CN100405711C - 一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机 - Google Patents
一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，包括在壳体内的定子、转子、端盖和传感器组件，技术特征在于：定子铁芯由若干金属硅钢片叠压而成，转子磁钢由两个性能相同的环形磁钢拼接而成，嵌套并粘贴于转子轭之上。传感器的磁钢粘贴在传感器磁钢支架上，传感器支架压装在转轴上，与转子轭同轴相连。转子轴的前端为螺杆结构，与蜗轮轴上的蜗轮相啮合，可将电机以轴向为法向的运动转变为以电机径向为法向的运动。本发明的有益效果是：本发明由于采用上述一系列技术手段，使得电机噪声小于40分贝，转矩脉动小，安全性及效率高，造价低廉。较之牙科座椅用单相异步电机及有刷直流电机具有明显优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，用于牙科座椅机构的驱动。
背景技术：
目前，市售牙科座椅机构用驱动电机均为单相异步电机或者有刷直流电机。单相异步电机采用220V单相交流电，由于在使用中，整个机构很可能会与人体相接触，易产生危险，因此其安全性、可靠性都不高。除此而外，还有体积大、重量沉、效率低的缺点。采用有刷直流电机，虽然克服了单相异步电机在安全性及体积重量方面的缺陷，并且在效率上也有了一定的提高，但有刷直流电机采用电刷——换向器换向，存在换向火花，并且噪声大、电磁干扰严重，这些缺点往往会给医院、疗养院中的医疗电子设备带来不可忽视的影响。此外机械换向导致电刷磨损，致使其寿命不长，可维护性不高。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机。
技术方案
本发明的技术思想是：包括在壳体1内的定子、转子、端盖和传感器组件，技术特征在于：所述定子的铁芯5由若干金属硅钢片20叠压而成，嵌放在机壳1内部；所述转子的磁钢3由两个性能相同的稀土永磁环形磁钢拼接而成，嵌套并粘贴于转子轭17之上。由此在不影响电机出力等性能的基础上，降低了磁钢的充磁难度，有效的降低了电机的成本。所述传感器的磁钢8粘贴在传感器磁钢支架10上，该传感器支架10压装在转轴2上，与转子轭17同轴相连。该传感器支架10与转子轭17为一体化结构设计，保证对电机转子位置的准确感应。所述壳体1与端盖7之间有橡胶绝缘体；所述转轴2的前端为螺杆结构19，用以与蜗轮轴25上的蜗轮26相啮合。所述转轴2前端的蜗杆结构，结合端盖7上的蜗轮，可将电机以轴向为法向的运动转变为以电机径向为法向的运动。此种结构简化了电机与外加机构的联接，可降低整个系统的成本。
所述的若干硅钢片20在叠压时顺时针扭转一个槽距角，以减小齿槽引起的转矩脉动。
所述转轴2与蜗杆之间设计一个嵌放卡簧的小槽18，装配时放入卡簧，防止转子的轴向窜动。
所述的转子磁钢3可以选用钕铁硼径向激磁环形磁钢，极弧系数为大于0.85。环形磁钢采用一体化四极径向充磁，不但保护磁体，使其抗去磁、抗振动冲击，而且增强了电机气隙磁密，有效的减小电机体积。
所述转子磁钢3和转子轭17的配合通过采用耐高温高强度粘贴胶粘贴，选用0～0.012的间隙配合公差。使得磁钢与转子轭之间不过于紧密，亦不过于疏松，保证了转子磁钢3在电机高速及带载运行时能牢固的固定在转子轭17之上，同时保护磁钢3不致断裂。
所述传感器磁钢8为轴向充磁，磁钢厚度为1.2mm～2.8mm。
所述电机底部选用含油轴承16，即保证了电机转子的高效运行，又保证了电机的密闭性。电机端部选用高精度轴承23，用以提高转速平稳度。
所述电机定子与转子之间的径向气隙4宽度为0.8mm～1.2mm。
所述转子磁钢3厚度为2.4mm～3.6mm，由两块长度为26mm～29mm的环形磁钢构成长度为52mm～58mm转子磁钢。
所述定子内径为33.6mm～36.4mm，定子外径为58.6mm～62.4mm，定子铁芯长度为52mm～58mm。
所述端盖7内部为空心结构，用以减轻机体重量。
有益效果
本发明的有益效果是：本发明由于采用上述一系列技术手段，使得电机噪声小于40分贝，转矩脉动小，安全性及效率高，造价低廉。较之牙科座椅用单相异步电机及有刷直流电机具有明显优点。
附图说明
图1为本发明稀土永磁无刷直流牙科座椅电机结构纵向剖面图
图2为电机转子结构示意图
图3为电机定子冲片示意图
图4为定子铁芯侧视图
图5为转子径向示意图
图6传感器结构示意图
图7传感器接线示意图
图8为端盖结构示意图
图9为蜗轮结构示意图
1-机壳 2-转轴 3-转子磁钢 4-气隙 5-定子铁芯
6-传感器支架 7-端盖 8-传感器磁钢 9-卡簧
10-传感器磁钢支架 11-十字盘头螺钉 12-垫圈 13-联接片
14-衬垫 15-衬套 16-含油轴承 17-转子轭 18-卡簧槽
19-蜗杆 20-定子冲片 21-霍尔传感器 22-挡圈
23-轴承 24-轴承衬套 25-蜗轮轴 26-蜗轮
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步描述：
本发明实施例为一55W/24V稀土永磁无刷直流牙科座椅电动机。
定子轭高为3.95mm，定子轭长度55mm。
电机定子由定子铁芯及电枢绕组构成。定子整体嵌放在机壳1内部。所述定子铁芯5由若干金属硅钢片20叠压而成，并且硅钢片在叠压时顺时针扭转一个槽距角，以减小齿槽引起的转矩脉动。定子组件中，所述定子铁芯5采用高性能导磁材料，定子内径为35mm，定子外径为60mm，定子铁芯长度为55mm。采用集中整距绕组，铁芯5斜槽分布，减小了电机的机身尺寸，降低了齿槽引起的转矩脉动。所述定子铁芯5通过在绝缘漆中浸漆，以提高绝缘性能。
