本发明涉及电机,特别是涉及一种外转子永磁电机。
背景技术:
1、外转子电机具有一个外部的转子组件,在内部定子组件包含多个绕组线圈,转子组件可以在磁场中旋转。外转子电机通常用于许多不同的应用,包括家用电器、工业设备、电动工具等。它们具有效率高、噪音低、振动小等优点。
2、现有技术中,中国专利号为cn202121123558.0,公开了一种直驱电机,包括基座、设于基座外沿的定子组件、设于基座内的转轴组件、及连接于转轴组件并罩设于定子组件的转子组件。应用在智能机器人等设备上使用中稳定性好。但由于内部结构设计受限,在实际使用中,电机的磁场强度不足,影响电机功率密度和效率。因此可以针对现有的电机结构做进一步改进。
技术实现思路
1、为解决上述问题,本发明提供一种外转子永磁电机,能够提高电机的效率。通过使用海尔贝克阵列磁环作为磁环组件,能够显著增强电机的磁场强度,从而提高电机的功率密度和效率。
2、本发明所采用的技术方案是:一种外转子永磁电机,包括固定基座,定子组件,转子组件以及转轴组件,所述固定基座包括固定连接部和转动连接部;所述定子组件包括设置在固定连接部上的内环体和线圈组件,所述定子组件包括内环体以及设置在内环体外周的多个绕柱,相邻两个所述绕柱之间设置有绕槽;所述线圈组件包括绕线分组,所述绕线分组绕设在相邻的两个绕柱之间,并与相邻两个绕柱之间形成绕组单元;转子组件包括转子外壳,所述转子外壳朝向定子组件设置有磁环组件,所述磁环组件为海尔贝克阵列磁环;所述转轴组件设置在固定基座内并与转子外壳连接,以使得转子外壳可带动磁环组件围绕定子组件转动。
3、对上述方案的进一步改进为,所述固定连接部设置有连接环,所述连接环与定子组件固定连接,所述连接环的一侧设置有限位环,所述限位环用于定子组件安装限位。
4、对上述方案的进一步改进为,所述转动连接部靠近固定连接部的一侧设置有支撑台阶,所述支撑台阶上安装有转子轴承,所述转子外壳设置有端盖,所述转子外壳通过端盖与转子轴承转动连接。
5、对上述方案的进一步改进为,所述固定连接部设置有第一腔体,所述转动连接部设置有第二腔体,所述第二腔体的一端延伸至第一腔体;所述第一腔体内设置有第一电控板,所述第一电控板设置有驱动模块和控制模块,所述控制模块用于控制驱动模块,所述驱动模块用于驱动定子组件与转子组件配合转动。
6、对上述方案的进一步改进为,所述第二腔体内设置有第二电控板,所述第二电控板朝向转轴组件的一侧设置有编码器,所述转轴组件朝向编码器的一端安装有感应磁环,所述编码器与感应磁环配合用于感应转轴组件转动。
7、对上述方案的进一步改进为,所述第二腔体的一侧设置有走线槽,所述走线槽的一端连通至第一腔体,所述第二电控板设置有连接线,连接线通过走线槽与第一电控板连接,所述编码器用于将配合感应磁环感应转轴组件转动的数据传输给控制模块。
8、对上述方案的进一步改进为,所述转轴组件包括安装在第二腔体内的第一轴承和第二轴承以及可转动连接于第一轴承和第二轴承的旋转轴,所述旋转轴的一端与转子外壳固定连接。
9、对上述方案的进一步改进为,所述绕线分组包括a相绕组、b相绕组和c相绕组,所述a相绕组、b相绕组和c相绕组均设置在绕柱上。
10、对上述方案的进一步改进为,所述a相绕组包括多个a相绕组支路,所述b相绕组包括多个b相绕组支路,所述c相绕组包括多个c相绕组支路;所述a相绕组支路、b相绕组支路和c相绕组支路沿绕柱的径向依次绕设直至挡块位置。
11、对上述方案的进一步改进为,多个所述a相绕组支路相互并联连接,以形成a相绕组。
12、对上述方案的进一步改进为,多个所述b相绕组支路相互并联连接,以形成b相绕组。
13、对上述方案的进一步改进为,多个所述c相绕组支路相互并联连接,以形成c相绕组。
14、对上述方案的进一步改进为,所述转子外壳的内径设置有转子安装台,磁环组件设置在转子安装台上,所述磁环组件由多个磁极对组成,每个所述磁极对由多个磁钢本体组成,每个磁钢本体的充磁方向的角度不同,每个磁极对与相邻磁极对的第一个磁钢本体的充磁角度形成360°。
15、对上述方案的进一步改进为,所述转子安装台上设置有磁钢安装台和磁钢安装槽,所述磁钢安装台与磁钢安装槽间隔设置在转子安装台上,并连续排布在转子安装台上,所述磁钢本体包括第一磁钢和第二磁钢,所述第一磁钢与第二磁钢间隔设置,所述第一磁钢设置在磁钢安装台上,所述第二磁钢设置在磁钢安装槽上。
