CN101399475B - 一种无刷电动机及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无刷电动机转子的永磁体排布的改进技术，以及该转子与永磁体的制造方法。该无刷电动机转子的永磁体排布的改进技术主要包括，在转子(1)的内壁面上以转子(1)的轴心，平行间隔设置有多个凹槽(2)，为此转子(1)的截面呈一多齿状，转子(1)由导磁材料制成；所述凹槽(2)中设有永磁体(3)，永磁体(3)全部以一相同极性设置在凹槽(2)中。在其无刷电动机功率并不改变的情况下，相对传统无刷电动机转子上每个极性的交错实现，都直接采用对应的1个永磁体的结构设计，本发明无刷电动机永磁体的数量降低一半，总体制造成本将节约三分之一以上，并且电动机的重量也还变得更加轻巧，本发明无疑实现了无刷电动机制造领域一次质的飞跃。

Description

一种无刷电动机及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种无刷电动机的制造领域，尤其涉及无刷电动机转子的永磁体排布的改进技术，以及该转子与永磁体的制造方法。
背景技术
无刷电动机具有转矩形状比大，控制性良好，以及使用寿命长等优点，被广泛的应用在各个机械动力领域。
无刷电动机一般由呈筒状转子的内壁面上设有永磁体后，并外套于由矽钢片绕有电磁线圈构成的驱动定子上组成，通电使用时，电磁线圈通过磁力作用，在驱动电路的控制下自动驱动永磁体转子旋转。
为了得到更大扭矩力的无刷电动机，其转子上设置的永磁体，往往由多个数量的永磁体通过N、S极性面向驱动定子交错间隔排列构成。
但现有的无刷电动机制造与使用时存在的问题有：
1)在实际使用当中，其转子上的永磁体总是只有一个极性面会与驱动定子上的电磁线圈发生磁力作用，即位于面向筒状转子中间轴心位置的极性面，而永磁体的另一个极性面则将被完全闲置浪费，即面向筒状转子外壁端的极性面，于是造成了设计上的重大缺陷；
2)在制造无刷电动机时，由于转子的内壁面需上要将永磁体的极性交错间隔排列装填，所以很容易将N、S极性装排错，不利于优化生产。
发明内容
鉴于现有技术的以上不足，本发明要解决的任务是：
提供一种无刷电动机，该电动机的转子上所设置的永磁体的两面极性都能与无刷电动机的驱动定子发生磁力作用，并以显著倍数的方式提高永磁体的利用率。
本发明的另一目的在于，提供一种制造该转子与永磁体的方法，使得该无刷电动机的转子与永磁体的制造与安装更科学快捷。
为解决上述任务，本发明采用的解决方案是：
设计一种无刷电动机，包括转子与永磁体，其创新与改进在于，所述转子的内壁面上以转子的轴心，平行间隔设置有多个凹槽，为此转子的截面呈一多齿状，转子由金属导磁材料制成；所述凹槽中设有永磁体，永磁体全部以一相同极性设置在凹槽中，由于转子由导磁材料制成，所以永磁体靠近凹槽底面那一端的相反磁性力将被传递到永磁体旁边的转子内壁面释放，从而完成永磁体在转子内壁面上磁力极性均匀交错的布置，其凹槽之间的间隔距离根据电动机自身的设计大小以及永磁体对电动机做功的实际需要决定，一般可以保持在等长凹槽自身的宽度为佳。
为了进一步改进永磁体装入转子的效果；上述永磁体的形状大小与凹槽相应，所述凹槽或永磁体呈梯形状，这样就能直接通过形状的吻合限定永磁体始终能以正确的极性需要，准确快速的装入转子内壁面凹槽内。当然，为了达到这一目的凹槽或永磁体还可以呈更多种不对称形状，如：三角形、半圆形等。
设计一种无刷电动机，包括转子与永磁体，转子呈一平滑的圆筒状，其创新与改进在于，转子的内壁面上以转子的轴心，平行交错间隔设置有永磁体与导磁体；永磁体全部以一相同极性面向转子的内壁或转子的轴心排列设置，导磁体由导磁材料制成，所以永磁体靠近转子的内壁面那一端的相反磁性力将被传递到永磁体旁边的导磁体释放，从而完成永磁体在转子内壁面上磁力极性均匀交错的布置。
上述永磁体或导磁体呈条形或块形状。
一种无刷电动机的制造方法，涉及转子与永磁体的制造，其特征是所述方法为下列之一：
1)首先在转子内壁的凹槽中填装可充磁材料；然后对所有的可充磁材料以同一极性方式实施充磁，得到极性排列一致的永磁体组；
2)首先在呈一平滑的圆筒状转子的内壁面上以转子的轴心，平行间隔设置多个可充磁材料，可充磁材料之间保持一定的间距大小，该间距大小应该大于导磁体的大小，以利于以后能在该间距中装填下导磁体；然后对所有的可充磁材料以同一极性方式实施充磁，得到极性排列一致的永磁体组；最后在永磁体之间的间隔距离中放置数量相应的导磁体。
