[实用新型]一种具有环形冲片和多极磁环的电机结构

说明书

本实用新型公开了一种具有环形冲片和多极磁环的电机结构，一种环形冲片、多极磁环及电机，所述的电机主体包含机壳、环形定子铁芯、环形定子绕组、多极环形磁环和转子磁轭，环形定子铁芯、多极环形磁环、电机气隙和转子磁轭组成电机的主磁场回路。多极环形磁环采用HALBACH结构整体多极充磁，确保绕组耦合部分的气隙磁密波形为正弦形。本实用新型产品结构紧凑、尺寸小、体积小、重量轻、损耗小、效率高、功率和转矩密度大、反电势正弦高，波形畸变率低、运行噪音和振动低，转矩波动小，控制运转平稳、控制精度高等优点。

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，更具体的说，它涉及一种在定子和转子结构上具有改进的电机结构。

背景技术

空心杯无刷电机属于直流永磁伺服微特电机，与普通无刷直流电机的主要区别在于电枢铁芯上没有齿槽，电机绕组按照特殊的绕制工艺制作成杯型的一类电机。与传统的齿槽电机相比有以下优点：1、效率高：空心杯电机的效率大多在70％以上，部分产品甚至接近90％，而相同的体积和重量下传统齿槽类电机的效率均在70％以下；2、体积小、重量轻、功率和转矩密度高：由于工作效率提高、损耗降低，空心杯电机的功率密度大幅提高，与传统齿槽类电机相比，体积重量可减小30％左右；3、控制性能好：无齿槽效应导致的转矩波动小，电机运转平稳；机电时间常数低，动态响应好，电机的电感非常低，常规电气时间常数在0.1ms以内，机电时间常数在2ms左右，电机响应迅速，控制精确，适合应用于高精密驱动系统中，例如通讯、机器人、安防、航空航天、舵控系统等领域。

但是，随着航模、无人机、机器人、云台等产品随着应用的范围的拓展，对驱动动力电机提出了重量轻、小型化、高功率密度、高转矩密度、高效率、高动态响应、高可靠性、安全性等要求。目前空心杯无刷电机因工艺所限，多采用1对极、六边形绕组结构以及三角形接线方法，此种结构电机的转速偏高，反电势及电机转矩系数偏低，导致无法开发大扭力密度和功率密度空心杯无刷直流电机。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中的上述不足之处，提供一种具有环形冲片和多极磁环的电机结构，其结构简单、设计合理、体积小、重量轻、损耗小、效率高、安全可靠的一种环形冲片、多极磁环的电机。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种具有环形冲片和多极磁环的电机结构，包括机壳，所述机壳内设有环形定子铁芯，所述环形定子铁芯内设有环形定子绕组，所述环形定子绕组内设有多极环形磁环和转子磁轭，所述电极结构还包括电机气隙g，所述环形定子铁芯、多极环形磁环、电机气隙g以及转子磁轭构成电机的主磁场回路，所述环形定子绕组与主磁场回路耦合，随着多极环形磁环和转子磁轭构成的转子的回转运动得到正弦度高反电势波形，所述环形定子铁芯、定子绕组、多极环形磁环和转子磁轭共心。

进一步地，所述多极环形磁环的极数为p，p值介于4～12之间，且为2的整数倍，所述多极环形磁环采用HALBACH结构整体多极充磁，表磁和电机气隙得到正弦度较高的气隙磁密，确保绕组耦合部分的气隙磁密波形为正弦形。

进一步地，所述环形定子铁芯的外径为D_o，优选地D_o值介于10～60mm，所述环形定子铁芯的内径为D_i，优选地D_i值介于6～52mm，所述环形定子铁芯的厚度为t，优选地t值介于15～80mm。

进一步地，所述多极环形磁环的外径为d_o，优选地d_o值介于5～45mm；所述多极环形磁环的内径为d_i，优选地d_i值介于2～40mm。

上述的电机关键参数D₀、D_i、d₀、d_i和p应满足公式：优选地