一种作为电机及发电机两用型的磁电驱动设备的制作方法

本实用新型涉及动力电机及发电机技术领域，尤其涉及一种作为电机及发电机两用型的磁电驱动设备。

背景技术：

电机是工业生产及民用领域中常用的设备，其通常是主要由定子组件和转子组件构成的。其中，定子组件主要包括设置在电机壳体内侧壁上的支架、以及绕设于支架上的绕组，且绕组为漆包铜线。众所周知的，为了提升转子组件的转速，漆包铜线的用量是非常大的，整体长度较长，而铜线本身是具有电阻的，基本上相当于每25m的长度会在使用中消耗1千瓦的功率。而且，由于功率的消耗，会使得具体使用中由漆包铜线产生热量，一方面，漆包铜线的整体成本较高，另一方面，因漆包铜线在使用中发热，会消耗功率，使得整体运行时的功率降低。然而，上述问题在电机领域中一直没有得到有效的解决。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在能够降低材料成本及生产成本且运行时发热量少、功率更高的作为电机及发电机两用型的磁电驱动设备，用以克服上述技术缺陷。

具体技术方案如下：

一种作为电机及发电机两用型的磁电驱动设备，包括：

转子组件，包括转子轴、设置于转子轴外周的至少一对磁性相反的永磁体，且每一永磁体与相邻的永磁体磁性相反；

定子组件，包括多根环形阵列布置于转子组件外部的导体棒，每一导体棒与转子组件之间均留有间隙；

多个导体连接件，每一导体连接件分别电性连接两根导体棒，用以构成电性绕组，且多根导体棒上电连接有接入线和接出线；

控制器，接入线和接出线均电连接至控制器上。

较佳的，定子组件还包括一个两端敞口的筒状壳体，转子组件轴向穿过筒状壳体的内部通道，全部的导体棒周向均匀的安装于筒状壳体的周壁上。

较佳的，筒状壳体的周壁上沿长度方向开设有与导体棒等数量的通孔，每一导体棒均插置于通孔内。

较佳的，导体棒包括金属管、嵌装于金属管内部的长条形导体，且金属管的一侧具有沿长度方向延伸的豁口。

较佳的，金属管为钢管，长条形导体为由碳、金属、石墨混合材质制成的碳金属石墨导体，筒状壳体由云母材质制成。

较佳的，通孔面向转子组件的一侧具有用以露出导体棒的缺口；或者，

筒状壳体的内周壁开设有多个贯穿至通孔的漏孔，且每一通孔至少对应于一个漏孔；或者，

导体棒的直径大于筒状壳体的周壁的轴向厚度。

较佳的，筒状壳体的外周壁上还套装有至少一个由绝缘材质制成的套环。

较佳的，导体连接件包括两个金属连接头、两端分别电性连接两金属连接头的柔性连接构件。

较佳的，导体棒的数量为六的倍数，导体连接件的数量比导体棒少三个，接入线包括a输入线、b输入线、c输入线，接出线包括a输出线、b输出线、c输出线，每三个相邻的导体棒构成一个三相导体组，并通过三根导体连接件将相邻的两个三相导体组中相同相性的导体棒电性相连。

较佳的，于定子组件的外部还设置有外壳体，且定子组件固装于外壳体的内侧壁上，转子轴通过两个轴承安装于外壳体中。

上述技术方案的有益效果在于：

作为电机及发电机两用型的磁电驱动设备包括转子组件、定子组件、导体连接件、控制器，且转子组件包括转子轴及永磁体，定子组件包括导体棒，由导体连接件构成电性绕组，控制器、接入线、接出线、导体连接线以及导体棒共同构成的电流回路与转子组件相结合组成整体设备，且由导体棒及导体连接件替代了传统电机中转子上的绕组铜线，能够大大降低材料成本及生产成本，同时运行时发热量少、更为省电、转速更高，使用功率大大增加，使得更为高效。

附图说明

图1为本实用新型作为电机及发电机两用型的磁电驱动设备的整体结构立体示意图；

图2为本实用新型作为电机及发电机两用型的磁电驱动设备省略环形安装架的俯视图；

图3为本实用新型作为电机及发电机两用型的磁电驱动设备中转子组件的立体图；

图4为本实用新型作为电机及发电机两用型的磁电驱动设备中导体连接件的立体图；

图5为本实用新型作为电机及发电机两用型的磁电驱动设备的示例性接线示意图；

图6为本实用新型作为电机及发电机两用型的磁电驱动设备中导体棒的立体图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型作具体阐述。

参阅图1至图6中所示，本实用新型提供的作为电机及发电机两用型的磁电驱动设备包括：

转子组件，包括转子轴1、设置于转子轴1外周的至少一对磁性相反的永磁体2，且每一永磁体2与相邻的永磁体2磁性相反；

定子组件，包括多根环形阵列布置于转子组件外部的导体棒3，每一导体棒3与转子组件之间均留有间隙；

多个导体连接件4，每一导体连接件4分别电性连接两根导体棒3，用以构成电性绕组，且多根导体棒3上电连接有接入线7和接出线8；

控制器(图中未示出)，接入线7和接出线8均电连接至控制器上。

具体应用中，当本设备作为电机设备时，通过控制器向接入线7、导体棒3、导体连接件4、接出线8共同构成的回路中输入电流后，由导体棒3上产生变化的电流而作用于永磁体2上，使得永磁体2及转子轴1转动，以输出驱动力；当本设备作为发电机时，由外部设备带动转子轴1转动，进而由转动的永磁体2产生变化的磁场作用于导体棒3上，因导体棒3切割磁场而产生电流，在上述构成的回路中流动并由接出线8输出至控制器。