在永磁电动机制造领域中，对充磁材料实施充磁的工艺是已一种很成熟的制造技术，这里就不再赘述。
采用如上方案后，本发明的有益效果是：
1)通过实际实验证明，将转子中设置的永磁体的另一端闲置磁性力同时导磁传递到转子的永磁体旁边的内壁面或导磁体释放应用，为此永磁体的利用率将提高一倍；在其功率并不改变的情况下，相对传统无刷电动机转子上每个极性的交错实现，都直接采用对应的1个永磁体的结构设计，本发明无刷电动机永磁体的数量降低一半，总体制造成本将节约三分之一以上，并且电动机的重量也还变得更加轻巧，本发明无疑实现了无刷电动机制造领域一次质的飞跃。
2)通过将充磁材料先填装到转子中以后，以统一的极性方式充磁获得永磁体组，相对传统制造工艺中，永磁体需要逐个安装的方法则更加简单快捷，并且还能同时起到避免发生极性装填错误的可能。
附图说明
下面结合附图，对本发明的实施方式作进一步详细的说明：
图1为本发明转子未设置有永磁体时的外观立体示意图；
图2为本发明转子装有永磁体时的外观立体示意图；
图3为本发明转子的俯视图；
图4为本发明转子的另一种实施例的俯视图。
图中标号如下：
1转子    2凹槽    3永磁体
4导磁体
具体实施方式
实施例一
如图1、2、3所示。
本发明无刷电动机，包括转子1与永磁体3，转子1由金属导磁材料钢制成。
转子1的内、外壁面上各以转子1的轴心，分别平行间隔设置有十个凹槽2，在转子1的外壁面上也设置凹槽2，其目的是大量的节约转子1所需要制造材料的用量，该凹槽2的形状呈梯形状，转子1的凹槽2工艺可以直接由转子1本身开模拉伸成型得到。
十个永磁体3的截面也分别呈梯形状，其长度以及大小与转子1的内壁面上的凹槽2相应，永磁体3全部以S极性面向转子1的内壁面上的凹槽2的底部，嵌入到该凹槽2中固定，当然这一工艺可由永磁体3与凹槽2的自然相磁实现，为了加强其稳固性还可以施以胶水粘接，永磁体3的另一面呈N极性，并面向无刷电动机的驱动定子，即转子1的中间轴心位置。
由于转子1能导磁，在永磁体3旁边的转子1内壁面自动形成S极性。
实施例二
如图4所示。
本发明无刷电动机，包括转子1与永磁体2，转子1呈一平滑的圆筒状，所述转子1的内壁面上以转子1的轴心，平行交错间隔设置有十个呈长条形且截面为矩形的永磁体3与十个呈长条形且截面为矩形的导磁体4；永磁体全部以N极性面向转子1的轴心排列设置。
转子1与导磁体4都由金属导磁材料钢制成，所以永磁体3靠近转子1的内壁面那一端的相反磁性力S极将被传递到永磁体3旁边的导磁体4释放，从而由永磁体3与导磁体4在转子1内壁面上共同实现磁力极性均匀交错的布置。
实施例三
本无刷电动机的转子1与永磁体3的制造方法为：
方法之一
首先转子1的内壁面上各以转子1的轴心，分别平行间隔设置有十个凹槽2，在十个凹槽2中填装十个可充磁材料；然后对十个的可充磁材料以N极性面向转子1的轴心方式统一实施充磁，得到极性排列一致的永磁体3的排列组；其制得产品如图2、3所示。
方法之二
首先在呈一平滑的圆筒状转子1的内壁面上以转子1的轴心，平行间隔设置有十个可充磁材料；然后对十个可充磁材料以N极性面向转子1的轴心方式统一实施充磁，得到极性排列一致的永磁体3的排列组；最后在永磁体3之间的间隔距离中放置十个导磁体4；其制得产品如图4所示。

Claims (4)

1.一种无刷电动机，包括定子、转子与永磁体，所述定子设置在转子中心轴位置处，其特征在于：所述转子(1)在面对定子的内壁面上以转子(1)的轴心，平行间隔设置有多个凹槽(2)，为此转子(1)的截面呈一多齿状，转子(1)由导磁材料制成；所述凹槽(2)中设有永磁体(3)，永磁体(3)全部以一相同极性设置在凹槽(2)中。
2.根据权利要求1所述的一种无刷电动机，其特征在于：所述永磁体(3)的形状大小与凹槽(2)相应，凹槽(2)或永磁体(3)呈梯形状。
3.一种无刷电动机，包括定子、转子与永磁体，转子呈一平滑的圆筒状，所述定子设置在转子中心轴位置处，其特征在于：所述转子(1)在面对定子的内壁面上以转子(1)的轴心，平行交错间隔设置有永磁体(3)与导磁体(4)；永磁体(3)全部以一相同极性面向转子(1)的内壁或转子(1)的轴心排列设置。
4.根据权利要求3所述的一种无刷电动机，其特征在于：所述永磁体(3)或导磁体(4)呈条形或块形状。
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