CN103560604A - 无刷直流电机的转子 - Google Patents

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何良远
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Abstract

本发明公开了无刷直流电机的转子，包括磁轭和磁环，磁轭为圆筒状，在磁轭的内圆柱面上设有磁环，且磁环产生的磁场方向沿磁轭内圆柱面的径向形成封闭环状，磁环由各向异性的注射成型粘结铁氧体制成，磁轭由低碳钢制成。本发明结构简单、运行平稳、电机效率高。

Description

无刷直流电机的转子
技术领域
本发明涉及无刷直流电机，特别涉及一种用于家用吊扇、工业吊扇及装饰吊扇的无刷直流电机转子。
背景技术
现有的吊扇大多采用单相交流电容分相异步电机驱动，该交流异步电机大多采用鼠笼式转子，该转子为硅钢片叠压后铸铝而成的笼型绕组，转子损耗大，因此该电机效率较低，一般在25%～35%左右，虽然采用无刷直流电机可以提高吊扇电机效率，但是现有的无刷直流电机的转子磁铁结构以及转子磁铁与定子铁芯之间的装配结构都会影响电机效率的提高。
发明内容
本发明的目的是要提供一种无刷直流电机的转子，能够有效地提高吊扇的电机效率。
根据本发明的一个方面，提供了无刷直流电机的转子，包括磁轭和磁环，磁轭为圆筒状，在磁轭的内圆柱面上设有磁环，且磁环产生的磁场方向沿磁轭内圆柱面的径向形成封闭环状，磁环由各向异性的注射成型粘结铁氧体制成，磁轭由低碳钢制成。
其有益效果是：由于注射成型粘结铁氧体为铁氧体颗粒添加粘合剂后高温注射成型，保证了磁环能够以一个连续的圆环体设置于磁轭的内圆柱面，克服了由分离的永磁铁构成磁环时每块永磁铁之间会存在间隙的缺点，因此可以实现电机运行阻力小、运行平稳，从而提高电机效率；由于筒状磁轭的内圆柱面设置磁环，磁环与磁轭组合成转子，定子铁芯置于磁环内，磁环的内圆柱面与定子铁芯凸极的外圆柱面相匹配，可以形成具有较高磁通密度的气隙，磁环产生的磁场方向呈沿磁轭内圆柱面径向而成的封闭环状，因此磁环与定子铁芯之间形成径向磁路，则转子构成了具有径向磁路的外转子，使得无刷直流电机具有较高的磁通密度以及更大的气隙直径，从而输出转矩更大，还由于磁环以各向异性的注射成型粘结铁氧体作为永磁材料，具有较高的剩余磁通密度、矫顽力以及磁能积，并且重量轻，因此可以实现家用吊扇、工业吊扇及装饰吊扇采用外转子的无刷直流电机能够达到更高的电机效率，从而降低了能耗、减少了发热量，也延长了电机寿命。
在一些实施方式中，磁环与磁轭以过盈配合装配。
其有益效果是：由于磁环的外圆弧面与磁轭的内圆柱面以过盈配合装配，克服了现有磁轭和磁环一般所采用胶粘剂粘结的表面贴装方式，使得磁轭和磁环装配成为组合体，因此可以实现有效避免电机高速运行中磁环松动或脱落，还可以实现组合体易于加工性以及提高了磁环的加工精度和机械强度。
在一些实施方式中，磁环上沿磁轭的内圆柱面均匀分布有多极磁极，且相邻磁极为异性磁极，磁极极数M=N·3n·2/3，其中3n为定子槽数，n、N为正整数。
其有益效果是：由于磁环上均匀分布有M极磁极，M极磁极的极性交替变化，磁极极数M=N·3n·2/3确定了磁极级数与定子槽数之间的数量关系，满足该数量关系的磁极极数M为偶数，使得相邻磁极成一组形成了均匀的磁场，并且M极磁极与对应定子槽数的定子铁芯之间径向磁路的磁力线较多、较密集，无刷直流电机的磁通密度较大，因此可以实现较大的转矩和较高的电机效率。
在一些实施方式中，磁轭外径为86mm～185mm，磁环内径为82mm～165mm，磁环高度为10mm～40mm，磁轭高度为14mm～60mm，磁轭单边厚度为1.8mm～4.8mm。
其有益效果是：由于磁轭和磁环的尺寸设置，使得转子与定子之间能形成最大的气隙磁通密度，磁路的磁通密度最大，因此可以实现最佳的电机运行效率。
在一些实施方式中，磁环上设有安装孔。
其有益效果是：由于安装孔的设置，因此可以实现转子与电机端盖的安装固定，并由转子带动电机轴转动，从而驱动吊扇运行。
