自然电磁磁悬浮直流电机的制作方法

本发明涉及电机领域，更具体地说，涉及一种自然电磁磁悬浮直流电机。

背景技术：

1、电机发明已有二百年历史，有两种形态始终没变：(1)电机需要轴承支承其动子或转子才能做直线或回转运动。机械轴承有机械摩擦和产生噪声与振动，若采用磁悬浮轴承虽然没有机械摩擦，但体积大、有附加损耗、控制复杂、成本非常高。(2)直流电机需要机械换向器或电子换向器，机械换向器的换向火花和寿命成问题，电子换向器电路体积也大、有附加损耗、控制复杂、成本也很高。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种自然电磁磁悬浮直流电机。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种自然电磁磁悬浮直流电机，包括：

3、定子组件，包括沿周向排布的至少两个定子单元，相邻所述定子单元之间绝缘，每一所述定子单元包括沿周向并排设置的长定子铁芯、短定子铁芯，以及绕设在所述短定子铁芯上的绕组，所述长定子铁芯在轴向的长度大于所述短定子铁芯在轴向的长度，且所述长定子铁芯的上端高出所述短定子铁芯的上端；

4、转子组件，包括转子支架、转子铁芯、内磁体、外磁体，所述转子支架转动设置，所述转子铁芯呈环形，设置在所述转子支架上，所述转子支架、转子铁芯与所述定子组件同轴，所述转子铁芯包括环形的基座、在所述基座外圈向下延伸的外支撑部、在所述基座内圈向下延伸的内支撑部、以及在所述基座下侧周圈向下延伸的凸极；

5、所述内磁体、外磁体的极性相同，所述外支撑部位于所述定子组件外侧，所述外磁体设置在所述外支撑部的内侧，与所述短定子铁芯正对间隔形成外气隙，所述内支撑部位于所述定子组件内侧，所述内磁体设置在所述内支撑部的外侧，并与所述短定子铁芯正对间隔形成内气隙，所述外气隙、内气隙的间隔相同；所述基座位于所述定子组件的上侧，所述凸极与所述定子单元的上侧正对间隔，形成上气隙。

6、在一些实施例中，相邻两所述定子单元之间设有非导磁绝缘层、非导磁绝缘膜、非导磁绝缘片中的至少一种。

7、在一些实施例中，所述凸极的宽度与所述长定子铁芯的宽度相同，且相互对齐。

8、在一些实施例中，所述短定子铁芯的轴向长度与所述内磁体、外磁体的轴向长度相同，且相互对齐。

9、在一些实施例中，各所述定子单元上的绕组的首端并联，尾端并联。

10、在一些实施例中，各所述定子单元在周向上中心对称。

11、在一些实施例中，所述内磁体、外磁体分别由同极性磁钢拼接形成。

12、在一些实施例中，所述转子铁芯的材料是：硅钢片、微晶硅、smc复合软磁材料中的一种。

13、在一些实施例中，所述磁钢为n极或s极，且拼缝不大于气隙。

14、在一些实施例中，所述长定子铁芯的下端低于所述短定子铁芯的下端，所述直流电机还包括底座和驱动控制器，所述定子组件设置在所述底座上，所述底座上设有供所述转子组件转动的支撑轴，所述驱动控制器设置在所述底座上，通过检测所述转子组件转动实时检测所述电机的转速、电流。

15、在一些实施例中，所述直流电机还包括供所述转子组件转动设置的支撑轴，所述转子支架和支撑轴之间设有辅助轴承和弹性垫圈，所述辅助轴承套设在所述支撑轴外，所述弹性垫圈套设在所述辅助轴承外，并与所述转子支架配合。

16、实施本发明的自然电磁磁悬浮直流电机，具有以下有益效果：利用自然电磁磁悬浮实现电机的电磁支撑，电机旋转运动的同时，利用电机定子绕组中的电流，产生的电磁磁悬浮和被动磁悬浮。本发明不需要额外附件任何传感器和控制器，自然含有多层次的主动自然电磁磁悬浮技术、被动自然磁悬浮技术，确保电机可靠悬浮。

技术特征：

1.一种自然电磁磁悬浮直流电机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的自然电磁磁悬浮直流电机，其特征在于，相邻两所述定子单元(11)之间设有非导磁绝缘层、非导磁绝缘膜、非导磁绝缘片(114)中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的自然电磁磁悬浮直流电机，其特征在于，所述凸极(224)的宽度与所述长定子铁芯(111)的宽度相同，且相互对齐。

4.根据权利要求1所述的自然电磁磁悬浮直流电机，其特征在于，所述短定子铁芯(112)的轴向长度与所述内磁体(23)、外磁体(24)的轴向长度相同，且相互对齐。

5.根据权利要求1所述的自然电磁磁悬浮直流电机，其特征在于，各所述定子单元(11)上的绕组(113)的首端并联，尾端并联。

6.根据权利要求1所述的自然电磁磁悬浮直流电机，其特征在于，各所述定子单元(11)在周向上中心对称。

7.根据权利要求1至6任一项所述的自然电磁磁悬浮直流电机，其特征在于，所述内磁体(23)、外磁体(24)分别由同极性磁钢拼接形成，所述磁钢为n极或s极，且拼缝不大于气隙。

8.根据权利要求1至6任一项所述的自然电磁磁悬浮直流电机，其特征在于，所述转子铁芯(22)的材料是：硅钢片、微晶硅、smc复合软磁材料中的一种。

9.根据权利要求1至6任一项所述的自然电磁磁悬浮直流电机，其特征在于，所述长定子铁芯(111)的下端低于所述短定子铁芯(112)的下端，所述直流电机还包括底座(3)和驱动控制器(4)，所述定子组件(1)设置在所述底座(3)上，所述底座(3)上设有供所述转子组件(2)转动的支撑轴(31)，所述驱动控制器(4)设置在所述底座(3)上，通过检测所述转子组件(2)转动实时检测所述直流电机的转速、电流。

10.根据权利要求1至6任一项所述的自然电磁磁悬浮直流电机，其特征在于，所述直流电机还包括供所述转子组件(2)转动设置的支撑轴(31)，所述转子支架(21)和支撑轴(31)之间设有辅助轴承(311)和弹性垫圈(312)，所述辅助轴承(311)套设在所述支撑轴(31)外，所述弹性垫圈(312)套设在所述辅助轴承(311)外，并与所述转子支架(21)配合。

技术总结
本发明涉及一种自然电磁磁悬浮直流电机，包括：定子组件，包括沿周向排布的至少两个定子单元，定子单元包括沿周向并排设置的长定子铁芯、短定子铁芯，以及绕设在短定子铁芯上的绕组；转子组件，包括转子支架、转子铁芯、内磁体、外磁体，转子支架转动设置，转子铁芯设置在转子支架上，转子铁芯包括基座、外支撑部、内支撑部、以及凸极；内磁体、外磁体的极性相同，外支撑部位于定子组件外侧，外磁体与短定子铁芯正对间隔形成外气隙，内支撑部位于定子组件内侧，内磁体与短定子铁芯正对间隔形成内气隙，外气隙、内气隙的间隔相同；凸极与定子单元的上侧正对间隔，形成上气隙。电机旋转运动时，利用绕组中的电流，产生的电磁磁悬浮和被动磁悬浮。

技术研发人员：李铁才,漆亚梅
受保护的技术使用者：李铁才
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23