[发明专利]爪极盘式永磁同步电动机

摘要

本发明是一种爪极盘式永磁同步电动机，其涉及一种电动机，包括转子部件、定子部件。所述电动机采用爪极磁极、轴向电动机气隙，采用电容器移相启动，具备固定旋转方向，共有一个工作绕组线圈和一个启动绕组线圈，所述电动机具备爪极电动机在磁极数多时拥有制造工艺简单、成本低、绕组线圈数量少的优势，以及盘式电动机的电磁转矩大、电动机散热条件好的优势，该电动机能够广泛应用于电动阀门执行机构、医疗器械、精密传动等小型低转速电动机。所述电动机采用磁滞环产生启动转矩，采用永磁体和磁滞环共同作用产生同步运行转矩。永磁体和磁滞环结构简单，更适用于微型电动机。

主权项

1.一种爪极盘式永磁同步电动机，其特征在于：所述电动机包括转子部件、定子部件；转子部件包括转轴(1)、挡圈二(2)、定位销二(3)、定位销一(18)、挡圈一(19)、转子铁芯(20)、永磁体(21)、磁滞环(63)、键条(22)；定子部件包括轴套二(4)、固定支架(5)、轴套一(17)、定子铁芯部件一(6)、定子铁芯部件二(7)、定子铁芯部件三(8)、定子铁芯部件四(9)、内磁轭环(16)、外磁轭环(12)、隔磁套(13)、工作绕组线圈(14)、线圈骨架一(15)、启动绕组线圈(10)、线圈骨架二(11)；转子部件安装在定子部件轴向一侧；定子部件的定子铁芯部件一(6)的爪极一(38)与定子铁芯部件二(7)的爪极二(43)在定子部件轴向一侧的端面沿着圆周方向一一间隔排列；爪极一(38)轴向截面呈矩形，爪极二(43)轴向截面呈矩形；工作绕组线圈(14)使若干个爪极一(38)磁极极性与若干个爪极二(43)磁极极性互为异性磁极；相邻爪极一(38)与爪极二(43)之间是三角形的磁极极间空间；相邻爪极一(38)与爪极二(43)的磁极极间空间有一个定子铁芯部件三(8)的爪极三(47)，或者，相邻爪极一(38)与爪极二(43)的磁极极间空间有一个定子铁芯部件四(9)的爪极四(51)，爪极三(47)与爪极四(51)的排列方式是沿着定子部件轴向端面圆周方向一一间隔排列；爪极三(47) 径向截面呈梯形，爪极四(51) 径向截面呈梯形；启动绕组线圈(10)使若干个爪极三(47)磁极极性与若干个爪极四(51)磁极极性互为异性磁极；工作绕组线圈(14)组成工作绕组，启动绕组线圈(10)组成启动绕组，移相元件采用电容器，移相元件串联在启动绕组中；每一个爪极一(38)或爪极二(43)组成一个工作绕组定子磁极，每一个爪极三(47)或爪极四(51)组成一个启动绕组定子磁极，相邻工作绕组定子磁极与启动绕组定子磁极在空间上相差九十度电角度，工作绕组与启动绕组共同建立定子旋转磁场，转子部件在定子旋转磁场中产生电磁转矩；转轴(1)呈圆柱形，转轴(1)径向外侧中间是定位轴肩(26)，定位轴肩(26)两端分别是轴段一(28)、轴段二(23)，轴段一(28)中间位置有径向的销孔一(27)，轴段二(23)中间位置有径向的销孔二(24)，轴段二(23)靠近定位轴肩(26)一端的径向外表面有键槽(25)；挡圈一(19)呈环形，挡圈一(19)轴向端面中间是挡圈轴孔一(31)，挡圈一(19)有径向的挡圈销孔一(32)；挡圈二(2)呈环形，挡圈二(2)轴向端面中间是挡圈轴孔二(29)，挡圈二(2)有径向的挡圈销孔二(30)；定位销一(18)呈圆柱形，定位销二(3)呈圆柱形；转子铁芯(20)呈圆盘形，转子铁芯(20)轴向端面中间是铁芯轴孔(60)，铁芯轴孔(60)有铁芯键槽(59)；转子铁芯(20)两个轴向端面分别是转子铁芯端面一、转子铁芯端面二(64)，转子铁芯端面一径向中间位置是铁芯定位环(58)，转子铁芯端面一径向内侧是铁芯定位凹槽(61)，转子铁芯端面一径向外侧是铁芯磁滞槽(62)；转子铁芯端面二(64)是平面；磁滞环(63)的材质是磁滞材料；磁滞环(63)安装在转子铁芯(20)的铁芯磁滞槽(62)内；永磁体(21)呈扇形，若干个永磁体(21)沿着圆周方向排列组成永磁体部件，永磁体(21)沿着轴向