应式电机已广泛应用于机械、精密测量、计量、办公自动化设备、工业电器、家用电器、机器人、汽车、航空航天设备等各种场合的定位和驱动。

但是，现有的感应式电机由于工作原理、结构和力传递方式的限制，存在低转速的条件下力矩小、效率低、损耗大、质量功率比小等缺陷，不能满足特殊的使用要求，需要有特殊性能的电机来弥补。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种不需加装变速装置就能做到低转速大扭矩，相对效率较高、损耗小、质量功率比大的具有永久磁铁和电磁铁的圆盘式磁力电机。

本发明的另一目的是提供一种基于上述具有永久磁铁和电磁铁的圆盘式磁力电机的工作方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：具有永久磁铁和电磁铁的圆盘式磁力电机，主要由呈圆盘形结构的定子、以及套装在定子外壁上并形成滑动配合的转子构成，所述定子的一侧端面上设置有延伸至转子内壁的顶块凹槽；所述顶块凹槽远离转子内壁的一侧连通有顶持电磁铁凹槽；所述顶块凹槽的逆时针旋转方向一侧或顺时针旋转方向一侧连通有驱动力臂凹槽，且驱动力臂凹槽的另一侧连通有驱动电磁铁凹槽；所述顶块凹槽的顺时针旋转方向一侧或逆时针旋转方向一侧设置有与其相连通的弹簧凹槽；所述顶块凹槽内设置有顶块，顶持电磁铁凹槽内设置有顶持电磁铁，且顶块上安装有位于顶块和顶持电磁铁之间的顶持永久磁铁；驱动力臂凹槽内设置有驱动力臂，驱动电磁铁凹槽内设置有驱动电磁铁，且驱动力臂上安装有位于驱动力臂和驱动电磁铁之间的驱动永久磁铁；弹簧凹槽内设置有弹簧。

所述顶块凹槽、与顶块凹槽远离转子内壁一侧相连通的顶持电磁铁凹槽，与顶块凹槽逆时针旋转方向一侧连通的驱动力臂凹槽，与驱动力臂凹槽另一侧连通的驱动电磁铁凹槽，与顶块凹槽顺时针旋转方向一侧相连通的弹簧凹槽，设置在顶块凹槽内的顶块，设置在顶持电磁铁凹槽内的顶持电磁铁，安装在顶块上且位于顶块和顶持电磁铁之间的顶持永久磁铁，设置在驱动力臂凹槽内的驱动力臂，设置在驱动电磁铁凹槽内的驱动电磁铁，安装在驱动力臂上且位于驱动力臂和驱动电磁铁之间的驱动永久磁铁，设置在弹簧凹槽内的弹簧构成顺时针旋转驱动单元；顶块凹槽、与顶块凹槽远离转子内壁一侧相连通的顶持电磁铁凹槽，与顶块凹槽顺时针旋转方向一侧连通的驱动力臂凹槽，与驱动力臂凹槽另一侧连通的驱动电磁铁凹槽，与顶块凹槽逆时针旋转方向一侧相连通的弹簧凹槽，设置在顶块凹槽内的顶块，设置在顶持电磁铁凹槽内的顶持电磁铁，安装在顶块上且位于顶块和顶持电磁铁之间的顶持永久磁铁，设置在驱动力臂凹槽内的驱动力臂，设置在驱动电磁铁凹槽内的驱动电磁铁，安装在驱动力臂上且位于驱动力臂和驱动电磁铁之间的驱动永久磁铁，设置在弹簧凹槽内的弹簧构成逆时针旋转驱动单元，当电机只需单方向运行的功能时只设立顺时针旋转驱动单元或逆时针旋转驱动单元，当需要双向运行的功能时则顺时针旋转驱动单元和逆时针旋转驱动单元都要设置，即顺时针旋转驱动单元和逆时针旋转驱动单元均至少为一个，具体数目可以根据实际需求进行设计。

所述定子的外壁上设置有定子端盖，用于对转子进行限位，使其不能轴向串动。

所述顶持电磁铁和驱动电磁铁均通过电源线与外部电源相连，所述外部电源为电机的供电电源和控制电源；电源装置和控制装置按照预先的设定分别对电机各顶持电磁铁和驱动电磁铁的通电的时间、矢量、频率以及逻辑顺序进行控制，从而控制电机的速度、推力、位移、运行方向；上述参数可预先设置且可根据使用要求随时修改。

上述定子和转子零部件的材质可以是金属材料也可以是非金属材料。

基于上述具有永久磁铁和电磁铁的圆盘式磁力电机的工作方法，包括顺时针旋转驱动过程和逆时针旋转驱动过程，其中：