专利名称：永磁叠加型无铁芯高功效电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种永磁叠加型无铁芯高功效电机，属于清洁能源技术领域，特别涉及一种适用于家用风力发电的高效率发电设备。
背景技术：
传统的永磁电动机或永磁发电机，主要由一个装有永磁体的转子和一个铠装线圈的矽钢片定子组成，由于受矽钢片磁通量的局限，所以存在着体积大、质量重、成本高、效率低的缺陷，显然不能满足风力发电和电机节能的要求；还有一种盘式永磁电机，永磁体设置在外转子的轴向平面上，受圆截面积的限制，在制造较大功率的多极低速电机时，转子直径只能扩大，其大直径，扁体积的缺陷，制约了盘式永磁电机的使用范围。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，采用以下技术方案一种永磁叠加型无铁芯高功效电机，特征是后端盖1与前端盖3的外围由螺丝固定，内侧各自设置一组永磁体2或201，定子6设置在上述两组相面对的永磁体的中间，中心开孔与主轴5固定，主轴通过前、后端盖中的轴承或磁浮轴承4支撑，导线9穿过主轴内的管路与绕组7连接，其中，永磁体与绕组7之间设有气隙8。一种永磁叠加型无铁芯高功效电机，特征是后端盖1的内侧设置两组永磁体2和一组永磁体201，前端盖3中设置一组永磁体201，两端盖的外围由螺丝固定，定子601设置在上述相面对的四组永磁体的中间，中心开孔与主轴5固定，主轴通过前、后端盖中的轴承或磁浮轴承4支撑，导线9穿过主轴内的管路分别与两个绕组7连接，其中，永磁体与绕组 7之间设有气隙8。所述后端盖1、前端盖3由金属制成，端盖内侧分别设有可装置一组、两组或三组永磁体的圆环形凸子，两端盖外围由螺丝固定，主轴5通过前、后端盖中的轴承或磁浮轴承 4支撑，构成外转子，其中，在装置轴承的端盖凸子外侧径面设有供风电传动部件连接的丝口，或者作为车用直流节能电动机时，可在端盖壳体外围径面设置供安装轮胎的连体钢圈支架。所述永磁体2、201为钕铁硼、钐钴或铝镍钴永磁材料，若干块或片永磁体构成一组，每块或每片永磁体的磁场极性按S-N-S-N……S的顺序圆形排列；或按S — N-导磁块-N— S-导磁块-S—N-导磁块-N-S……S的顺序圆形排列，每两块永磁块或永磁片中间设置一块导磁块或导磁片，以节省永磁块的使用量，提高效益。所述定子绕组7，设置在永磁体2、201相面对的永磁体的中间，每对磁场极性按 S-N的方式组合，永磁体2的磁力线通过无铁芯线圈绕组7与永磁体201偶合，使永磁体的磁场叠加增强，产生高功效的输出功能。所述轴承4也可以设置为磁浮轴承，以减轻机械磨擦，降低噪音，提高旋转力度。所述主轴5由圆钢、不锈钢管或无缝钢管制成，内孔管路供导线9通过或通风散热，主轴外径设有可供轴承或磁浮轴承4、定子6或601固定的凸挡靠山，以精确控制上述各部件的定位和气隙8的尺寸。所述定子6为碗形壳体，由无磁材料制成，圆碗体上沿圆周方向均勻开设供铠装绕组7的直槽或斜槽，或者为可供若干只线圈框架分别沿内、外圆周方向均勻排列固定的壳体，圆盘支架的圆面积中均勻分布开设若干个减重孔，支架中心部位设有带轮毂的圆孔， 主轴通过圆孔，由键销、挡圈或紧固螺母固定。所述定子601为双碗形壳体，其剖面呈工字状的圆盘体，由无磁材料制成，两端沿圆周方向各自均勻开设供铠装绕组7的直槽或斜槽，或者为可供若干只线圈框架分别沿两端内、外圆周方向均勻排列、固定的壳体，圆盘支架的圆面积中均勻分布开设若干个减重孔，支架中心部位设有带轮毂的圆孔，主轴通过圆孔，由键销、挡圈或紧固螺母固定。所述绕组7为无铁芯线圈，沿圆周方向纵向均勻排列、崁装在定子的直槽或斜槽内，或者，由无磁材料制成单独的线圈框架，将绕有线圈的若干只框架分别沿圆周方向横向均勻排列、设置在定子6或601的内、外圆面积上，通过对销螺丝或定位销10固定，线圈值为3a，其中a > 6，通过导线串联、并联或复式连接，构成3相或3η相的定子绕组，其中η > 1。