新型凸极式定转子无刷线圈激磁直流电机制造技术

一种新型凸极式定转子无刷线圈激磁直流电机，属于电机设计技术领域；该电机包括电机机壳、电机前端盖、电机后端盖、电机转轴，还包括卷筒、激磁线圈、第一凸极定子、第二凸极定子、第一凸极转子和第二凸极转子；本实用新型专利技术采用线圈激磁结构代替永磁体，可以避免永磁体的退磁风险，能够在更为恶劣的环境下使用，提高了电机的可靠性，通过控制激磁线圈中的直流电来调节电机的磁通，进而控制转矩及转速，扩大了转矩和转速的控制范围，定转子均使用硅钢片叠压而成，减轻了电机的质量，减小了电机的转动惯量，降低了电机控制的复杂性，多种结构的无制线圈激磁直流电机，提高了电机转矩、降低了转矩的波动，电机动态运行性能更好。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电机设计
，具体涉及一种新型凸极式定转子无刷线圈激磁直流电机。
技术介绍
对于传统的无刷直流电机，由于其结构简单、出力大、调速性能良好，在工业领域中得到了日益广泛的应用；伴随着随着电机技术、电力电子技术、数字控制技术、控制理论及传感器技术的发展与应用，无刷直流电机的控制技术已日趋成熟，同时，其电机优化设计、节能型驱动、转矩波动抑制、无位置传感器控制、弱磁调速等技术难题均得到了很好的研宄和解决；但无刷直流电机中永磁体的存在仍有其不足之处:电机由永磁体励磁，磁通不能控制，导致转矩、速度扩展能力有限；使用永磁体进行励磁，使用环境有限，并且永磁体存在退磁风险，使电机性能持续降低；永磁无刷直流电机结构复杂，质量较大，转动惯量大，启动性能不佳；成本较高、永磁转子激磁磁通无法控制、恒功率运行区间变小导致电机速度扩展能力有限以及存在永磁体的退磁风险等问题。
技术实现思路
针对现有技术的缺点，本技术提出一种新型凸极式定转子无刷线圈激磁直流电机，以达到扩大转矩和转速的控制范围、提高电机的可靠性、降低电机控制的复杂性和提高电机动态运行性能的目的。一种新型凸极式定转子无刷线圈激磁直流电机，包括电机机壳、电机前端盖、电机后端盖、电机转轴，还包括卷筒、激磁线圈、第一凸极定子、第二凸极定子、第一凸极转子和第二凸极转子；所述电机前端盖设置于电机机壳的一端，电机后端盖设置于电机机壳的另一端，电机转轴的一端穿过电机前端盖的中间孔，电机转轴的另一端穿过电机后端盖的中间孔；所述第一凸极定子固定设置于电机内部一端的电机机壳上，第一凸极转子固定设置于电机内部电机转轴的一端，第一凸极定子与第一凸极转子对应放置；第二凸极定子固定设置于电机内部另一端的电机机壳上，第二凸极转子固定设置于电机内部电机转轴的另一端，第二凸极定子和第二凸极转子对应放置；所述的卷筒通过卡槽固定设置于第一凸极定子与第二凸极定子之间的电机机壳内壁上，激磁线圈缠绕在卷筒内。所述第一凸极定子与第二凸极定子对称放置，第一凸极转子与第二凸极转子对称放置。所述卷筒对应位置的电机转轴上设置有凸起。所述第一凸极定子和第二凸极定子的每个凸极上均缠绕有励磁绕组。所述的第一凸极定子和第二凸极定子均采用凸极个数为9的凸极定子，或凸极个数为12的凸极定子，或凸极个数为15的凸极定子。当第一凸极定子和第二凸极定子均采用凸极个数为9的凸极定子时，第一凸极转子和第二凸极转子均采用凸极个数为6的凸极转子；当第一凸极定子和第二凸极定子均采用凸极个数为12的凸极定子时，第一凸极转子和第二凸极转子均采用凸极个数为9的凸极转子；当第一凸极定子和第二凸极定子均采用凸极个数为15的凸极定子时，第一凸极转子和第二凸极转子均采用凸极个数为10的凸极转子或凸极个数为12的凸极转子。本技术的有益效果:(I)本专利技术设计电机采用激磁线圈结构，通过控制激磁线圈中的直流电来调节电机的磁通，进而控制转矩及转速，扩大了转矩和转速的控制范围。(2)采用线圈激磁结构代替永磁体，可以避免永磁体的退磁风险，能够在更为恶劣的环境下使用，提高了电机的可靠性。(3)由于定转子需要有良好的导磁性能，本电机的定转子均使用娃钢片叠压而成，大大减轻了电机的质量，减小了电机的转动惯量，降低了电机控制的复杂性。(4)对于三相9-6结构、三相15-10结构、四相12_9结构和五相15-12结构的凸极式定转子，这四类不同结构的无刷线圈激磁直流电机，不仅丰富了无刷直流电机的种类，还更加提高了电机转矩、降低了转矩的波动，电机动态运行性能更好。