转子组件中，转子磁钢3由两个性能相同的钕铁硼(NdFeB)径向激磁环形磁钢拼接而成，极弧系数大于0.85。每个磁钢长度为27.5mm，厚度3mm，嵌套并粘贴于转子轭17之上，整个磁钢长度为55mm。用两块磁钢拼接作为转子磁钢3整体，可以在不影响电机出力等性能的基础上，降低磁钢的充磁难度，有效的降低了电机的成本。环形磁钢采用一体化四极径向充磁，不但保护磁体，使其抗去磁、抗振动冲击，而且增强了电机气隙磁密，有效的减小电机体积。所述转子磁钢3经电泳处理，有防锈作用。所述转子磁钢3和转子轭17的配合通过采用耐高温高强度粘贴胶(DG-3S)粘贴，选用0～0.012的间隙配合公差，使得磁钢与转子轭之间不过于紧密，亦不过于疏松，保证了转子磁钢3在电机高速及带载运行时能牢固的固定在转子轭17之上，同时保护磁钢3不致断裂。
所述电机定子与转子之间的径向气隙4为0.4mm。
传感器组件中，所述传感器磁钢8为轴向充磁，轴向厚度为3mm，粘贴在传感器磁钢支架10上，该传感器支架10与转子轭17为一体化结构设计，保证对电机转子位置的准确感应。传感器电路板卡在机壳1与端盖7之间，并嵌入端盖7旁设有的槽口。
所述转轴2的前端为螺杆结构19，用以与蜗轮轴25上的蜗轮26相啮合。所述转轴2前端的蜗杆结构，结合端盖7上的蜗轮，可将电机以轴向为法向的运动转变为以电机径向为法向的运动。此种结构简化了电机与外加机构的联接，可降低整个系统的成本。
所述壳体1采用封闭式结构，表面经镀镉钝化，能有效的防尘，防腐蚀，防干扰。所述壳体1与端盖7之间有橡胶绝缘体，提高了绝缘性能。绕组采用耐高温聚酯线，即保证了电机的低成本，又保证了耐高温性能。
所述电机底部选用含油轴承16，即保证了电机转子的高效运行，又保证了电机的密闭性。该端部选用高精度轴承23，用以提高转速平稳度。
所述端盖7为内部空心设计，用以减轻机体重量。
本实施例中转子磁钢额定转速3000RPM(转/分)，测试噪声仅为36分贝。通过传动机构，推力可达4000N，且运行平稳。
Claims (11)
1.一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，包括在壳体(1)内的定子、转子、端盖和传感器组件，其特征在于：所述定子的铁芯(5)由若干金属硅钢片(20)叠压而成，嵌放在机壳(1)内部；所述转子的磁钢(3)由两个性能相同的稀土永磁环形磁钢拼接而成，嵌套并粘贴于转子轭(17)之上；所述传感器的磁钢(8)粘贴在传感器磁钢支架(10)上，该传感器支架(10)压装在转轴(2)上，与转子轭(17)同轴相连；所述的壳体(1)与端盖(7)之间有橡胶绝缘体；所述转轴(2)的前端为螺杆结构(19)，用以与蜗轮轴(25)上的蜗轮(26)相啮合。
2.根据权利要求1所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：所述的若干硅钢片(20)在叠压时顺时针扭转一个槽距角。
3.根据权利要求1所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：在所述转轴(2)与蜗杆之间设计一个嵌放卡簧的小槽(18)。
4.根据权利要求1所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：所述的转子磁钢(3)可以选用钕铁硼径向激磁环形磁钢，极弧系数为大于0.85。
5.根据权利要求1所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：所述转子磁钢(3)与转子轭(17)的配合通过采用耐高温高强度粘贴胶粘贴，选用0～0.012的间隙配合公差。
6.根据权利要求1所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：所述传感器磁钢(8)为轴向充磁，磁钢厚度为1.2mm～2.8mm。
7.根据权利要求1所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：所述电机底部选用含油轴承(16)，电机端部选用高精度轴承(23)。
8.根据权利要求1所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：所述电机定子与转子之间的径向气隙(4)宽度为0.8mm～1.2mm。
9.根据权利要求1或4所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：所述转子磁钢(3)厚度为2.4mm～3.6mm，由两块长度为26mm～29mm的环形磁钢构成长度为52mm～58mm转子磁钢。
10.根据权利要求1所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：所述定子内径为33.6mm～36.4mm，定子外径为58.6mm～62.4mm，定子铁芯长度为52mm～58mm。
11.根据权利要求1所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：所述端盖(7)内部为空心结构。
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