无刷电机及其系统技术方案

本发明专利技术公开了无刷电机，该无刷电机包括：具有在转动方向上交替地磁化为N极和S极的多个磁化表面的转子；具有多个凸极的定子，线圈缠绕在各凸极上；多个凸极对立于所述磁化表面，其中，转子进一步包括磁化表面之下的多个腔；多个磁体中的每一个置于一个腔内。本发明专利技术的其他方面也教导了电机结构或电机系统的不同配置，以获得灵活的功率输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无刷电机及其系统，尤其是具有灵活的输出功率的无刷电机。
技术介绍
永磁无刷电机已广泛地用于不同的电应用比如三相泵、风扇、鼓风机、压缩机、输送机驱动等。无刷电机的驱动功率由源自永久磁铁的永磁场的切割效应和线圈或所谓的无刷电机中的绕组所产生的可变电磁场提供。磁敏霍尔效应部件被安装在一些无刷电机中以收集永磁场的信号，其可用作用于控制施加到电机绕组的电功率的参考。三相无刷电机具有优点比如简单设计、固有的高启动力矩和高效率。然而，现存的无刷电机具有某些缺点，缺点之一是无刷电机的转子上的永久磁铁通常安装到或固定到转 子芯的圆周向外表面上。将永久磁铁安装或固定到转子芯的圆周向外表面上增加了转子和定子之间的气隙，以及在相邻永久磁铁之间产生大的气隙。将永久磁铁固定到转子芯外表面上的已知方法包括将磁铁通过螺纹或者螺栓连接到外表面或者甚至使用粘合剂将所述磁铁粘附到所述外表面。粘附方法不一定可靠，并且具有风险在转子的高速转动期间，永久磁铁有可能从转子的表面分离并损害无刷电机。传统的高功率无刷电机也具有问题用于无刷电机的控制器很难制造，原因是控制器不得不承受从电机产生高功率输出所需的大电流。因此，用于制造具有高功率部件的控制器的制造复杂性导致不合需要的高费用。在某些情况下，传统的高功率无刷电机具有固定的驱动功率，从而无法根据特定应用在改变驱动功率方面提供灵活性。
技术实现思路
根据前述的背景，本专利技术的目标是在一定程度上消除或减轻已知的永磁无刷电机相关的一个或多个问题。上述目标通过主权利要求的特征组合而得以满足。从属权利要求进一步公开了本专利技术的有利实施例。本专利技术的另一个目标是提供一种交流无刷电机和由无刷电机组成的电机系统。本领域技术人员将从下面的描述得到本专利技术的其他目标。因而，目标的前述陈述不是穷举的，而仅仅用来说明本专利技术许多目标的一部分。因此，在一个方面，本专利技术包括一种无刷电机，该无刷电机包括具有在转动方向上交替地磁化为N和S极的多个磁化表面的转子；具有多个凸极的定子，线圈缠绕在各凸极上；多个凸极对立于磁化表面。转子进一步包括磁化表面之下的多个腔；多个磁体中的每一个置于相应的腔内。根据本专利技术的另一个方面，提供一种电机系统，其包括多个电机；连接多个电机的驱动轴的至少一个传动联轴器；连接到多个电机的控制器。传动联轴器能将来自多个电机的驱动功率传送到驱动构件。控制器能控制多个电机的运行，使得多个电机之中的预定数目的电机可被同时驱动，同时多个电机中的其他电机不被驱动。电机可包括无刷电机。传动联轴器可以如此，以便以末端对末端方式连接多个电机的驱动轴，就是说，电机的驱动轴的输出驱动轴部分被连接到相邻电机的输入驱动轴部分。电机因而可被布置成电机轴纵向调整。在本专利技术的再一个方面，无刷电机包括至少两个转子、至少两个定子和控制器。转子被驱动轴连接，各定子对应于各自的一个转子，并包围各自的转子。各定子进一步包括绕组。控制器连接到定子的绕组。控制器能将电功率仅提供给两个定子的绕组中的预定数目的绕组。 在另一个方面，本专利技术公开了一种无刷电机，该无刷电机包括转子；具有多个凸极的定子，第一和第二线圈缠绕在各凸极上；以及至少一个连接到第一线圈和第二线圈的控制器。控制器能将电功率提供给第一线圈、第二线圈或者同时提供给第一线圈和第二线圈。本专利技术具有许多优点。首先，通过将永久磁铁插入转子芯表面下方的腔中，永久磁铁被稳定地固定在转子内，从而使得永久磁铁脱离的风险得以消除或大体上减少。在另一方面，绕转子的磁力线因为永久磁铁布置的位置而更均匀的分布，这就改善了能量转换效率，并进而增加了电机的总性能。凹槽设定在两个磁化表面或实质上转子上的两个永久磁铁之间。