一种多对组磁极并联电机制造技术

本发明专利技术提供了一种多对组磁极并联电机，包括转子和定子，转子包括相互独立的至少两个独立线圈；定子包括至少两对由第一磁体和第二磁体构成的磁体对，至少两对由正导电环和负导电环构成的导电环对，且第一磁体的N极和第二磁体的S极分别用于作用于通电的独立线圈；每个独立线圈均具有两个分别用于在转子旋转过程中交替电连接正导电环、负导电环的接电端点，且在一个旋转周期中，存在有至少两个独立线圈相互并联的时刻，每个独立线圈的轨迹圆心角小于或等于180度且不等于360/N，其中N表示导电环对数。本方案在多对组磁极情况下能够实现所有线圈并联工作，在一定条件下能够实现所有线圈全时并联工作，有效提高电机的工作效率。有效提高电机的工作效率。有效提高电机的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多对组磁极并联电机


[0001]本专利技术属于电机
，尤其是涉及一种多对组磁极并联电机。

技术介绍

[0002]电机包括有刷电机和无刷电机，其中有刷电机由于其性能稳定，造价低等优点而被广泛用于一些要求不高的场合。
[0003]有刷电机的线圈数量有多有少，一般情况下，线圈数量越多，电机越稳定，所以一般的电机都会采用多个线圈方式。现有技术中，为了节省绕组成本、方便接线等目的，会将每个线圈的线圈角度减小，即，将每个线圈在铁芯上铁芯槽/柱的跨越数量减少，当线圈角度减小到一定数量时，需要增加磁极对数以满足对线圈的作用效果，如中国专利公开了一种直流有刷电机及冷却风扇[申请号：CN202011160645.3]，包括定子、转子和电刷组件，定子包括壳体和设置在壳体内部的2n对磁极；转子包括转轴、固定在转轴上的钩型换向器和导磁体、缠绕在导磁体内并与钩型换向器的挂钩电连接的绕线组；钩型换向器上每间隔180
°
的两个挂钩通过导体电连接；电刷组件相对于壳体固定，电刷组件包括绝缘板和固定在绝缘板上的n对电刷。
[0004]上述方案解决了一些问题，例如在为了减少绕线组铜线用量而增加磁极对数为2n对的情况下，能够保持电刷对数依旧仅需要n对，用更简单的电机结构实现更好的效果。但是上述方案仍然存在一些缺陷，例如上述方案中，仍然沿用了电刷和换向器思路，每个线圈的通电时间仍然需要换向器来分配，每个线圈的工作时间有限，并且无法实现所有线圈并联通电，限制电机工作效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种具有多导电环对的多线圈并联电机。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：
[0007]一种多对组磁极并联电机，包括转子和定子，所述的转子包括相互独立的至少两个独立线圈；
[0008]所述的定子包括至少两对由第一磁体和第二磁体构成的磁体对，至少两对由正导电环和负导电环构成的导电环对，且第一磁体的N极和第二磁体的S极分别用于作用于通电的独立线圈；
[0009]每个独立线圈均具有两个分别用于在转子旋转过程中交替电连接正导电环、负导电环的接电端点，且在一个旋转周期中，存在有至少两个独立线圈相互并联的时刻，每个独立线圈的轨迹圆心角小于或等于180度且不等于360/N，其中N表示导电环对数。
[0010]在上述的多对组磁极并联电机中，在一个旋转周期中，存在有至少三/四/五/六个独立线圈相互并联的时刻；
[0011]在每个旋转周期中，存在至少两/三/四/五/六个独立线圈相互并联的时刻大于1/Z旋转周期，Z等于2、3、4或5；
[0012]每个正导电环均包括正有效段弧度，每个负导电环均包括负有效段弧度，正有效段弧度和负有效段弧度周向交替布置，且相邻的正有效段弧度与负有效段弧度之间具有空缺弧度，每个独立线圈的两个接电端点构成的轨迹圆心角均大于所述的空缺弧度。
[0013]在上述的多对组磁极并联电机中，所有导电环周向依次均匀分布且具有相同的圆心以使正有效段弧度构成正导电环，负有效段弧度构成负导电环。
[0014]在上述的多对组磁极并联电机中，所述的轨迹圆心角在(360/2N)
±
阈值角度的范围内。阈值角度可以为0，此时当有两对磁体对时，轨迹圆心角为90度，当有三对磁体对时，轨迹圆心角为60度。阈值角度也可以为10度，20度、30度等，如为10度，当有两对磁体对，轨迹圆心角的范围在80度
‑
100度之间。
[0015]在上述的多对组磁极并联电机中，相邻的导电环之间通过绝缘薄膜相隔离以使正导电环有效段和负导电环有效段均趋近于零。
[0016]在上述的多对组磁极并联电机中，所述的独立线圈均由漆包线在铁芯的任意两个绕线槽上绕设而得，且各个独立线圈跨有相同的绕线槽数量；此时，所有独立线圈具有相同或相近的线圈角度，线圈角度指线圈在铁芯的360度圆周上所占据的角度；
