本发明专利技术提供径向磁场单相交流永磁无刷电机，与普通单相交流电机不同，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单相交流电源上使用，也可以经变频器进行速度调节，相对于传统的单相交流电机在同样规格情况下提高了电机功率和转矩，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，具有广泛的应用前景。具有广泛的应用前景。具有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
径向磁场单相交流永磁无刷电机
[0001]本专利技术公开了径向磁场单相交流永磁无刷电机。
[0002]本专利技术涉及单相交流电机
技术介绍
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[0003]径向磁场单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]单相交流电机，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一相或者二相绕组线圈，当通过单相交流电时，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，但由于其效率较低和运行性能较差，因而一般只制作成小型和微型系列的单相异步电机。
技术实现思路
[0005]在本专利技术的径向磁场单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集中方式围绕一个电枢齿的二边齿槽绕制，定子和转子产生的磁力线与电机轴相垂直，定子上相邻绕有二组绕组，其中一组绕组串联接入一个电容，无需驱动器就可以直接在单相交流电源上使用，也可以经变频器进行速度调节，相对于传统的单相交流电机在同样规格情况下提高了电机功率和转矩，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，增大了转矩，驱动功率和减少了绕组线圈用铜线，故命名为径向磁场单相交流永磁无刷电机。
[0006]本专利技术的径向磁场单相交流永磁无刷电机也可经由可调输出频率的单相交流变频器进行调节，单相交流变频器输出的二根交流电源线接于径向磁场单相交流永磁无刷电机的二根相线上，改变变频器输出的单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是本专利技术的径向磁场单相交流永磁无刷电机定子和转子结构示意图。
[0008]图2是本专利技术的径向磁场单相交流永磁无刷电机转子结构示意图。
[0009]图3是一个单相12个电枢齿定子绕制方式的示意图。
[0010]图4是为了便于理解而把图3分解只显示定子上一相绕组(U相)的绕制图。
[0011]图5是电机定子的二相绕组的连接方式。
[0012]图6是V相电流为0度时二相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0013]图7是V相电流为30度时二相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0014]图8是V相电流为60度时二相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0015]图9是V相电流为90度时二相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0016]图10是V相电流为120度时二相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0017]图11是V相电流为150度时二相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0018]图12是V相电流为180度时二相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0019]图13是V相电流为210度时二相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0020]图14是V相电流为240度时二相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0021]图15是V相电流为270度时二相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0022]图16是V相电流为300度时二相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0023]图17是V相电流为330度时二相驱动电流所产生的磁场和对转子的驱动图。
[0024]图18是电容启动式方式运行时的电机绕组连接图。
具体实施方式
[0025]本专利技术的径向磁场单相交流永磁无刷电机其电机定子采用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，定子电枢齿上绕制有二相定子绕组，其绕组绕制方式为集中式绕制方法，也就是围绕单个电枢齿二边的电枢槽绕制，同一相绕组的相邻两个线圈绕向相反，同一相绕组相邻二个线圈之间相隔一个电枢齿，二相定子绕组的绕制方式相同并相邻电枢齿放置。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，并在其各个电枢齿上分别产生南极和北极磁极，二相定子绕组由单相交流电源驱动。
[0026]本专利技术的径向磁场单相交流永磁无刷电机其电机的圆柱形永磁体转子采用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环，并将永磁体圆环按外径向充磁而成，也可用将永磁体磁铁按其磁力线与电机转轴相垂直的方式沿电机转轴方向安装于圆柱形转子的转子体而成，圆柱形永磁体转子上的永磁体产生的磁极在外径向形成径向磁场，并按南极和北极相邻排列。
[0027]本专利技术的径向磁场单相交流永磁无刷电机的圆柱形永磁体转子在外径向的磁极数量与定子电枢槽槽数的关系是：定子电枢槽槽数等于圆柱形永磁体转子在外径向的南极和北极的磁极数量之和乘以2。具体可以在图1中可以看到，以转子上三个南极三个北极共6个磁极为例，槽数等于6乘2为12槽；如果采用六个南极六个北极共12个磁极为，槽数等于12乘2为24槽。
[0028]在本专利技术中，其二相定子绕组的一端相连在一起(如图5所示)并且接于单相交流电源的一根电源线上；在电容运行方式时二相绕组的其中一相绕组的另一端串连接一个运行电容后与另一相绕组的另一端相连在一起后接于单相交流电源的另一根电源线上，具体可在图5中看到，图5中在U相上串联进了一个电容C，图上L和N是单相交流电源的火线和零线，他们分别是单相交流电源的二根电源线，其图上面是单相交流电源的电流图和经串联进了一个电容C后裂相为二相电流的图，U相电流超前V相电流90度，当通以单相交流电时，二相绕组下的各个电枢齿分别产生南极和北极磁极，并随着U相和V相电流相位的变化产生旋转磁场，该旋转磁场使得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(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，并随着旋转磁场的变化进而驱动转子向一个方向旋转。
[0029]图1是本专利技术的径向磁场单相交流永磁无刷电机定子和转子结构示意图，M1是在其径向方向安装有永磁体的转子，磁力线按径向分布，M1上S1，S2，S3，N1，N2和N3是永磁体的南极和北极，永磁体在安装上磁极按南极北极相邻排列。转子外面是由导磁体材料构成的定子，其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，定子和转子产生的磁力线与电机转轴相垂直，电枢齿之间绕制有二相定子绕组，X1到X24是定子上围绕电枢齿绕制的绕组线圈，图上1到12是其电枢齿。
[0030]图2是本专利技术的径向磁场单相交流永磁无刷电机转子结构示意图，M1是在其径向方向安装有永磁体的转子，磁力线按径向分布，M1上S1，S2，S3，N1，N2和N3是永磁体在转子外径向的南极和北极，永磁体在安装上磁极按南极北极相邻排列，并使转子产生径向磁场。
[0031]图3是一个单相12个电枢本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.径向磁场单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：径向磁场单相交流永磁无刷电机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，电枢齿上绕制有二相定子绕组，定子上绕组通电后产生的磁力线与电机轴相垂直，产生径向磁场；圆柱形永磁体转子上装有永磁体，圆柱形永磁体转子也产生径向磁场，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单相交流电时产生旋转磁场进而驱动转子向一个方向旋转，二相定子绕组由单相交流电源驱动。2.根据权利要求1所述的径向磁场单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的定子绕组按集中式绕制方法围绕单个电枢齿二边的电枢槽绕制，同一相绕组的相邻两个线圈绕向相反，同一相绕组的相邻二个线圈之间相隔一个电枢齿，二相定子绕组的绕制方式相同并相邻电枢齿放置。3.根据权利要求1所述的径向磁场单相交流永磁无刷电机，其特征是：二相绕组的一端相连在一起并且接于单相交流电源的一根电源线上；在电容运行方式时二相绕组的...
【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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