[发明专利]一种双定子磁场永磁直流空心杯电机

说明书

一种双定子磁场永磁直流空心杯电机，本发明涉及空心杯电机技术领域，转轴利用轴承与前盖和后盖旋接固定，前盖和后盖分别固定在机壳的前后两端，且前盖的内端套设在位于机壳内的转轴上，该套设端的外部套设有内磁轭，内磁轭的外部套设有内Halbach磁体，内Halbach磁体的外部套设有外Halbach磁体，该外Halbach磁体的外壁固定在机壳的内壁上，且内Halbach磁体与外Halbach磁体之间的空隙内活动插设有电枢杯，该电枢杯的后端固定在换向器上，换向器套设固定在转轴上，后盖的内侧面固定有电刷。可以使定子轭使用普通材料时在空气气隙产生更高的磁通密度，具有很好的磁屏蔽作用；可减少导磁轭厚度，从而提高磁体与导磁材料的利用率。

技术领域

本发明涉及空心杯电机技术领域，具体涉及一种双定子磁场永磁直流空心杯电机。

背景技术

永磁直流空心杯电机具有突出的节能、灵敏方便控制和稳定运行的特性。由于无铁芯作为高效率的能量转换装置，在很多应用方面代表了电机的发展方向。但是，空心杯电机由于无铁芯，气隙与铁芯电机相比较，要大得多。在有重量体积限制的前提下，电机气隙大将导致力矩系数难以提高，漏磁等问题的出现。作为控制电机，其用途、性能及环境条件特殊。由于市场对电机的力矩、效率、功率密度需求不断加大，现有的空心杯电机难以满足市场日益提高的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理的双定子磁场永磁直流空心杯电机，可以使定子轭使用普通材料时在空气气隙产生更高的磁通密度，具有很好的磁屏蔽作用；可减少导磁轭厚度，从而提高磁体与导磁材料的利用率。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：它包含转轴、换向器、机壳、电枢杯、前盖、内磁轭、电刷、内Halbach磁体、外Halbach磁体、后盖；转轴利用轴承与前盖和后盖旋接固定，前盖和后盖分别固定在机壳的前后两端，且前盖的内端套设在位于机壳内的转轴上，该套设端的外部套设有内磁轭，内磁轭的外部套设有内Halbach磁体，内Halbach磁体的外部套设有外Halbach磁体，该外Halbach磁体的外壁固定在机壳的内壁上，且内Halbach磁体与外Halbach磁体之间的空隙内活动插设有电枢杯，该电枢杯的后端固定在换向器上，换向器套设固定在转轴上，后盖的内侧面固定有电刷；所述的电枢杯采用23个元件，每个元件均为3匝，每匝均采用7股并绕的直径为0.4mm的导线制成。

进一步地，所述的内Halbach磁体和外Halbach磁体均为烧结钕铁硼磁体，气隙磁密达到1.2T。

进一步地，所述的电枢杯与换向器之间利用波绕组结构电连接。

本发明的工作原理：内Halbach磁体产生气隙励磁磁场，转子转动时，导体切割磁力线；外Halbach磁体产生气隙励磁磁场，电枢杯转动时，导体切割磁力线；内、外磁场，相互叠加，产生聚磁效果；当内Halbach磁体和外Halbach磁体的厚度到一定时，磁密度增加很少，由于气隙磁通与一般结构永磁直流空心杯电机大1.6倍左右，在保证相同空载转速的前提下，电枢杯的线圈的匝数（导体数）大幅减少，为加大导体截面积，减少导体电阻提供了空间（永磁直流电机电枢电阻越小，电机的特性越硬，带负载的能力越强），电枢杯采用23个元件，每个元件均为3匝，每匝均采用7股并绕的直径为0.4mm的导线制成。

采用上述结构后，本发明的有益效果是：本发明提供了一种双定子磁场永磁直流空心杯电机，可以使定子轭使用普通材料时在空气气隙产生更高的磁通密度，具有很好的磁屏蔽作用；可减少导磁轭厚度，从而提高磁体与导磁材料的利用率。

附图说明：

图1是本发明的轴向剖视图。

图2是本发明的径向剖视图。

附图标记说明：

转轴1、换向器2、机壳3、电枢杯4、前盖5、内磁轭6、电刷7、内Halbach磁体8、外Halbach磁体9、后盖10。