基于上述技术方案，作为电机及发电机两用型的磁电驱动设备包括转子组件、定子组件、导体连接件4、控制器，且转子组件包括转子轴1及永磁体2，定子组件包括导体棒3，由导体连接件4构成电性绕组，控制器、接入线7、接出线8、导体连接线以及导体棒3共同构成的电流回路与转子组件相结合组成整体设备，且由导体棒3及导体连接件4替代了传统电机中转子上的绕组铜线，能够大大降低材料成本及生产成本，同时运行时发热量少、更为省电、转速更高，使用功率大大增加，使得更为高效。

在一种优选的实施方式中，定子组件还包括一个两端敞口的筒状壳体5，转子组件轴向穿过筒状壳体5的内部通道，全部的导体棒3周向均匀的安装于筒状壳体5的周壁上。进一步的，筒状壳体5由云母材质制成，但也可以由其他绝缘材质制成，并不局限于此。进一步的，筒状壳体5的周壁上沿长度方向开设有与导体棒3等数量的通孔，每一导体棒3均插置于通孔内。进一步的，如图6中所示，导体棒3包括金属管12、嵌装于金属管12内部的长条形导体13，且金属管12的一侧具有沿长度方向延伸的豁口。进一步的，金属管12为钢管，长条形导体13为由碳、金属(优选为铷铁硼等稀土材料)、石墨混合材质制成的碳金属石墨导体，在本实施例中采用的型号为j213，实际应用中可根据整体设备尺寸、导体棒3的数量等参数而改变，相对于漆包线而言，一方面整体成本大大降低，另一方面由于漆包线整体长度较大而使得产生电阻，具体大致为每25m漆包线在运行中因电阻而消耗的功率为1千瓦，进而因消耗功率而生热，而本方案中的碳金属石墨导体整体功耗极低，能够大大降低功率损耗并降低生热量。

作为进一步的优选实施方式，通孔面向转子组件的一侧具有用以露出导体棒3的缺口；或者，筒状壳体5的内周壁开设有多个贯穿至通孔的漏孔，且每一通孔至少对应于一个漏孔；或者，导体棒3的直径大于筒状壳体5的周壁的轴向厚度，即筒状壳体5被通孔分割为与通孔等数量的隔板，隔板由其他外设构件连接成一体，如环套、相邻隔板间设置的连接板等；使得导体棒3面向转子组件的一侧没有被云母材质遮蔽，从而不影响整体运行效率。显然，上述的豁口方向面向转子组件。进一步的，筒状壳体5的外周壁上还套装有至少一个由绝缘材质制成的套环15，以增强筒状壳体5的整体强度。

在一种优选的实施方式中，结合图4中所示，导体连接件4包括两个金属连接头9、两端分别电性连接两金属连接头9的柔性连接构件10。进一步的，柔性连接构件10的外部还包覆有绝缘套；或者，柔性连接构件10的外部涂覆有绝缘层，用以避免使用中引起的串线问题。进一步的，每一导体棒3的头端均开设有第一螺丝孔14，金属连接头9上开设有与第一螺丝孔14位置相对的第二螺丝孔11，用以通过螺钉连接金属连接头9与导体棒3。

在一种优选的实施方式中，具体如图2和图5中所示，本实施中采用三相绕组，分别为a+、b+、c+、a-、b-、c-，且图2所示为优选方案，图5所示为能够实现上述目的的最简方案。其中，导体棒3的数量为六的倍数，导体连接件4的数量比导体棒3少三个，接入线7包括a输入线、b输入线、c输入线，接出线8包括a输出线、b输出线、c输出线，每三个相邻的导体棒3构成一个三相导体组，并通过三根导体连接件4将相邻的两个三相导体组中相同相性的导体棒3电性相连。显然，作为最佳方案，接入线7和接出线8分别连接于作为首尾的两个三相导体组中，使得整个接线体现为跨距最大。进一步的，在本实施例中，导体棒3的数量为24个，永磁体2的数量为两对，能够得到整体功率相对较高而成本较低的整体设备。具体来讲，基于上述优选方案，转速能够达到18000转/分钟，功率能够达到10千瓦以上，同时运行状态下噪音极低。此外，如图5中所示，导体棒3的数量也可以仅为六根，分别对应于a+、b+、c+、a-、b-、c-，并分别通过接入线7和接出线8电性连接至控制器，而永磁体2的数量为一对，对应于n极和s极。且上述的控制器优选为pcb线板，并由pcb线板电性连接至外部终端。

作为进一步的优选实施方式，作为电机或发电机，于定子组件的外部还设置有外壳体(图中未示出)，且定子组件固装于外壳体的内侧壁上，转子轴1通过两个轴承安装于外壳体中。此外，导体棒3可以直接安装在外壳体内侧壁上，但需要对外壳体的内侧壁绝缘处理，例如将外壳体整体由绝缘材质(如硬塑)制成，或是在外壳体内侧壁涂覆绝缘层，或在外壳体内侧壁加装如上述云母材质制成的架体，显然也是能够实现上述目的，并不局限于此。此外，在导体棒3的另一端，还可对应设置相同对应的导体连接件4及接入线和接出线，以加强导体棒上的电流流动效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对本实用新型而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。