稀土永磁磁悬浮交直流电机的制作方法

本发明涉及电机领域，特别是一种稀土永磁磁悬浮交直流电机。

背景技术：

电机是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置，或者将一种形式的电能转换成另一种形式的电能。电动机是将电能转换为机械能(俗称马达)，发电机是将机械能转换为电能。电动机在电路中用字母“m”(旧标准用“d”)表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。电动机是把电能转换成机械能的一种动力设备，它利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩，从而带动电机轴旋转。电动机的工作效率较高，没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小，使用和控制非常方便，能满足各种运行要求，在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面得到广泛应用。电动机品种繁多，具有各种不同的功能，以满足各种不同的使用要求，随着技术的进步，对电动机的要求也越来越高，其中，既有电机性能方面的要求，也有对使用场合适应性的功能性要求。现有常规电机的工作效率低，损耗大，且散热困难。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种稀土永磁磁悬浮交直流电机，采用磁铁同性相斥的设计原理，使得定子转子相对磁悬浮，在转子旋转时定子磁铁对转子进行推动减少电机运行摩擦损耗，使得电机的工作效率高，损耗低；在动力输出的同时还可以进行发电。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种稀土永磁磁悬浮交直流电机，包括定子、定子磁铁、定子铁芯、转子和转子磁铁；所述转子位于所述定子内部；在所述定子内圈均匀分布有若干定子磁铁，在所述转子外圈均匀分布有若干转子磁铁；所述定子磁铁与转子磁铁相邻的一侧的磁极相同；在每两个定子磁铁之间都设置一个定子铁芯，所述定子铁芯固定于定子内圈，定子铁芯的轴向沿着定子的直径方向；在所述定子铁芯上绕有输入直流三相绕组，其具有如下的缠绕方式：第一个定子铁芯绕有直流第一相u，与第一个定子铁芯紧邻的第二个定子铁芯绕有直流第二相v，与第二个定子铁芯紧邻的第三个定子铁芯绕有直流第三相w，与第三个定子铁芯紧邻的第四个定子铁芯绕有直流一第一相u，与第四个定子铁芯紧邻的第五个定子铁芯绕有直流第二相v，与第五个定子铁芯紧邻的第六个定子铁芯绕有直流第三相w，设定u、v、w输入端为同名端，第一组u、v、w绕组异名端与第二组u、v、w绕组同名端连接，依次循环。

进一步的，还包括输出交流三相绕组，以相邻4个定子铁芯为一组虚拟输出铁芯，每组虚拟输出铁芯都绕有输出闭合线圈，设定a、b、c输出端为同名端，第一组a、b、c绕组异名端与第二组a、b、c绕组同名端连接使相同输出相的输出闭合线圈串联。

进一步的，所述定子为导磁钢圈或定子与定子铁芯同为矽钢形成整体。

进一步的，所述定子铁芯为矽钢铁芯。

进一步的，所述定子磁铁的数量为12*n个，其中n表示自然数。

进一步的，所述稀土永磁磁悬浮交直流电机的定子上开有电机引出线，定子一侧固定有定子端盖，所述转子连接到转子连接轴。

进一步的，所述定子端盖通过螺栓固定在定子侧面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用本结构的电机，定子转子相对应磁铁同极性为n极，转子磁铁与定子磁铁的距离取决于转子磁铁相互之间感应的s极不对定子磁铁产生影响而只有斥力减少电机运行摩擦损耗，使得电机的工作效率高，损耗低；在动力输出的同时进行发电。

附图说明

图1是本发明稀土永磁磁悬浮交直流电机内部构造示意图。

图2是本发明稀土永磁磁悬浮交直流电机输入直流三相绕组结构示意图。

图3是本发明稀土永磁磁悬浮交直流电机输入直流三相绕组展开示意图。

图4是本发明稀土永磁磁悬浮交直流电机直流u相绕组示意图。

图5是本发明稀土永磁磁悬浮交直流电机直流v相绕组示意图。

图6是本发明稀土永磁磁悬浮交直流电机直流w相绕组示意图。

图7是本发明稀土永磁磁悬浮交直流电机输出交流三相绕组示意图。

图8是本发明稀土永磁磁悬浮交直流电机输出交流三相绕组展开图。

图9是本发明稀土永磁磁悬浮交直流电机整体外观图。

图中：1-定子；2-定子磁铁；3-定子铁芯；4-转子；5-转子磁铁；6-电机引出线；7-螺栓；8-转子连接轴；9-定子端盖；o表示绕组直流三相中心点；u、v、w(带有数字时含义一样，只是在不同的装置位置，便于描述)分别表示输入绕组的y接法直流三相；a、b、c(带有数字时含义一样，只是在不同的装置位置，便于描述)、o表示交流三相中心点分别表示输出交流绕组y接法的三相四线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

