[发明专利]一种永磁直流电机

说明书

本发明涉及一种永磁直流电机，这种永磁直流电机在每个绕组区偏移其磁合力中心线的一个绕组上均相应地设有一个增磁线圈，根据永磁磁极的磁合力中心线与绕组区的磁合力中心线的相对位置，使增磁线圈通电或断电，同时使永磁磁极与相对应的绕组区的极性相同或相异，进而使转子持续转动；在整个运转过程中便能使所有绕组连续工作，效率高，并且无启动死点，同时定子与转子在同极相斥时会产生相斥力矩大，能够降低外接电源的功率要求，具有良好的节能效果。

技术领域

本发明涉及直流电机技术领域，尤其涉及一种永磁直流电机。

背景技术

永磁无刷直流电机是由一块或多块永磁体建立磁场的直流电机，具有体积小、效率高、结构简单、用铜量少等优点，是小功率直流电机的主要类型。电机的定子绕组通常采用三相对称星形接法，而电机的转子上设有永磁体，永磁体N-S交替交换，使位置传感器产生相位差120°的U、V、W方波，结合正/反转信号产生有效的六状态编码信号，每种状态下仅有两相绕组通电，依次改变一种状态，定子绕组产生的磁场轴线在空间转动60°电角度，转子跟随定子磁场转动相当于60°电角度空间位置，转子在新位置上，使位置传感器U、V、W按约定产生一组新编码，新的编码又改变了功率管的导通组合，使定子绕组产生的磁场轴再前进60°电角度，如此循环，使永磁直流电机产生连续转矩，拖动负载作连续旋转。由于永磁无刷三相直流电机在整个运转过程中，仅有两相绕组参与工作，存在绕组工作不连续、效率低的问题。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种永磁直流电机，这种永磁直流电机在运转过程中所有绕组连续工作，效率高，无启动死点，启动力矩大，有良好的节能效果。采用的技术方案如下：

一种永磁直流电机，包括机壳、端盖、定子和转子，定子上沿其周向设有多组绕组，转子上沿其周向设有永磁体，其特征在于：所述永磁体沿所述转子周向等分出2n（n为正整数）个永磁磁极，相邻两个永磁磁极的极性相反；所述多组绕组相应的划分出2n个绕组区，每个绕组区包括至少2个绕组，并且各个绕组以2n极的接法依次连接成绕组接线，相邻两个绕组区的极性相反；在每个绕组区偏移其磁合力中心线的一个绕组上均相应地设有一个增磁线圈，各个增磁线圈以2n极的接法依次连接成增磁接线，并且各个增磁线圈与所在绕组的极性相同；以转子的转动方向为基准，增磁线圈处在所在绕组区的磁合力中心线的前方，并且对于一个永磁磁极与转动到相对应的一个绕组区，永磁磁极的极性与绕组区的极性满足以下关系：当永磁磁极的磁合力中心线处于对应的绕组区的磁合力中心线的后方时，永磁磁极的极性与绕组区的极性相异；当永磁磁极的磁合力中心线处于对应的绕组区的磁合力中心线的前方时，永磁磁极的极性与绕组区的极性相同。

为了方便说明，本说明书所述转子的转动方向以顺时针转动为例，对本申请的相关工作原理、以及后续的具体实施方式进行解释说明。

上述绕组的极性是指绕组在通电之后所产生的磁场的极性。

上述增磁线圈在进行通电时，增磁线圈所在绕组区的磁合力中心线会相应地向增磁线圈所在的一侧偏移。同样的，为了方便说明，本说明书中，增磁线圈在通电时所在绕组区的磁合力中心线向顺时针的偏移角度为θ。

转子上的一个永磁磁极转动到一个绕组区时，当永磁磁极的磁合力中心线处于对应的绕组区的磁合力中心线的后方时，永磁磁极的极性与绕组区的极性相异，定子与转子由于异极相吸，转子能够沿顺时针转动，此时，增磁线圈通电，绕组区的磁合力中心线顺时针偏移θ；设转子转动到该永磁磁极的磁合力中心线与绕组区偏移后的磁合力中心线之间的夹角为α，当αθ时，增磁线圈断电，绕组区的磁合力中心线逆时针偏移θ，而由于αθ，因此永磁磁极的磁合力中心线在增磁线圈断电后处于绕组区的磁合力中心线的前方，此时永磁磁极的极性与绕组区的极性相同，定子与转子由于同极相斥产生偏差相斥力矩，使转子能够继续沿顺时针继续转动。