串磁电机制造技术

本发明专利技术涉及电机技术领域，公开了一种串磁电机，包括：外壳、电机轴、若干环形磁铁和若干环形线圈，所述电机轴沿外壳中轴线穿过外壳，并通过轴承与外壳连接，所述若干环形磁铁沿电机轴轴向方向间隔预定距离地排列，所述环形磁铁为至少由两个弧形磁铁异极相接组成的环，环形磁铁两侧分别至少设有一个环形线圈，所述环形磁铁和环形线圈各自的轴线与电机轴共线。本发明专利技术的串磁电机，环形磁铁和环形线圈间隔设置，且环形磁铁为至少由两个弧形磁铁异极相接组成的环，环形线圈在通电后保证环形磁铁两面的线圈对其间的环形磁铁的作用力方向保持一致，使得磁铁的两面磁场都能被有效利用。

Series magnet motor

【技术实现步骤摘要】
串磁电机
本专利技术涉及电机
，特别涉及一种串磁电机。
技术介绍
电机自专利技术以来，技术繁多，种类复杂，材料也不断推陈出新，然而各类电机的优点难以集中体现。目前市场上的主流电机磁场分部几乎都是围绕电机轴铺开，磁通十分有限；转矩与转速之间有着难以调和的矛盾(相同功率，转速与转矩为反比关系，即固定线圈的电机，提高了电机的转速，难以同时满足电机拥有更高的力矩，传统电机在其某一绕组不工作时难以维持受力平衡，从而损坏电机，难以实现线圈的串并联切换以及屏蔽)；电机功率密度较低。
技术实现思路
本专利技术提出一种串磁电机，解决现有技术的电机存在的上述技术问题。本专利技术提供了一种串磁电机，包括：外壳、电机轴、若干环形磁铁和若干环形线圈，所述电机轴沿外壳中轴线穿过外壳，并通过轴承与外壳连接，所述若干环形磁铁沿电机轴轴向方向间隔预定距离地排列，所述环形磁铁为至少由两个弧形磁铁异极相接组成的环，环形磁铁两侧分别至少设有一个环形线圈，所述环形磁铁和环形线圈各自的轴线与电机轴共线。其中，所述相邻两个环形磁铁异极相对，两者之间设有两个环形线圈。其中，所述相邻两个环形磁铁同极相对，两者之间设有一个环形线圈。其中，还包括：外围电路，所述外围电路包括：控制器和若干开关器件，对于每个所述环形线圈均包括五开关器件，每个所述环形线圈的第一接线端通过第一开关器件和第二开关器件分别连接电源的正极和负极，所述环形线圈的第二接线端通过第三开关器件和第四开关器件分别连接电源的正极和负极；且相邻两个环形线圈中，一个线圈的第一接线端和另一个线圈的第二接线端之间设有第五开关器件，所述控制器用于控制所述开关器件的通断。其中，所述开关器件为可控硅。其中，由非串磁电机以其电机轴为基准，线圈向外翻转90度形成；或者由非串磁电机沿过其电机轴轴线的平面将线圈剖开并平铺形成。本专利技术的串磁电机，环形磁铁和环形线圈间隔设置，且环形磁铁为至少由两个弧形磁铁异极相接组成的环，环形线圈在通电后保证环形磁铁两面的线圈对其间的环形磁铁的作用力方向保持一致，具有以下优点：1.磁铁的两面磁场都能被有效利用，传统电机磁场布局只能利用单面，或者必须通过导磁才能将磁通更加完整的利用。2.相同体积电机，磁铁可以布置更多，磁通面积可以布置更多。3.串磁电机力臂为磁环边中心到电机轴中心的距离；传统电机力矩为导线到转轴中心的距离，因此力矩可以大幅提高。4.串磁电机线圈组部分不工作，电机转动受力是均衡的，容错能力增强。5.任意组合绕组，绕组可串联、可并联，以及混合连接，电机转动受力均衡。6.电机线圈等可以模块化生产、组装，适合量产。7.线圈绕组的串并联切换，即可完成大转矩，高转速的自由切换。8.线圈绕组的自由切换，即是完成调速、调压、调电流的过程。通过控制通断时间等，更能实现无极调速。9.线圈绕组的自由切换，可自带调速、正反转、软启、软停、紧急自动功能。10.线圈绕组的自由切换，可自带保护功能，过载、堵转能力极强。11.磁通加强，转矩加强，因此效率极高。12.全功率覆盖。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的一种串磁电机结构示意图；图2为本专利技术的串磁电机中环形磁铁的结构示意图；图3为环形磁铁结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本实施例的串磁电机如图1所示，包括：外壳(图中未示出)、电机轴1、若干环形磁铁3(在交流电机中，磁铁替换成导磁或导电材料)和若干环形线圈4，所述电机轴2沿外壳中轴线穿过外壳，并通过轴承与外壳连接，若干环形磁铁3沿电机轴1的轴向方向间隔预定距离地排列，环形磁铁3为至少由两个弧形磁铁异极相接组成的环，如图2所示，该环形磁铁3由8个弧形磁铁异极相接组成。