一种稀土永磁磁悬浮交直流电机，包括定子1、定子磁铁2、定子铁芯3、转子4和转子磁铁5；所述转子4位于所述定子1内部；在所述定子1内圈均匀分布有若干定子磁铁2，在所述转子4外圈均匀分布有若干转子磁铁5；所述定子磁铁2与转子磁铁5相邻的一侧的磁极相同；在每两个定子磁铁2之间都设置一个定子铁芯3，所述定子铁芯3固定于定子1内圈，定子铁芯3的轴向沿着定子1的直径方向；在所述定子铁芯3上绕有输入直流三相绕组，其具有如下的缠绕方式：第一个定子铁芯3绕有直流第一相u，与第一个定子铁芯3紧邻的第二个定子铁芯3绕有直流第二相v，与第二个定子铁芯3紧邻的第三个定子铁芯3绕有直流第三相w，与第三个定子铁芯3紧邻的第四个定子铁芯3绕有直流第一相u，与第四个定子铁芯3紧邻的第五个定子铁芯3绕有直流第二相v，与第五个定子铁芯3紧邻的第六个定子铁芯3绕有直流第三相w，依次循环。定子转子相对磁悬浮，减少电机运行摩擦损耗，使得电机的工作效率高，损耗低。

本发明中，定子磁铁2与转子磁铁5相对应为n极相斥，转子磁铁5两个之间感应出s极不影响定子磁铁2的n极而决定转子磁铁5与定子磁铁2之间的距离，同时保持定子磁铁2与转子磁铁5之间的最大斥力，转子4相当于单磁极转子，定子磁铁2与转子磁铁5相斥使转子悬浮于定子中心，定子铁芯3与转子磁铁5的n极及感应s极作用而形成旋转磁场使转子4旋转，转子4旋转过程中定子磁铁2与转子磁铁5相斥使转子增大转矩。

本发明中，直流三相绕组展开图2、图3中直流三相绕组y接法用u、v、w表示，直流三相绕组中心点用o表示；图4直流信号从u端输入使u相绕组铁芯为n极与转子磁铁5的n极相斥，直流信号再经过直流绕组中心点o端从v相到v端使v相绕组铁芯为s极，使转子磁铁5的n极与v相绕组铁芯s极相吸而向v相绕组运动；图5直流信号从v端输入使v相绕组铁芯为n极与转子磁铁5的n极相斥，直流信号再经过直流绕组中心点o端从w相到w端使w相绕组铁芯为s极，使转子磁铁5的n极与w相绕组铁芯s极相吸而向w相绕组铁芯运动；图6直流信号从w端输入使w相绕组铁芯为n极与转子磁铁5的n极相斥，直流信号再经过直流绕组中心点o端从u相到u端使u相绕组铁芯为s极，使转子磁铁5的n极与u相绕组铁芯s极相吸而向u相绕组铁芯运动，依次循环而形成旋转磁场使转子4旋转做功。

图1中虚线为定子1与转子4同轴磁铁中线及边线，设定所有定子磁铁2对应转子4方向为n极，所有转子磁铁5对应定子1方向为n极，定子磁铁2相邻磁铁之间有感应不同磁极s极的磁饱和量为磁铁n极的30％左右，且此s极对转子磁铁5产生的作用很小，很小而把定子1视为单磁极定子；转子磁铁5相邻磁铁之间有感应不同磁极s极的磁饱和量为磁铁n极的30％左右且此s极对定子磁铁2产生的作用很小，很小而把转子4视为单磁极转子，定子磁铁2与转子磁铁5之间的距离取决于感应的s极对定子磁铁2和转子磁铁5的相互影响且又要保证定子磁铁2与转子磁铁5之间的最大斥力。

本发明中，定子铁芯3把定子感应磁极s极引向转子磁铁5方向，在定子铁芯3上绕制直流三相绕组产生交替变化的n、s极，与转子磁铁5的n极及感应s极进行吸、斥作用力形成旋转磁场使转子4旋转；图7、图8定子铁芯3之间为交流三相绕组y接法，转子4在旋转过程中使交流绕组切割其磁力线，交流三相绕组用a、b、c表示，三相绕组中心点用o表示。