16、对上述方案的进一步改进为,所述磁极对设置有19个,19个磁极对相互连接形成环状的磁环组件;每个所述磁极对设置有6个磁钢本体,每个磁体之间的充磁角度以60°递增。
17、对上述方案的进一步改进为,所述磁极对设置有19个,19个磁极对相互连接形成环状的磁环组件;每个所述磁极对设置有4个磁钢本体,每个磁体之间的充磁角度以90°递增。
18、本发明有益效果是:
19、相比传统的电机,本发明采用的是外转子电机,能够提高电机的效率。通过使用海尔贝克阵列磁环作为磁环组件,能够显著增强电机的磁场强度,从而提高电机的功率密度和效率。同时,该方案还采用了绕柱和绕槽的设计,使得线圈组件能够更加紧密地排列在一起,进一步提高了电机的效率。由于转子外壳和磁环组件之间采用转轴组件连接,使得转子组件能够在固定基座内稳定地转动,避免了因振动和摩擦而导致的故障。此外,该方案还采用了固定连接部和转动连接部的设计,使得电机能够在不同的工作状态下保持稳定的性能。由于采用了绕柱和绕槽的设计,使得线圈组件能够更加均匀地分布在电机内部,从而减少了电机的噪音。同时,转子组件的稳定转动也能够减少噪音的产生。
20、定子组件采用分布式绕组,分布式绕组设计可以优化电机的磁场分布,提高磁通效率,从而降低电机内部的损耗,提高电机的工作效率。对于集中绕组电机,分布式绕组电机具有更小的电阻,因此在启动时可以更快地达到全速,减少了启动时的电流波动和扭矩波动,提高了电机的启动性能。分布式绕组设计可以使电机的工作电流与电压同相位,提高了功率因数,减少了无功损耗,有助于降低电机的运行成本。分布式绕组设计可以使电机运行更加平稳,提高了电机的运行品质。分布式绕组分多次绕可以解决绕组端部过长的问题,可提高功率体积和密度。
1.一种外转子永磁电机,其特征在于:包括
2.根据权利要求1所述的外转子永磁电机,其特征在于:所述固定连接部设置有连接环,所述连接环与定子组件固定连接,所述连接环的一侧设置有限位环,所述限位环用于定子组件安装限位;
3.根据权利要求1所述的外转子永磁电机,其特征在于:所述固定连接部设置有第一腔体,所述转动连接部设置有第二腔体,所述第二腔体的一端延伸至第一腔体;所述第一腔体内设置有第一电控板,所述第一电控板设置有驱动模块和控制模块,所述控制模块用于控制驱动模块,所述驱动模块用于驱动定子组件与转子组件配合转动。
4.根据权利要求3所述的外转子永磁电机,其特征在于:所述第二腔体内设置有第二电控板,所述第二电控板朝向转轴组件的一侧设置有编码器,所述转轴组件朝向编码器的一端安装有感应磁环,所述编码器与感应磁环配合用于感应转轴组件转动;
5.根据权利要求1所述的外转子永磁电机,其特征在于:所述绕线分组包括a相绕组、b相绕组和c相绕组,所述a相绕组、b相绕组和c相绕组均设置在绕柱上;
6.根据权利要求5所述的外转子永磁电机,其特征在于:多个所述a相绕组支路相互并联连接,以形成a相绕组;
7.根据权利要求1所述的外转子永磁电机,其特征在于:所述转子外壳的内径设置有转子安装台,磁环组件设置在转子安装台上,所述磁环组件由多个磁极对组成,每个所述磁极对由多个磁钢本体组成,每个磁钢本体的充磁方向的角度不同,每个磁极对与相邻磁极对的第一个磁钢本体的充磁角度形成360°。
8.根据权利要求7所述的外转子永磁电机,其特征在于:所述转子安装台上设置有磁钢安装台和磁钢安装槽,所述磁钢安装台与磁钢安装槽间隔设置在转子安装台上,并连续排布在转子安装台上,所述磁钢本体包括第一磁钢和第二磁钢,所述第一磁钢与第二磁钢间隔设置,所述第一磁钢设置在磁钢安装台上,所述第二磁钢设置在磁钢安装槽上。
9.根据权利要求8所述的外转子永磁电机,其特征在于:所述磁极对设置有19个,19个磁极对相互连接形成环状的磁环组件;每个所述磁极对设置有6个磁钢本体,每个磁体之间的充磁角度以60°递增。
10.根据权利要求8所述的外转子永磁电机,其特征在于:所述磁极对设置有19个,19个磁极对相互连接形成环状的磁环组件;每个所述磁极对设置有4个磁钢本体,每个磁体之间的充磁角度以90°递增。