充磁，相邻两个永磁体(21)轴向端面磁极极性互为异性磁极；永磁体部件安装在转子铁芯(20)的铁芯定位凹槽(61)径向外侧的端面；转子部件在装配时，把键条(22)安装在转轴(1)的键槽(25)内，把转子铁芯(20)的铁芯轴孔(60)安装在转轴(1)的轴段二(23)上，并且使转子铁芯(20)的铁芯定位凹槽(61)右侧端面与转轴(1)的定位轴肩(26)左侧端面相互接触安装在一起，使键条(22)安装在转子铁芯(20)的铁芯键槽(59)内；把挡圈二(2)的挡圈轴孔二(29)安装在转轴(1)的轴段二(23)上，并且使挡圈二(2)右侧端面与转子铁芯(20)的转子铁芯端面二(64)相互接触安装在一起，使定位销二(3)一端安装在挡圈二(2)的挡圈销孔二(30)内，使定位销二(3)另一端安装在转轴(1)的销孔二(24)内；把挡圈一(19)的挡圈轴孔一(31)安装在转轴(1)的轴段一(28)上，并且使定位销一(18)一端安装在挡圈一(19)的挡圈销孔一(32)内，使定位销一(18)另一端安装在转轴(1)的销孔一(27)内；轴套一(17)呈环形；轴套二(4)呈环形；固定支架(5)呈圆筒形，固定支架(5)两端径向内表面各有一个轴套定位槽，轴套一(17)或者轴套二(4)分别安装在固定支架(5)两端的轴套定位槽内，固定支架(5)的材质是非导磁材料；内磁轭环(16)呈环形，内磁轭环(16)一端径向内表面有一个磁轭内定位槽一(34)，内磁轭环(16)一端径向外表面有一个磁轭外定位槽一(35)，磁轭内定位槽一(34)与磁轭外定位槽一(35)位于内磁轭环(16)同一侧端面；内磁轭环(16)径向外侧有两个出线槽(33)；隔磁套(13)呈圆筒形，隔磁套(13)的材质是非导磁材料；外磁轭环(12)呈环形，外磁轭环(12)一端径向内表面有一个磁轭内定位槽二(36)，外磁轭环(12)一端径向外表面有一个磁轭外定位槽二(37)，磁轭内定位槽二(36)与磁轭外定位槽二(37)位于外磁轭环(12)同一侧端面；外磁轭环(12)径向外侧有两个出线槽(33)；轴套一(17)、轴套二(4)、固定支架(5)、内磁轭环(16)、隔磁套(13)、外磁轭环(12)组成固定支架部件，固定支架部件在装配时，内磁轭环(16)径向内表面安装在固定支架(5)径向外表面，隔磁套(13)一端径向内表面安装在内磁轭环(16)径向外表面，外磁轭环(12)径向内表面安装在隔磁套(13)一端径向外表面；内磁轭环(16)、外磁轭环(12)与轴套一(17)位于固定支架(5)同一侧端面；定子磁轭一(39)轴向中间是环形磁轭一(40)，环形磁轭一(40)轴向一端均布若干个柱形磁轭一(41)，柱形磁轭一(41)沿着轴线剖切的截面呈L形，相邻两个柱形磁轭一(41)之间是磁轭隔磁槽(42)；柱形磁轭一(41)呈L形截面的一端与环形磁轭一(40)轴向端面连接在一起，柱形磁轭一(41)呈L形截面的另一端位于环形磁轭一(40)径向外侧；爪极一(38)轴向截面呈矩形，若干个爪极一(38)焊接在定子磁轭一(39)的柱形磁轭一(41)轴向端面组成定子铁芯部件一(6)；爪极一(38)与柱形磁轭一(41)焊接位置位于爪极一(38)径向内侧一端的轴向端面；定子部件在装配时，定子铁芯部件一(6)的远离柱形磁轭一(41)的环形磁轭一(40)轴向一端安装在固定支架部件的内磁轭环(16)的磁轭内定位槽一(34)内；定子磁轭二(44)轴向中间是环形磁轭二(45)，环形磁轭二(45)轴向一端均布若干个柱形磁轭二(46)，柱形磁轭二(46)沿着轴线剖切的截面呈L形，相邻两个柱形磁轭二(46)之间是磁轭隔磁槽(42)；柱形磁轭二(46)呈L形截面的一端与环形磁轭二(45)轴向端面连接在一起，柱形磁轭二(46)呈L形截面的另一端位于环形磁轭二(45)径向内侧；爪极二(43)轴向截面呈矩形，若干个爪极二(43)焊接在定子磁轭二(44)的柱形磁轭二(46)轴向端面组成定子铁芯部件二(7)；爪极二(43)与柱形磁轭二(46)焊接位置位于爪极二(43)径向中间位置至径