实施例2

一种稀土永磁磁悬浮交直流电机，包括定子1、定子磁铁2、定子铁芯3、转子4和转子磁铁5；所述转子4位于所述定子1内部；在所述定子1内圈均匀分布有若干定子磁铁2，在所述转子4外圈均匀分布有若干转子磁铁5；所述定子磁铁2与转子磁铁5相邻的一侧的磁极相同；在每两个定子磁铁2之间都设置一个定子铁芯3，所述定子铁芯3固定于定子1内圈，定子铁芯3的轴向沿着定子1的直径方向；在所述定子铁芯3上绕有输入直流三相绕组，其具有如下的缠绕方式：第一个定子铁芯3绕有直流第一相u，与第一个定子铁芯3紧邻的第二个定子铁芯3绕有直流第二相v，与第二个定子铁芯3紧邻的第三个定子铁芯3绕有直流第三相w，与第三个定子铁芯3紧邻的第四个定子铁芯3绕有直流第一相u，与第四个定子铁芯3紧邻的第五个定子铁芯3绕有直流第二相v，与第五个定子铁芯3紧邻的第六个定子铁芯3绕有直流第三相w，依次循环。还包括输出交流三相绕组，以相邻4个定子铁芯3为一组虚拟输出铁芯，每组虚拟输出铁芯都绕有输出闭合线圈，相同输出相的输出闭合线圈串联。

实施例3

一种稀土永磁磁悬浮交直流电机，包括定子1、定子磁铁2、定子铁芯3、转子4和转子磁铁5；所述转子4位于所述定子1内部；在所述定子1内圈均匀分布有若干定子磁铁2，在所述转子4外圈均匀分布有若干转子磁铁5；所述定子磁铁2与转子磁铁5相邻的一侧的磁极相同；在每两个定子磁铁2之间都设置一个定子铁芯3，所述定子铁芯3固定于定子1内圈，定子铁芯3的轴向沿着定子1的直径方向；在所述定子铁芯3上绕有输入直流三相绕组，其具有如下的缠绕方式：第一个定子铁芯3绕有直流第一相u，与第一个定子铁芯3紧邻的第二个定子铁芯3绕有直流第二相v，与第二个定子铁芯3紧邻的第三个定子铁芯3绕有直流第三相w，与第三个定子铁芯3紧邻的第四个定子铁芯3绕有直流第一相u，与第四个定子铁芯3紧邻的第五个定子铁芯3绕有直流第二相v，与第五个定子铁芯3紧邻的第六个定子铁芯3绕有直流第三相w，依次循环。所述定子1为导磁钢圈。所述定子铁芯3为矽钢铁芯。

实施例4

一种稀土永磁磁悬浮交直流电机，包括定子1、定子磁铁2、定子铁芯3、转子4和转子磁铁5；所述转子4位于所述定子1内部；在所述定子1内圈均匀分布有若干定子磁铁2，在所述转子4外圈均匀分布有若干转子磁铁5；所述定子磁铁2与转子磁铁5相邻的一侧的磁极相同；在每两个定子磁铁2之间都设置一个定子铁芯3，所述定子铁芯3固定于定子1内圈，定子铁芯3的轴向沿着定子1的直径方向；在所述定子铁芯3上绕有输入直流三相绕组，其具有如下的缠绕方式：第一个定子铁芯3绕有直流第一相u，与第一个定子铁芯3紧邻的第二个定子铁芯3绕有直流第二相v，与第二个定子铁芯3紧邻的第三个定子铁芯3绕有直流第三相w，与第三个定子铁芯3紧邻的第四个定子铁芯3绕有直流第一相u，与第四个定子铁芯3紧邻的第五个定子铁芯3绕有直流第二相v，与第五个定子铁芯3紧邻的第六个定子铁芯3绕有直流第三相w，依次循环。所述定子磁铁2的数量为12*n个，其中n表示自然数。

实施例5

一种稀土永磁磁悬浮交直流电机，包括定子1、定子磁铁2、定子铁芯3、转子4和转子磁铁5；所述转子4位于所述定子1内部；在所述定子1内圈均匀分布有若干定子磁铁2，在所述转子4外圈均匀分布有若干转子磁铁5；所述定子磁铁2与转子磁铁5相邻的一侧的磁极相同；在每两个定子磁铁2之间都设置一个定子铁芯3，所述定子铁芯3固定于定子1内圈，定子铁芯3的轴向沿着定子1的直径方向；在所述定子铁芯3上绕有输入直流三相绕组，其具有如下的缠绕方式：第一个定子铁芯3绕有直流第一相u，与第一个定子铁芯3紧邻的第二个定子铁芯3绕有直流第二相v，与第二个定子铁芯3紧邻的第三个定子铁芯3绕有直流第三相w，与第三个定子铁芯3紧邻的第四个定子铁芯3绕有直流第一相u，与第四个定子铁芯3紧邻的第五个定子铁芯3绕有直流第二相v，与第五个定子铁芯3紧邻的第六个定子铁芯3绕有直流第三相w，依次循环。所述稀土永磁磁悬浮交直流电机的定子1上开有电机引出线6，定子1一侧固定有定子端盖9，所述转子4连接到转子连接轴8；所述定子端盖9通过螺栓7固定在定子1侧面。