[发明专利]高效高速电机

说明书

一种高效高速电机，包括壳体、定子线圈、转子和轴，定子线圈与壳体固定，转子与轴固定，定子线圈采用无铁芯线圈，在壳体内定子线圈及转子被导磁环筒包围，壳体的端盖内侧还附有导磁盘体，高频导磁材料优选为铁氧体导磁材料，转子采用永磁转子，永磁转子的磁极数为偶数。在高频导磁材料的导磁作用下，在壳体内形成闭合的磁路及采用内外转子在永磁转子高速旋转下，克服了壳体等金属件由于切割磁力线导致的机体发热及磁力扭矩，大大降低电能损耗，从而提高了能效和电机输出效率，较好地解决了电机在高转速的情况下的自身发热问题。转速达到24000rpm时，仍无发热现象产生，最高可以达到60000rpm以上，有着很好的推广价值。

技术领域

本发明涉及一种高速电机，具体是采用高频导磁材料包裹无铁芯线圈的电机。

背景技术

目前，电机一般均是由含有铁芯的定子线圈和转子构成，转子一般是由鼠笼式和永磁式两种。

另外，有史以来高速电机一直是转数越高频率越高、频率越高铁芯的高频损耗就越大，还有高频感量低这是现有铁芯特性决定的。

现有的电机，有如下不足之处：由于高频铁损和铜损的存在使现有高速电机转速越高效率越低、发热更严重、永磁电机磁场越强铁芯产生涡流越大、磁拉力也就越大，所以现有永磁高速电机多不采用磁场强度太高的永磁转子也就影响了电机的功率密度。磁拉力在转子半径上等于扭矩：磁力扭矩，扭矩乘以转速就是静态无功消耗，所以转速越高电机效率越低，总之在高速电机中降低磁力扭矩也是非常需要的，并且容易被一般设计者忽视。

本发明内容

针对上述存在的问题，本发明型公开了一种高效高速电机，将无铁芯线圈和永磁转子置于高频导磁材料制成的腔体内，旨在解决高速电机高频电流工作时常规铁芯产生高频涡流自身发热问题，提供一种制作简单、低成本、运行可靠、高能效的调速电机。

本发明采用如下的技术方案：

一种高效高速电机，包括壳体、定子线圈、转子和轴，定子线圈与壳体固定，转子与轴固定，定子线圈采用无铁芯线圈，在壳体内，定子线圈及转子被外导磁环筒包围，定子线圈及转子与壳体的端盖之间还设有导磁盘体，定子线圈和转子处于外导磁环筒和导磁盘体构成的空腔内。

定子线圈和转子可采用筒形结构，定子线圈也可以集中绕组。

在定子线圈及转子与轴之间还设有内导磁环筒，内导磁环筒与轴套固定，可以随轴转动，也可以不随轴转动。当然，还可：内导磁体筒、转子及外导磁环筒三者通过连接部固定于轴，三者随轴一起转动，定子线圈置于内转子及外外转子导磁环筒中间。

电机内部结构布局之一是：转子被定子线圈包围；转子在内侧靠近轴、定子线圈相对在外，定子线圈被外导磁环筒包围。

电机内部结构布局之二是：转子被定子线圈包围；轴外侧是内导磁筒和永磁转子构成的内转子，相隔一定间隙后是定子线圈，定子线圈外侧是外导磁环筒构成的外转子，外导磁环筒与轴固定同时随轴转动，定子线圈与电机壳体固定。

电机内部结构布局之三是：定子线圈被转子包围；轴外侧是内导磁筒构成的内转子，在相隔一定间隙后是定子线圈，定子线圈外侧是被外导磁环筒包围的转子构成的外转子，外转子与轴固定同时随轴转动，定子线圈与电机壳体固定。

定子线圈和转子还可采用盘状的径向结构，径向结构电机含两种形式：一种是盘状定子线圈的两侧均设有转子；另一种是在盘状定子线圈的另一侧即未设转子的一侧的导磁盘体固定于轴并随轴转动，当轴旋转时，该导磁盘体和转子一起转动。

外导磁环筒、导磁盘体和/或内导磁环筒均可采用高频导磁材料制成；高频导磁材料一般采用铁氧体、非晶合金、坡莫合金、超微晶或铁粉心等；优选为铁氧体。

接触或靠近转子、远离定子线圈的外导磁环筒、导磁盘体或内导磁环筒可由普通导磁材料制成。