环形磁铁3的两侧分别至少设有一个环形线圈4，环形磁铁3和环形线圈4各自的轴线与电机轴1共线。当然串磁电机和传统电机一样还包括换向器2(对于交流电机和无刷电机，换向器2为旋转磁场)，环形线圈4通过导线连接换向器2(或旋转磁场)，在通电后只要保证环形磁铁两面的环形线圈4对其间的环形磁铁3的作用力方向保持一致即可。由于环形磁铁沿电机轴轴向方向间隔预定距离地排列，且环形磁铁为至少由两个弧形磁铁异极相接组成的环，环形磁铁每一环形面上至少有一个S极和一个N极，这样使得线圈在不同位置拥有不同的磁通量，闭合回路磁通变化形成电流，是线圈和磁铁相对运动的前提和基础。本实施例的串磁电机，环形磁铁和环形线圈间隔设置，且环形磁铁为至少由两个弧形磁铁异极相接组成的环，环形线圈在通电后保证环形磁铁两面的线圈对其间的环形磁铁的作用力方向保持一致，具有以下优点：1.磁铁的两面磁场都能被有效利用，传统电机磁场布局只能利用单面，或者必须通过导磁才能讲磁通更加完整的利用。2.相同体积电机，磁铁可以布置更多，磁通面积可以布置更多。3.串磁电机力臂为磁环边中心到电机轴中心的距离；传统电机力矩为导线到转轴中心的距离，因此力矩可以大幅提高。4.串磁电机线圈组部分不工作，电机转动受力是均衡的，容错能力增强。5.任意组合绕组，绕组可串联、可并联，以及混合连接，电机转动受力均衡。6.电机线圈等可以模块化生产、组装，适合量产。7.线圈绕组的串并联切换，即可完成大转矩，高转速的自由切换。8.线圈绕组的自由切换，即是完成调速、调压、调电流的过程。通过控制通断时间等，更能实现无极调速。9.线圈绕组的自由切换，可自带调速、正反转、软启、软停、紧急自动功能。10.线圈绕组的自由切换，可自带保护功能，过载、堵转能力极强。11.磁通加强，转矩加强，因此效率极高。12.全功率覆盖。本实施例中，相邻两个环形磁铁异极相对，两者之间设有两个环形线圈。本实施例中，相邻两个环形磁铁同极相对，两者之间设有一个环形线圈。相邻两个环形磁铁相对面均是异极相对也可以均是同极相对，这样方便线圈外围电路和控制程序的设计，但在同一个电机中，两个环形磁铁3相对面异极相对和同极相对的结构可同时存在。如图3所示，本实施例的串磁电机还包括：外围电路，外围电路对于每个所述环形线圈4均包括五开关器件，每个所述环形线圈4的第一接线端通过第一开关器件和第二开关器件分别连接电源的正极和负极，所述环形线圈4的第二接线端通过第三开关器件和第四开关器件分别连接电源的正极和负极；且相邻两个环形线圈4中，一个环形线圈4的第一接线端和另一个环形线圈4的第二接线端之间设有第五开关器件。优选地，开关器件为可控硅。该电路的控制原理如下表所示。该外围电路和换向器2串联，可通过控制开关器件的通断，来控制环形线圈4串联、并联、断开或者几组环形线圈4串联，另外几组环形线圈4并联等混合连接，以使得通电后保证环形磁铁3两面的环形线圈4对其间的环形磁铁3的作用力方向保持一致。本实施例涉及的电磁原理与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种串磁电机，其特征在于，包括：外壳、电机轴、若干环形磁铁和若干环形线圈，所述电机轴沿外壳中轴线穿过外壳，并通过轴承与外壳连接，所述若干环形磁铁沿电机轴轴向方向间隔预定距离地排列，所述环形磁铁为至少由两个弧形磁铁异极相接组成的环，环形磁铁两侧分别至少设有一个环形线圈，所述环形磁铁和环形线圈各自的轴线与电机轴共线。

【技术特征摘要】
1.一种串磁电机，其特征在于，包括：外壳、电机轴、若干环形磁铁和若干环形线圈，所述电机轴沿外壳中轴线穿过外壳，并通过轴承与外壳连接，所述若干环形磁铁沿电机轴轴向方向间隔预定距离地排列，所述环形磁铁为至少由两个弧形磁铁异极相接组成的环，环形磁铁两侧分别至少设有一个环形线圈，所述环形磁铁和环形线圈各自的轴线与电机轴共线。2.如权利要求1所述的串磁电机，其特征在于，所述相邻两个环形磁铁异极相对，两者之间设有两个环形线圈。3.如权利要求1所述的串磁电机，其特征在于，所述相邻两个环形磁铁同极相对，两者之间设有一个环形线圈。4.如权利要求1～3中任一项所述的串磁电机，其特征在于，还包括：外围电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张治成，
申请(专利权)人：张治成，
类型：发明
国别省市：重庆,50