本发明专利技术提供径向磁场三相交流永磁无刷电机，与普通三相交流电机不同，其电机定子由内部是圆桶形并有用于绕线的电枢槽和电枢齿的硅钢片叠加而成，圆柱形永磁体转子在径向装有磁力线与电机转轴相垂直的永磁体，定子和转子产生的磁力线与电机轴相垂直，无需驱动器就可以直接在三相交流电源上使用，也可以经交流变频器进行速度调节，相对于传统的三相交流电机在同样规格情况下提高了电机效率和功率以及转矩，并且在每次驱动时都对含有永磁体的磁性转子的全部南北极都进行驱动，实现了高的电能驱动效率和高的功率密度。在日常工业动力应用上实现了节能减排，具有取代现在广泛使用的三相交流电机的应用前景和非常重大的意义。相交流电机的应用前景和非常重大的意义。相交流电机的应用前景和非常重大的意义。
【技术实现步骤摘要】
径向磁场三相交流永磁无刷电机
[0001]本专利技术公开了径向磁场三相交流永磁无刷电机。
[0002]本专利技术涉及三相交流电机
技术介绍
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[0003]径向磁场三相交流永磁无刷电机是一种新型的电能转化为机械能产品。
[0004]三相交流电机，是工业应用中电能转化为机械能典型的主要方式，其原理为在圆筒形定子上饶有三相绕组线圈，当通过三相交流电时，产生旋转磁场，并在鼠笼式转子上感应出电流并产生出转子上的磁场，定子和转子的磁场相互作用，驱动转子旋转，输出机械能。在现有的技术中，电机的定子上在鼠笼式转子上感应出电流过程中由于定子和转子之间的不得不存在的气隙使得感应电流减小而产生损耗，并且鼠笼式转子上感应出电流并产生出转子上的磁场也将再次存在损耗，使得电机效能下降。而本专利技术的径向磁场三相交流永磁无刷电机将定子上三相交流电产生的旋转磁场直接作用于具有永磁体的转子上，驱动转子旋转，提高了电能到输出机械能的转换效率，并且相对于直流无刷电机，又去掉了高成本的驱动器，这在工业动力应用中对于节能减排，绿色低碳都具有着很重要的意义。
技术实现思路
[0005]在本专利技术的径向磁场三相交流永磁无刷电机中，采用的是定子和转子的磁力线与圆柱形永磁体转子转轴相垂直的方式，转子上永磁体在转子圆柱体上按径向安装，其磁力线与转子转轴相垂直，其电机定子由内部是圆桶形并开有用于绕线的电枢槽和电枢齿的硅钢片叠加而成，其上的定子线圈的绕制方式按分布方式围绕五个电枢齿齿槽绕制，定子和转子产生的磁力线与电机轴相垂直，无需驱动器就可以直接在三相交流电源上使用，也可以经变频器进行速度调节，相对于传统的三相交流电机在同样规格情况下提高了电机效率和功率，并且在每次驱动时都对含有永磁体的磁性转子的全部南北极都进行驱动，增大了转矩和驱动功率，故命名为径向磁场三相交流永磁无刷电机。
[0006]本专利技术的径向磁场三相交流永磁无刷电机也可经由可调输出频率的三相交流变频器进行调节，交流变频器输出的三根相线接于径向磁场三相交流永磁无刷电机的三根相线上，改变变频器输出的三相交流电的频率从而达到调节转速的目的。
附图说明
[0007]图1是一个三相24个电枢齿定子按分布式绕制方式的定子M1示意图。
[0008]图2是三相定子绕组当电流分别由其起始端头流入和结尾端流出时在电枢齿上产生的南极和北极示意图。
[0009]图3是为了便于理解而把图1分解只显示定子上一相绕组(U相)的绕制图。
[0010]图4是U相电流为0度时三相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0011]图5是U相电流为30度时三相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0012]图6是U相电流为60度时三相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0013]图7是U相电流为90度时三相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0014]图8是U相电流为120度时三相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0015]图9是U相电流为150度时三相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0016]图10是U相电流为180度时三相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0017]图11是U相电流为210度时三相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0018]图12是U相电流为240度时三相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0019]图13是U相电流为270度时三相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0020]图14是U相电流为300度时三相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0021]图15是U相电流为330度时三相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