【附图说明】图1为本技术的新型凸极式定转子无刷线圈激磁直流电机结构示意图；图2为本技术实施例1的三相9-6结构凸极式定转子无刷线圈激磁直流电机的定转子结构剖面图；图3为本技术实施例2的四相12-9结构凸极式定转子无刷线圈激磁直流电机的定转子结构剖面图；图4为本技术实施例3的三相15-10结构凸极式定转子无刷线圈激磁直流电机的定转子结构剖面图；图5为本技术实施例4的五相15-12结构凸极式定转子无刷线圈激磁直流电机的定转子结构剖面图；图6为本技术的新型凸极式定转子无刷线圈激磁直流电机磁通路径示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术四种实施例做进一步说明。一种新型凸极式定转子无刷线圈激磁直流电机，结构示意图如图1所示，图中I为电机机壳，2为电机前端盖，3为电机后端盖，4为电机转轴，5为卷筒，6为激磁线圈，7为第一凸极定子，8为第二凸极定子，9为第一凸极转子，10为第二凸极转子，11为励磁绕组；如图1所示，电机前端盖2设置于电机机壳I的一端，电机后端盖3设置于电机机壳I的另一端，电机转轴4的一端穿过电机前端盖2的中间孔，电机转轴4的另一端穿过电机后端盖3的中间孔；如图1所示，第一凸极定子7固定设置于电机内部一端的电机机壳I上，第一凸极定子7的每个凸极上均缠绕有励磁绕组，第一凸极转子9固定设置于电机内部电机转轴4的一端，第一凸极定子7与第一凸极转子9对应放置，第一凸极定子7与第一凸极转子9之间留有0.4毫米的气隙；第二凸极定子8固定设置于电机内部另一端的电机机壳I上，第二凸极定子8的每个凸极上均缠绕有励磁绕组，第二凸极转子10固定设置于电机内部电机转轴4的另一端，第二凸极定子8和第二凸极转子10对应放置，第二凸极定子8与第二凸极转子10之间留有0.4毫米的气隙，并且第一凸极定子7与第二凸极定子8对称放置，第一凸极转子9与第二凸极转子10对称放置；如图1所示，所述的卷筒5通过卡槽固定设置于第一凸极定子7与第二凸极定子8之间的电机机壳I内壁上，激磁线圈6缠绕在卷筒5内，卷筒5对应位置的电机转轴4上设置有凸起；实施例1中，三相9-6结构的新型凸极式定转子无刷线圈激磁直流电机，定转子结构剖面图如图2所示，第一凸极定子7上均匀分布9个凸极，第一凸极转子9上均匀分布6个凸极，即为双凸极结构，第一凸极定子7的每个凸极上均缠绕有励磁绕组11 ;将第一凸极定子7每个凸极上的励磁绕组合理布局均匀分为A、B、C三相，A相包括Al相、A2相和A3相，B相包括BI相、B2相和B3相，C相包括Cl相、C2相和C3相，Al相、A2相和A3相的励磁绕组11串联连接，BI相、B2相和B3相的励磁绕组11串联连接，Cl相、C2相和C3相的励磁绕组11串联连接；第二凸极定子8的结构与第一凸极定子7的结构相同，第二凸极转子10的结构与第一凸极转子9的结构相同；保证励磁绕组与激磁线圈产生的磁通方向一致时，顺序导通A相、B相和C相，则电机逆时当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型凸极式定转子无刷线圈激磁直流电机，包括电机机壳、电机前端盖、电机后端盖、电机转轴，其特征在于：还包括卷筒、激磁线圈、第一凸极定子、第二凸极定子、第一凸极转子和第二凸极转子；所述电机前端盖设置于电机机壳的一端，电机后端盖设置于电机机壳的另一端，电机转轴的一端穿过电机前端盖的中间孔，电机转轴的另一端穿过电机后端盖的中间孔；所述第一凸极定子固定设置于电机内部一端的电机机壳上，第一凸极转子固定设置于电机内部电机转轴的一端，第一凸极定子与第一凸极转子对应放置；第二凸极定子固定设置于电机内部另一端的电机机壳上，第二凸极转子固定设置于电机内部电机转轴的另一端，第二凸极定子和第二凸极转子对应放置；所述的卷筒通过卡槽固定设置于第一凸极定子与第二凸极定子之间的电机机壳内壁上，激磁线圈缠绕在卷筒内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱民，张金华，娄家川，毕玉洁，吴志恒，冀田，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21