[实用新型]永磁垂轴式电动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动机领域，尤其是涉及一种永磁电动机。

背景技术

永磁同步电动机主要可分为：表面式和内置式。在表面式永磁同步电动机中，永磁体通常呈瓦片形，并位于转子铁心的外表面上，这种电机的重要特点是直、交轴的主电感相等；而内置式永磁同步电机的永磁体位于转子内部，永磁体外表面与定子铁心内圆之间有铁磁物质制成的极靴，可以保护永磁体。这种永磁电机的重要特点是直、交轴的主电感不相等。因此，这两种电机的性能有所不同。

表面式永磁同步电机也称为永磁转矩电机，相对内置式永磁同步电机而言，其弱磁调速范围小，功率密度低。该结构电机动态响应快，并可望得到低转矩脉动，适合用作汽车的电子伺服驱动，如汽车电子动力方向盘的伺服电机。

内置式永磁同步电机也称为混合式永磁磁阻电机。该电机在永磁转矩的基础上迭加了磁阻转矩，磁阻转矩的存在有助于提高电机的过载能力和功率密度，而且易于弱磁调速，扩大恒功率范围运行。内置式永磁同步电机驱动系统的设计理论正在不断完善和继续深入，结构灵活，设计自由度大，适合用作电动汽车高效、高密度、宽调速牵引驱动。

电动汽车是未来汽车的发展趋势，然而现在的电动机并不能满足电动汽车的动力需要。现在的非永磁电动机，由于结构原因磁体线圈所产生的磁场小。它耗电量比永磁电动机大。用在电动汽车上时，速度慢，充电时间长，由于蓄电池蓄电能力小，因此电动汽车续航能力差。现在的永磁电动机，充磁不方便；且磁体距离较远，所产生的磁场小。由于现在永磁体制造能力的限制，不能制造大体积的永磁体，功率较小。限制了电动汽车的发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种体积小、功率大、耗电低的永磁电动机。

本实用新型的技术方案是：

永磁垂轴式电动机，包括电机外壳和电机主轴，所述电机主轴位于电机外壳内，它包括同轴设置的一对定子和转子，所述转子位于两个定子之间，所述定子与转子并列；所述转子与电机主轴固定连接，转子呈哑铃形状，转子上绕有线圈；所述定子与电机外壳固定连接，所述定子与电机主轴之间环向设有间隙，所述定子上绕电机主轴环向设有定子永磁体，相邻的定子永磁体之间设有一个”空”位A，两个定子上相同位置的定子永磁体的磁极相反并构成一个磁场。

所述定子包括定子框，所述定子永磁体沿圆周方向设置在定子框内。

在电机主轴与转子连接处电机主轴向中心凹陷，线圈位于凹陷内，在径向方向该处线圈的外缘到电机主轴轴线的距离小于定子永磁体的内沿到电机主轴轴线的距离。

在所述定子框上定子永磁体的外侧还设有辅助磁体，对应在转子的外侧设有形状与辅助磁体形状相适应的突出部分。

所述辅助磁体沿转子的切线方向设置。

所述辅助磁体数量为8块，辅助磁体的磁极与其内侧的定子永磁体磁极相同，顺时针相邻的辅助磁体的磁极也与该辅助磁体相同。

所述电机主轴上还设有电刷和换向器，所述换向器与线圈连接。

所述每一侧定子永磁体的数量为4块。

所述定子永磁体的形状为扇环。

本实用新型的优点：

1、由于磁体与转子并列，磁极间的距离更近，可小到同功率电动机磁极距离的1/3。一般情况下，磁极距离缩小1/2，磁场增强到4倍，电磁力增大到4倍。因此磁场更强，所产生的电磁力更大，功率也更大。相比普通永磁电动机，耗电量更小，用在电动汽车上时它的工作时间更长，汽车的续航里程也更长，理论上可提高到9倍。并且它是永磁电动机，与同功率的非永磁电动机相比，耗电量更小。

2、磁体与转子并列，永磁体充磁也更方便，充磁也只半年冲一次，并且单个磁体体积较小，便于制造，成本较低。转子（设计为直径30厘米，宽4.5厘米）与磁体（设计厚度5厘米）间隔排列，共用磁极，既降低成本，又提高效率。此外，如果磁极共用，也可以省去辅助磁体以及转子的突出部分。

3、此电动机能直接安装到汽车轮轴上，省去传动装置。

4、其结构简单，主要包括转子实体、线圈、永磁体、定子框、电机主轴、电刷及电刷盒，结构紧凑，与同功率电动机相比，体积更小，质量更小。

将本实用新型应用在电动汽车上，将大大推动电动汽车的发展，同时减少温室气体的排放，减缓全球气候变暖进程。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型采用直流电时的结构示意图；

图3是电机主轴、定子、转子以及电机主轴上附件的结构示意图；

图4是左侧定子的结构示意图；

图5是右侧定子的结构示意图；

图6是转子的结构示意图；