[发明专利]一种能实现高效直流动力的电机

说明书

技术领域

本发明属于直流动力电机领域。

背景技术

随着各种电机迅速发展的需要和电流充磁器的发明，人们对永磁材料的机理、构成和制造技术进行了深入研究，相继发现了碳钢、钨钢(最大磁能积约2.7kJ/m3)、钴钢(最大磁能积约7.2kJ/m3)等多种永磁材料。特别是20世纪30年代出现的铝镍钴永磁(最大磁能积可达85kJ/m3)和50年代出现的铁氧体永磁(最大磁能积现可达40kJ/m3)，磁性能有了很大提高，各种微型和小型电机又纷纷使用永磁体励磁。永磁直流电机的功率小至数毫瓦，大至几十千瓦，在军事、工农业生产和日常生活中得到广泛应用，产量急剧增加。但是，铝镍钴永磁的矫顽力偏低(36～160kA/m)，铁氧体永磁的剩磁密度不高(0.2～0.44T)，限制了它们在电机中的应用范围。

汽车用电机的要求是质量轻、效率高、控制性能好、可靠性高，永磁直流电动机正好能满足这些要求，有的价格也最便宜。电机是汽车的关键部件，可以说，离开了电机就谈不上汽车的现代化。一辆超豪华轿车上，各种不同用途的电机达70余台，其中绝大多数是低压永磁直流微电机。我国已有多家企业批量生产铁氧体永磁和钕铁硼永磁的汽车、摩托车用起动机电动机。采用钕铁硼永磁并采用减速行星齿轮后，可使起动机电动机的质量减轻一半。但是现有的电机成本高，以及现有电机应用于汽车中还存在有限的恒功率范围、安全性稳定性差、磁体退磁和高速性能低等问题。

发明内容

本发明的目的提供一种能实现高效直流动力的电机，可以在弱磁、小电流的情况下产生稳定的大转矩(大扭矩)，并且减少定子线圈的缠绕圈数，减轻直流电动机的重量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种能实现高效直流动力的电机，其特征在于：包括转子、直流动力电机驱动电路和定子，所述转子包括由内至外依次套设的转子轴、转子磁体支架、转子磁体和加固衬，所述转子磁体为由一根管状磁体构成的整体式结构或由多层管状磁体依次内外套设而成的多层结构，转子磁体的材质为粘接钕铁錋，转子磁体粘接在所述转子磁体支架外圈，转子磁体支架为铝支架，所述加固衬设置在转子磁体外圈，加固衬为钢丝或用玄武岩纤维，所述直流动力电机驱动电路为方波驱动电路，所述定子包括定子外壳、定子线圈、定子铁心和定子线圈槽，所述定子铁心设置在定子外壳内，所述定子铁心上设有数个定子线圈槽，所述定子线圈缠绕在定子线圈槽内，所述定子线圈由多根线圈线编制而成，所述定子线圈包括主线圈组和功能线圈，所述主线圈组包含数个主线圈，相邻两个同相主线圈之间有两个异相线主圈，所述相邻两个同相主线圈的缠绕方向相反，所述功能线圈为主线圈中的一根线圈线，所述转子磁体所产生的转子磁极数和所述定子线圈槽的数量比例为2∶3，所述直流动力电机驱动电路包括：AC/DC转换模块、电机驱动模块、主控芯片和霍尔传感器模块，所述AC/DC转换模块输入端与市电相连，AC/DC转换模块输出端与所述电机驱动模块的电源输入端相连；所述主控芯片的PWM输出端与所述电机驱动模块的PWM输入端连接；所述主控芯片的霍尔信号输入端与所述霍尔传感器模块的输出端连接，所述主线圈组的输入端与所述电机驱动模块的输出端连接，所述功能线圈的输入端与主线圈组的输入端极相相反的并联在一起。

所述定子线圈在每个定子线圈槽内的的缠绕圈数不超过9圈。

所述定子线圈由不超过9根线圈线编制而成。

所述转子磁体充磁成标准的正弦波磁极。

所述转子磁体的磁极与所述定子线圈槽在所述转子轴轴向上的夹角±1.5度之间。

所述转子还可以为整体铸造成一体结构。

所述定子线圈为星形接法。

本发明所述的一种能实现高效直流动力的电机采用粘接钕铁錋代替传统的烧结粘接钕铁錋来构成转子的磁体，实现了弱磁强扭矩的效果，并且本发明转子磁体为整体环状结构或多层环状结构的粘接钕铁錋，可以产生标准的正弦波磁极，减少了电机转矩脉动，转子结构采用中空结构，使得转子中空重量轻、没有铁损，不产生涡流，不会因为因涡流而引起温度增加；本发明还设有与主线圈组绕向相反的功能线圈，可以起到消除谐波的作用；本发明定子线圈绕线圈数在9圈以内，大大减少了电机的重量和简化了加工工艺；本发明的转子还可以采用一次注塑成型的加工方式加工，达到了电机运转时不发热的效果，不用冷却装置就可以在高功率状态下工作。

附图说明

图1是直流动力电机转子结构；

图2是直流动力电机定子结构；

图3是直流动力电机驱动电路图；

图4是直流动力电机定子绕组示意图；