所述定子6或601中可设置传感器，由光敏电阻、热敏电阻或霍尔元件组成，信号线通过壳体中的管路与导线9 一起引出，备置与控制器连接使用。有益效果永磁叠加型无铁芯高功效电机与现有技术相比，节省铜材、不用矽钢片、缩小体积、降低量重和成本，大幅度提高了电机的输出功率，由于使用无铁芯线圈，克服了永磁体转子与定子之间因为磁场吸引阻力造成的风力发电机在微风中难以旋转和启动的缺陷，而且两个定子绕组的设计，可以与控制器中的单片机系统相匹配，能根据风能推动风轮的实际现状，自动调整、控制风力发电机的各种工作状态，以适应气流在自然界瞬息万变的运动规律，克服目前风力发电机普遍存在的低风速时难以启动和高风速中输出电压不稳定、效益低、占地空间大、噪音大等问题，极大地提高了发电效益，确保了运行安全，具有突出的实质性特点和显著的进步。
附图1.一种永磁叠加型无铁芯高功效电机的结构剖视示意图。附图2.—种增强型永磁叠加型无铁芯高功效电机的结构剖视示意图。附图3.—种无铁芯线圈绕组在定子中纵向排列的剖视示意图。附图4.一种无铁芯线圈绕组在定子中横向排列的剖视示意图。
具体实施例方式附图中1.后端盖，2、201.永磁体，3.前端盖，4.轴承或磁浮轴承，5.主轴，6、 601.定子，7.绕组，8.气隙，9.导线，10.定位销或螺丝。以下实施例并不构成对本发明保护范围的任何限制。实施例附图1，一种永磁叠加型无铁芯高功效电机的结构剖视示意图。图中后端盖1由金属材料加工成碗形壳体形状，通过螺丝与前端盖3的外围固定，内侧各自设置一组永磁体2或201，定子6由铝合金或电木制成，设置在上述两组相面
5对的永磁体的中间，中心开孔与主轴5固定，主轴通过前、后端盖中的轴承4支撑、构成外转子，绕组7为无铁芯线圈，沿圆周方向纵向均勻排列、崁装在定子的直槽或斜槽内，导线9穿过主轴内的管路与绕组7连接，其中，永磁体与绕组7之间设有气隙8，作为优选，气隙选择在0. 2 2mm范围，主轴为圆钢制成。实施例附图2，一种增强型永磁叠加型无铁芯高功效电机的结构剖视示意图。图中后端盖1的内侧设置两组永磁体2和一组永磁体201，前端盖3中设置一组永磁体201，两端盖的外围由螺丝固定，定子601为双碗形壳体，由无磁材料制成，将绕有线圈的框架分别沿圆周方向均勻排列固定在两端定子壳体的内、外圆周面上，通过导线连接， 设置成两个绕组7，在圆盘支架的圆面积中均勻分布开设若干个减重孔，支架中心部位设有带轮毂的圆孔，主轴5通过圆孔，由键销、挡圈或紧固螺母固定，通过前、后端盖中的轴承4 支撑，导线9穿过主轴内的管路分别与两个绕组7连接，其中，永磁体与绕组7之间设有气隙8，作为优选，气隙选择在0. 2 2mm范围，主轴为圆钢或不锈钢管制成。实施例附图3，一种无铁芯线圈绕组在定子中纵向排列的剖视示意图。图中断面显示了无铁芯线圈绕组在定子中纵向排列部分，定子6为碗形壳体的剖视面，在无磁材料制成的圆碗壳体上沿圆周方向的线槽内均勻铠装绕组7。实施例附图4，一种无铁芯线圈绕组在定子中横向排列的剖视示意图。图中断面显示了无铁芯线圈绕组在定子中横向排列部分视示，定子为碗形壳体的剖视面，由绕有线圈的若干只框架沿圆周方向横向均勻排列、设置在定子的内、外圆面积上，通过对销螺丝或定位销10固定，构成绕组7。根据上述实施例和结构原理，有些聪明的制造商试图稍微改变或减少某一另件而制造的雷同产品，也属于本发明的保护范畴之例。
权利要求
1.一种永磁叠加型无铁芯高功效电机，特征是后端盖(1)与前端盖(3)的外围由螺丝固定，内侧各自设置一组永磁体( 或001)，定子(6)设置在上述两组相面对的永磁体的中间，中心开孔与主轴( 固定，主轴通过前、后端盖中的轴承或磁浮轴承(4)支撑，导线 (9)穿过主轴内的管路与绕组(7)连接，其中，永磁体与绕组(7)之间设有气隙(8)。
2.一种永磁叠加型无铁芯高功效电机，特征是后端盖(1)的内侧设置两组永磁体(2) 和一组永磁体001)，前端盖C3)中设置一组永磁体001)，两端盖的外围由螺丝固定，定子 (601)设置在上述相面对的四组永磁体的中间，中心开孔与主轴(5)固定，主轴通过前、后端盖中的轴承或磁浮轴承(4)支撑，导线(9)穿过主轴内的管路分别与两个绕组(7)连接， 其中，永磁体与绕组(7)之间设有气隙(8)。