向内侧一端的轴向端面；定子部件在装配时，定子铁芯部件二(7)的远离柱形磁轭二(46)的环形磁轭二(45)轴向一端安装在固定支架部件的内磁轭环(16)的磁轭外定位槽一(35)内；定子磁轭三(48)轴向中间是环形磁轭三(49)，环形磁轭三(49)轴向一端均布若干个柱形磁轭三(50)，柱形磁轭三(50)沿着轴线剖切的截面呈L形，相邻两个柱形磁轭三(50)之间是磁轭隔磁槽(42)；柱形磁轭三(50)呈L形截面的一端与环形磁轭三(49)轴向端面连接在一起，柱形磁轭三(50)呈L形截面的另一端位于环形磁轭三(49)径向外侧；爪极三(47) 径向截面呈梯形，若干个爪极三(47)焊接在定子磁轭三(48)的柱形磁轭三(50)轴向端面组成定子铁芯部件三(8)；爪极三(47)与柱形磁轭三(50)焊接位置位于爪极三(47)径向外侧一端的轴向端面；定子部件在装配时，定子铁芯部件三(8)的远离柱形磁轭三(50)的环形磁轭三(49)轴向一端安装在固定支架部件的外磁轭环(12)的磁轭内定位槽二(36)内；定子磁轭四(52)轴向中间是环形磁轭四(53)，环形磁轭四(53)轴向一端均布若干个柱形磁轭四(54)，柱形磁轭四(54)沿着轴线剖切的截面呈L形，相邻两个柱形磁轭四(54)之间是磁轭隔磁槽(42)；柱形磁轭四(54)呈L形截面的一端与环形磁轭四(53)轴向端面连接在一起，柱形磁轭四(54)呈L形截面的另一端位于环形磁轭四(53)径向内侧；爪极四(51) 径向截面呈梯形，若干个爪极四(51)焊接在定子磁轭四(52)的柱形磁轭四(54)轴向端面组成定子铁芯部件四(9)；爪极四(51)与柱形磁轭四(54)焊接位置位于爪极四(51)径向外侧一端的轴向端面；定子部件在装配时，定子铁芯部件四(9)的远离柱形磁轭四(54)的环形磁轭四(53)轴向一端安装在固定支架部件的外磁轭环(12)的磁轭外定位槽二(37)内；线圈骨架一(15)径向中间是骨架中心孔一(55)，线圈骨架一(15)外表面有一个骨架线槽，工作绕组线圈(14)安装在线圈骨架一(15)的骨架线槽内组成工作绕组部件；定子部件在装配时，线圈骨架一(15)的骨架中心孔一(55)安装在定子铁芯部件一(6)的环形磁轭一(40)径向外表面，使工作绕组部件位于定子铁芯部件一(6)的环形磁轭一(40)与定子铁芯部件二(7)的环形磁轭二(45)之间；线圈骨架二(11)径向中间是骨架中心孔二(56)，线圈骨架二(11)外表面有一个骨架线槽，启动绕组线圈(10)安装在线圈骨架二(11)的骨架线槽内组成启动绕组部件；定子部件在装配时，线圈骨架二(11)的骨架中心孔二(56)安装在定子铁芯部件三(8)的环形磁轭三(49)径向外表面，使启动绕组部件位于定子铁芯部件三(8)的环形磁轭三(49)与定子铁芯部件四(9)的环形磁轭四(53)之间；定子部件装配后，工作绕组线圈(14)的两根线圈接线分别穿过内磁轭环(16)的出线槽(33)，启动绕组线圈(10)的两根线圈接线分别穿过外磁轭环(12)的出线槽(33)；若干个爪极一(38)、爪极三(47)、爪极二(43)、爪极四(51)在定子部件轴向端面沿着顺时针或者逆时针方向依次排列；相邻两个爪极之间的圆周方向间隙是爪极隔磁间隙(57)；爪极一(38)、爪极三(47)、爪极二(43)、爪极四(51)分别与环形磁轭一(40)、环形磁轭二(45)、环形磁轭三(49)、环形磁轭四(53)的磁轭隔磁槽(42)之间的轴向间隙是槽间隔磁间隙；所述电动机在装配时，使转子部件的转轴(1)的轴段一(28)安装在定子部件的轴套一(17)径向内侧，使转子部件的转轴(1)的轴段一(28)安装在定子部件的轴套二(4)径向内侧，并且使转轴(1)的定位轴肩(26)右侧端面与轴套二(4)左侧端面相互接触安装在一起，使转子部件的挡圈一(19)左侧端面与轴套一(17)右侧端面相互接触安装在一起；转子部件的磁滞环(63)、永磁体(21)与定子部件的爪极一(38)、爪极三(47)、爪极二(43)、爪极四(51)之间的轴向间隙是电动机气隙。