在一些实施方式中，注射成型粘结铁氧体为尼龙6或尼龙12。
其有益效果是：由于永磁材料采用尼龙6或尼龙12，因此可以实现良好的强度、耐温性以及注射成型时磁场的取向性，提高了磁性能。
在一些实施方式中，低碳钢的牌号为10号～30号。
其有益效果是：由于采用10号～30号低碳钢作为导磁体，因此可以实现磁轭较高的磁导率，增加无刷直流电机的磁通密度，提高运行效率。
本发明的有益效果在于：结构简单、运行平稳、电机效率高。
附图说明
图1为本发明的一实施方式的无刷直流电机的转子的主视图；
图2为图1所示转子的剖视左视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的无刷直流电机的转子，如图1、2所示，该无刷直流电机的转子包括磁轭1和磁环2，磁轭1为圆筒状，在磁轭1的内圆柱面上设有磁环2，磁环2与磁轭1以过盈配合装配，磁环2上沿磁轭1的内圆柱面均匀分布有磁极3，根据磁极极数M=N·3n·2/3，取N=1，定子槽数3n=12，计算得出M=8，即磁极3的极数为8极，且相邻磁极3为N极、S极交替排列的异性磁极，磁环2产生的磁场方向4为如图1中箭头所示的沿磁轭1内圆柱面的径向从N极指向S极形成封闭环状，磁环2上均匀分布有四个安装孔5，用于固定电机端盖。
磁环2由各向异性的注射成型粘结铁氧体制成，可采用尼龙6或尼龙12，优选地，采用尼龙12材料，磁轭1由低碳钢制成，低碳钢的牌号可选用10号～30号，优选地，采用20号低碳钢，上述磁环2和磁轭1的所选用的材料组合使得转子的磁性能达到最佳。
磁轭外径A为86mm～185mm，磁环内径B为82mm～165mm，磁环高度C为10mm～40mm，磁轭高度D为14mm～60mm，磁轭单边厚度E为1.8mm～4.8mm，优选地,磁轭外径A为155mm，磁环内径B为134.5mm，磁环高度C为25mm，磁轭高度D为36mm，磁轭单边厚度E为3.0mm。
上述转子经吊扇电机运行测试得出如下技术参数：
磁性能：剩余磁通密度Br≥260mT～290mT，内禀矫顽力Hcj≥2500～3200Oe，最大磁能积BHmax≥1.70～2.10MGOe；
电机效率：50%～75%。
由此可见，采用该转子的电机效率得到大大提高，同时降低了能耗。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.无刷直流电机的转子，其特征在于，包括磁轭（1）和磁环（2），所述磁轭（1）为圆筒状，所述磁轭（1）的内圆柱面上设有磁环（2），所述磁环（2）产生的磁场方向（4）沿磁轭（1）内圆柱面的径向形成封闭环状，所述磁环（2）由各向异性的注射成型粘结铁氧体制成，所述磁轭（1）由低碳钢制成。
2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述磁环（2）与磁轭（1）以过盈配合装配。
3.根据权利要求1或2所述的转子，其特征在于，所述磁环（2）上沿磁轭（1）的内圆柱面均匀分布有多极磁极（3），且相邻磁极（3）为异性磁极，磁极极数M=N·3n·2/3，其中3n为定子槽数，n、N为正整数。
4.根据权利要求1或2所述的转子，其特征在于，所述磁轭外径（A）为86mm～185mm，磁环内径（B）为82mm～165mm，磁环高度（C）为10mm～40mm，磁轭高度（D）为14mm～60mm，磁轭单边厚度（E）为1.8mm～4.8mm。
5.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述磁环（2）上设有安装孔（5）。
6.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述注射成型粘结铁氧体为尼龙6或尼龙12。
7.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述低碳钢的牌号为10号～30号。
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