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具体实施方式
[0022]本专利技术的径向磁场三相交流永磁无刷电机，包括了电机定子和圆柱形永磁体转子，其电机定子由内部是圆桶形并开有用于绕线的电枢槽和电枢齿的硅钢片叠加而成，定子上绕组通电后产生的磁力线与电机转轴相垂直，定子电枢齿之间绕制有三相定子绕组，绕组通电驱动时产生径向磁场；圆柱形永磁体转子在外径向沿电机转轴方向装有磁力线与电机转轴相垂直的永磁体，圆柱形永磁体转子的磁力线按径向分布，并在外径向上各个磁极按南极北极相邻排列。定子绕组通电时在其各个电枢齿上分别产生南极和北极磁极，定子电枢齿上面向转子的磁极和圆柱形永磁体转子上面向电枢齿的永磁体的磁极按照同性磁极产生相互推开的排斥力(同为南极，同为北极都相互排斥)，异性磁极产生相互拉近的吸引力(一个为南极与另一个为北极)的方式驱动转子上每一个南极和北极永磁体，而定子绕组的绕制方式使得在通以三相交流电时产生旋转磁场进而驱动转子向一个方向旋转。定子绕组由三相交流电源供电驱动。
[0023]本专利技术的径向磁场三相交流永磁无刷电机定子电枢槽数等于安装有圆柱形永磁体的转子在外径向上径向磁场的南极和北极的数量和乘以6。具体可以在图1中可以看到(图1中M1是内部是圆桶形并在内径向上面开有用于绕线的电枢槽和电枢齿的硅钢片叠加而成的定子，而M2是在外径向装有磁力线与电机转轴相垂直的圆柱形永磁体的转子，其磁力线按径向分布，圆柱形永磁体转子在外径向上其永磁体的各个磁极按南极北极相邻排列)，以三相绕组，二个南极和二个北极共4个磁极为例，数量和为4，槽数等于4，乘6为24槽。
[0024]本专利技术的径向磁场三相交流永磁无刷电机定子绕组的绕制方式是跨过六个齿槽的五个电枢齿间绕制，并且同一相绕组的相邻二个线圈绕制方向相反，在当不计二个线圈中心所在的电枢齿时，相邻二个线圈的中心相隔5个电枢齿，如此保持同一相绕组的相邻二个线圈绕制方向相反直到绕制完毕，对于其余二相的绕组也用同样的方式绕制，当不计绕组起点所在的电枢槽时相邻相绕组相隔3个电枢槽排列，这在图1和图2中可以看到。各相绕组的起始端部引出去接三相交流电的相线，如图2中的U1，V1，和W1，各相绕组的尾部相接在一起，在图2中就是将U2，V2和W2相接在一起，形成传统的星形接法(在电机领域，三角形接法和星形接法都是公知的说法)，当通以三相交流电时，各相绕组上电流相位不同，而定子绕组的绕制方式使得在通以三相交流电时产生旋转磁场从而驱动转子旋转。
[0025]由于定子绕组的绕制方式是跨过六个齿槽的五个电枢齿间绕制并且同一相绕组的相邻二个线圈绕制方向相反，在当不计二个线圈中心所在的电枢齿时，相邻二个线圈的中心相隔5个电枢齿，所以定子电枢槽数等于永磁转子南北磁极的数量乘以6，当圆柱形永磁体的转子外径向上径向磁场的南北磁极的数量采用三个南极和三个北极共6个磁极，就为6X6＝36槽；当圆柱形永磁体的转子外径向上径向磁场的南北磁极的数量采用四个南极和四个北极共个8磁极，就为8X6＝48槽；当圆柱形永磁体的转子外径向上径向磁场的南北磁极的数量采用五个南极和五个北极共10个磁极，就为10X6＝60槽；当圆柱形永磁体的转子外径向上径向磁场的南北磁极的数量采用六个南极和六个北极共12个磁极，就为12X6＝72槽。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.径向磁场三相交流永磁无刷电机，包括电机定子和圆柱形永磁体转子，其特征是：径向磁场三相交流永磁无刷电机其电机定子由内部是圆桶形并开有用于绕线的电枢槽和电枢齿的硅钢片叠加而成，定子上绕组通电后产生的磁力线与电机转轴相垂直，产生径向磁场；圆柱形永磁体转子上装有永磁体，圆柱形永磁体转子的磁力线按径向分布，定子绕组通电时在其各个电枢齿上分别产生南极和北极磁极，定子电枢齿上面向转子的磁极和转子上面向电枢齿的永磁体的磁极按照同性磁极产生相互推开的排斥力，异性磁极产生相互拉近的吸引力的方式驱动转子上每一个南极和北极永磁体，而定子绕组的绕制方式使得在通以三相交流电时产生旋转磁场进而驱动转子向一个方向旋转，定子绕组由三相交流电源供电驱动。2.根据权利要求1所述的径向磁场三相交流永磁无刷电机，其特征是：硅钢片叠加而成的定子其电枢齿上同一相绕组的绕制方式是按分布方式绕组在跨过六个电枢槽的五个电枢齿间绕制，同一相绕组相邻二个线圈绕向相反，并且当不计二个线圈中心所在的电枢齿时，相邻二个线圈的中心相隔5个电枢齿；三相绕组的绕制方式相同，当不计绕组起点所在的电枢槽时，相邻相的绕组相隔3个电枢槽放置；三相绕组的一端用于接三相交流电源，三相绕组的另一端都相连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭宇科，彭玉婷，彭明，
申请(专利权)人：彭宇科，
类型：新型
国别省市：
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