3.根据权利要求1或2所述的永磁叠加型无铁芯高功效电机，特征是所述后端盖(1)、前端盖(3)由金属制成，端盖内侧分别设有可装置一组、两组或三组永磁体的圆环形凸子，两端盖外围由螺丝固定，主轴( 通过前、后端盖中的轴承或磁浮轴承(4)支撑，构成外转子，其中，装置轴承的端盖凸子外侧径面设有供风电传动部件连接的丝口，或者在端盖壳体外围设置连体钢圈支架。
4.根据权利要求1或2所述的永磁叠加型无铁芯高功效电机，特征是所述永磁体(2),(201)为钕铁硼、钐钴或铝镍钴永磁材料，若干块或片永磁体构成一组，每块永磁体的磁场极性按S-N-S-N……S的顺序圆形排列；或按S-N-导磁块-N-S-导磁块-S-N-导磁块-N-S……S的顺序圆形排列，每两块永磁块中间设置一块导磁块。
5.根据权利要求1或2所述的永磁叠加型无铁芯高功效电机，特征是定子绕组(7)， 设置在永磁体O)、(201)相面对的永磁体中间，每对磁场极性按S-N的方式组合，永磁体 (2)的磁力线通过无铁芯线圈绕组(7)与永磁体O01)偶合，使永磁体的磁场叠加增强。
6.根据权利要求1或2所述的永磁叠加型无铁芯高功效电机，特征是所述主轴(5)由圆钢、不锈钢管或无缝钢管制成，内孔管路供导线(9)通过或通风散热，主轴外径设有可供轴承或磁浮轴承、定子(6)或(601)固定的凸挡靠山，以精确控制上述各部件的定位和气隙(8)的尺寸。
7.根据权利要求1所述的永磁叠加型无铁芯高功效电机，特征是所述定子(6)为碗形壳体，由无磁材料制成，圆碗体上沿圆周方向均勻开设供铠装绕组(7)的直槽或斜槽，或者为可供若干只线圈框架分别沿内、外圆周方向均勻排列固定的壳体，圆盘支架的圆面积中均勻分布开设若干个减重孔，支架中心部位设有带轮毂的圆孔，主轴通过圆孔，由键销、 挡圈或紧固螺母固定。
8.根据权利要求2所述的永磁叠加型无铁芯高功效电机，特征是所述定子(601)为双碗形壳体，其剖面呈工字状的圆盘体，由无磁材料制成，两端沿圆周方向各自均勻开设供铠装绕组(7)的直槽或斜槽，或者为可供若干只线圈框架分别沿两端内、外圆周方向均勻排列、固定的壳体，圆盘支架的圆面积中均勻分布开设若干个减重孔，支架中心部位设有带轮毂的圆孔，主轴通过圆孔，由键销、挡圈或紧固螺母固定。
9.根据权利要求1或2所述的永磁叠加型无铁芯高功效电机，特征是所述绕组(7)为无铁芯线圈，沿圆周方向纵向均勻排列、崁装在定子的直槽或斜槽内，或者，由无磁材料制成单独的线圈框架，将绕有线圈的框架分别沿圆周方向横向均勻排列、设置在定子的内、外圆面积上，通过螺丝或定位销(10)固定，线圈值为3a，其中a >6，通过导线串联、并联或复式连接，构成3相或3η相的定子绕组，其中η > 1。
10.根据权利要求1或2所述的永磁叠加型无铁芯高功效电机，特征是所述定子(6) 或(601)中可设置传感器，由光敏电阻、热敏电阻或霍尔元件组成，信号线通过主轴中的管路与导线(9) 一起引出，备置与控制器连接。
全文摘要
本发明公开了一种永磁叠加型无铁芯高功效电机，属于清洁能源风力发电设备和节能电机技术领域；特征是后端盖与前端盖的外围由螺丝固定，构成外转子，内侧各自设置一组或多组永磁体，定子绕组设置在两组相面对的永磁体的中间，中心开孔与主轴固定，主轴通过前、后端盖中的轴承或磁浮轴承支撑，导线穿过主轴内的管路与绕组连接；克服了永磁体转子与定子之间因永磁磁场吸引阻力、造成的风力发电机在微风中难以旋转和启动的缺陷，可以与控制器中的单片机系统相兼容匹配，宜于流水线大批量生产，是一种低铜耗、无铁芯、小体积、量重轻、部件少、低成本、节能、高功效的优质直流电机。
文档编号H02K1/12GK102214960SQ201010138799
公开日2011年10月12日 申请日期2010年4月6日 优先权日2010年4月6日
发明者陈国宝 申请人:陈国宝