[0017]或者，存在至少两组跨有不同绕线槽数量的独立线圈。
[0018]在上述的多对组磁极并联电机中，每个独立线圈的线圈角度在(360/2N)
±
预设值的范围内。且预设差值可以为60度、50度、30度或20度等。
[0019]在上述的多对组磁极并联电机中，包括两对磁体对和两对导电环对；
[0020]或者包括三对磁体对和三对导电环对。
[0021]在上述的多对组磁极并联电机中，所述的第一磁体11和第二磁体12周向交替布置，且磁体对和导电环对一一对应或周向错开设置。
[0022]在上述的多对组磁极并联电机中，所述的独立线圈均以60度、90度或120度的线圈角度绕设在铁芯上，且多个独立线圈在铁芯上周向分布；
[0023]当线圈数量＜360/线圈角度时，多个独立线圈以旋转轴A为中心线周向依次分布；
[0024]当线圈数量＝360/线圈角度时，多个独立线圈以旋转轴A为中心线周向叠加分布；
[0025]当线圈数量＞360/线圈角度时，多个独立线圈以旋转轴A为中心线周向叠加和/或交叉分布。
[0026]本专利技术的优点在于：
[0027]采用小角度线圈形式，能够节省绕组成本，满足接线方便的目的，且没有电刷，每个时刻通电线圈的数量不受电刷数量限制，能够实现所有线圈同时通电；
[0028]通过一定的设置方式，如使导电环有效段的圆心角无穷趋近90度，独立线圈的轨迹圆心角为90度，理想情况下能够实现所有线圈全时并联工作；
[0029]使用同一时刻多个线圈并联工作的方式替代传统各个线圈依次轮流替换的方式，大大提高了线圈利用率，能够在转矩输出不变的前提下降低损耗；
[0030]通过周向分布多组较为密集的独立线圈，使磁场的作用力分布满整个转子的周向，能够有效提高磁场力作用效果，保证力矩输出平稳。
附图说明
[0031]图1是实施例一中两对组磁极并联电机布置三个独立线圈的示意图；
[0032]图2是本专利技术施例一中三组90度独立线圈的接电端点在导电环上的布置示意图；
[0033]图3是本专利技术施例一中三个独立线圈在铁芯上的布置示意图；
[0034]图4是本专利技术施例一中四组90度独立线圈的接电端点在导电环上的布置示意图；
[0035]图5是本专利技术施例一中具有四组90度独立线圈的电机效果图；
[0036]图6是现有技术三线圈电机角型接法的结构示意图；
[0037]图7是现有技术三线圈电机角型接法的等效电路图；
[0038]图8是现有技术三线圈电机星型接法的结构示意图；
[0039]图9是现有技术三线圈电机星型接法的等效电路图；
[0040]图10是图2所示方案的等效电路图；
[0041]图11是实施例二中三对组磁极并联电机布置四个独立线圈的示意图；
[0042]图12是实施例二中四组60度独立线圈的接电端点在导电环上的布置示意图。
[0043]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多对组磁极并联电机，包括转子和定子，其特征在于，所述的转子包括相互独立的至少两个独立线圈；所述的定子包括至少两对由第一磁体和第二磁体构成的磁体对，至少两对由正导电环和负导电环构成的导电环对，且第一磁体的N极和第二磁体的S极分别用于作用于通电的独立线圈；每个独立线圈均具有两个分别用于在转子旋转过程中交替电连接正导电环、负导电环的接电端点，且在一个旋转周期中，存在有至少两个独立线圈相互并联的时刻，每个独立线圈的轨迹圆心角小于或等于180度且不等于360/N，其中N表示导电环对数。2.根据权利要求1所述的多对组磁极并联电机，其特征在于，在一个旋转周期中，存在有至少三/四/五/六个独立线圈相互并联的时刻；在每个旋转周期中，存在至少两/三/四/五/六个独立线圈相互并联的时刻大于1/Z旋转周期，Z等于2、3、4或5；每个正导电环均包括正有效段弧度，每个负导电环均包括负有效段弧度，正有效段弧度和负有效段弧度周向交替布置，且相邻的正有效段弧度与负有效段弧度之间具有空缺弧度，每个独立线圈的轨迹圆心角均大于所述的空缺弧度。3.根据权利要求2所述的多对组磁极并联电机，其特征在于，所有导电环周向依次均匀分布且具有相同的圆心以使正有效段弧度构成正导电环，负有效段弧度构成负导电环。4.根据权利要求3所述的多对组磁极并联电机，其特征在于，所述独立线圈的轨迹圆心角在(360/2N)
±
阈值角度的范围内，阈值角度为0

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：杭州东博自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：