转子上的凹槽在无刷电机运行时产生气流，使得聚集在凸极上的线圈内或周围的热量以及转子周围的热量可有效地耗散。本专利技术的另一个优点在于在本专利技术实施例中所描述的电机系统中，提供了多种结构，比如不止一个单独控制定子上的线圈的控制器或不止一个单独控制电机系统内的无刷电机的控制器。这些结构已被采用以单独地控制系统内的线圈/电机，以便可实现电机系统的灵活功率输出，并且更简单地制造不止一个小功率控制器而非简单的高功率控制器，同时仍然获得期望的高驱动输出功率。在另一方面，电机系统能在目标装置不需要电机系统的全部输出功率时获得能源节省。附图说明本专利技术的前述和进一步的特征将从经由示例以及附图提供的优选实施例的以下描述而变得显而易见，其中图Ia是根据本专利技术一个实施例的无刷电机的定子和转子结构的横截面视图；图Ib示出了图Ia中的无刷电机的转子的横截面视图；图2是示出了根据本专利技术另一个实施例的无刷电机的横截面视图的示意图；图3是示出了根据本专利技术另一个实施例的无刷电机周围的磁场线的示意图；图4是示出了根据本专利技术一个实施例的无刷电机的示意图，其中，两个不同的线圈缠绕在单凸极上；图5是示出了根据本专利技术一个实施例的无刷电机的横截面视图的示意图，该无刷电机包括两组定子和转子；图6图示了根据本专利技术一个实施例的形成电机系统的多个无刷电机的组成；图7是示出了根据本专利技术一个实施例的电机系统的横截面视图的示意图，该电机系统由两个无刷电机组成，各个电机包含两组定子和转子。具体实施例方式在随后的权利要求和本专利技术的前述描述中，除了因表述语言或必要暗示外，本文中的词“包括”或变形比如“包括了”或“正包括”用于包含意义，就是说，详细说明特定特征的存在，而非排除本专利技术不同实施例中的其他特征的存在或增加。如此处所用或权利要求所用的那样，“联接”或“连接”指经由一个或多个电构件直接或间接地电联接或连接，除非另作说明。现在参考图la、图Ib和图2，本专利技术的第一实施例是包括定子22和转子24的无刷电机。转子24的芯21优选地通过堆叠多个硅钢而制造成，并且转子芯21具有中空形状，轴44通过该中空形状被安装。如图2中所示，轴44经由多个轴承47可转动地安装在电机的端盖45上。在转子24的外部周围上具有多个表面40，在每个表面40的下面，腔形成在转子24内。在每个腔中，具有磁体26，优选地是以型钢布置的磁钢。磁钢26被布置，使得它们的N极和S极沿转子24的圆周在转动方向上交替地定位。磁钢26优选地包括硅钢片(未不出)。在此配置中，各个表面40被表面40直接下方的相应磁钢26磁化。表面40因 而变成磁化表面，也在转动方向上交替地磁化成N和S极。优选地，腔和相应的磁钢26均匀地分布在转子24的圆周上，并以预定间隔彼此等间隔地隔开。在另一个优选实施例中，在每两个磁化表面40之间形成有凹槽38，换句话说，每两个磁钢26被凹槽38隔开。在定子22的内圆周上，形成有多个凸极32，线圈(未示出)被缠绕在各个凸极上。多个凸极32对立于转子24上的磁化表面40。在一个实施例中，定子22上的凸极32的数目是偶数。优选地，凸极32被均匀地分布在定子24的内圆周上，并以预定间隔彼此均等地间隔开。可选择地，也具有一个或多个霍尔效应传感器30安装在凸极32上。在如图Ia所示的实施例中，在定子22的内圆周上具有18个凸极32，相应地在转子24的外圆周上具有16个磁钢26。18个凸极32沿定子22的内圆周等分成两组三相绕组，也就是说第一绕组34和第二绕组。换句话说，第一绕组34和第二绕组36中的每一个容纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无刷电机，包括：具有在转动方向上交替地磁化为N极和S极的多个磁化表面的转子；具有多个凸极的定子，线圈缠绕在各凸极上，所述多个凸极对立于所述磁化表面；其中，所述转子进一步包括所述磁化表面之下的多个腔；多个磁体中的每一个置于所述多个腔的相应的一个内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈冶，毛国华，
申请(专利权)人：福斯特资产有限公司，
类型：发明
国别省市：