[发明专利]一种具备多种磁场冗余模式的外转子无刷直流电机

说明书

本发明公开了一种具备多种磁场冗余模式的外转子无刷直流电机，包括有转子机壳，固定于转子机壳顶端和底端的转子上盖和转子下盖，固定于转子上盖上的上轴向磁场磁钢，固定于转子下盖上的下轴向磁场磁钢，固定于转子机壳内壁上的一圈径向磁场磁钢，与转子上盖固定连接的转轴，套装于转轴外周的定子支架，固定于定子支架外圈上的径向磁场绕组铁芯和轴向磁场绕组铁芯，固定于定子支架底端上的磁场模式切换控制电路板和三相电机绕组引出线接头，以及连接于磁场模式切换控制电路板上的模式选择开关。本发明通过切换磁场模式来满足不同的工况使用条件，并保证其中一套磁场系统受损后，依然有其他磁场系统支持电机继续正常工作。

技术领域

本发明涉及外转子无刷直流电机领域，具体是一种具备多种磁场冗余模式的外转子无刷直流电机。

背景技术

目前常见的外转子无刷直流电机主要可分为径向磁场电机和轴向磁场电机，其磁场方向一般都是固定不变的。其中，径向磁场电机较为普遍，广泛适用于高转速、低扭矩、功率密度要求不高的应用中。而轴向磁场电机由于具备大扭矩、功率密度高的特点，往往应用在一些高要求的行业中，如电动汽车、电动飞机等领域。但是，装载电机的各种设备在实际应用过程中，其工况要求往往复杂多变，并不是一尘不变的。装有径向磁场电机的设备有时可能需要应用于高要求的工况条件下(如大扭矩、高功率密度)，而装有轴向磁场电机的设备有时也可能要应用于一般的低工况要求条件下。此外，当设备需要在更高的工况要求下使用时，就需要电机内部能够形成轴/径向复合磁场。而这些要求都是目前市面上单一磁场方向电机无法满足的。

此外，现有的单磁场刷直流电机只具备一套磁场系统，当此系统受损时会直接导致电机停止工作甚至报废，进而严重影响安装此电机设备的正常、安全使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具备多种磁场冗余模式的外转子无刷直流电机，通过切换磁场模式来满足不同的工况使用条件，并保证其中一套磁场系统受损后，依然有其他磁场系统支持电机继续正常工作。

本发明的技术方案为：

一种具备多种磁场冗余模式的外转子无刷直流电机，包括有转子机壳，固定于转子机壳顶端的转子上盖，固定于转子机壳底端的转子下盖，固定于转子上盖下端面上的一圈上轴向磁场磁钢，固定于转子下盖上端面上的一圈下轴向磁场磁钢，固定于转子机壳内壁上的一圈径向磁场磁钢，设置于转子机壳内且顶端与转子上盖固定连接的转轴，设置于转子机壳内且套装于转轴外周的定子支架，固定于定子支架外圈上的径向磁场绕组铁芯和轴向磁场绕组铁芯，固定于定子支架底端上的磁场模式切换控制电路板和三相电机绕组引出线接头，连接于磁场模式切换控制电路板上的模式选择开关；

所述的一圈上轴向磁场磁钢和一圈下轴向磁场磁钢沿电机的轴向一一相对；

所述的定子支架上设置有轴承，轴承的外圈与定子支架固定连接、轴承的内圈与转轴固定连接；

所述的一圈径向磁场磁钢中，相邻的径向磁场磁钢之间的间距相等；

所述的径向磁场绕组铁芯包括有环形的定位连接铁芯、固定于定位连接铁芯外壁上的一圈均匀分布的径向磁场绕组定位铁芯、缠绕于每个径向磁场绕组定位铁芯上的径向磁场绕组，每个径向磁场绕组定位铁芯的内端均固定于定位连接铁芯的外壁上且相邻的径向磁场绕组定位铁芯之间设置有间隙；

所述的轴向磁场绕组铁芯为多个，每个轴向磁场绕组铁芯均包括有轴向磁场绕组定位铁芯和缠绕于每个轴向磁场绕组定位铁芯上的轴向磁场绕组，多个轴向磁场绕组铁芯呈圆环形分布，每个轴向磁场绕组铁芯均卡置于相邻的两个径向磁场绕组定位铁芯之间形成组合绕组铁芯；

所述的组合绕组铁芯的外圈与一圈径向磁场磁钢之间有一定气隙，所述的组合绕组铁芯的顶端与上轴向磁场磁钢之间有一定气隙，所述的组合绕组铁芯的底端与下轴向磁场磁钢之间有一定气隙；

所述的转子下盖为环形结构，所述的定子支架的底部伸入到转子下盖的内周；