CN106533111A - 一种永磁直流无刷电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种永磁直流无刷电机，其包括前端盖、定子组件、转子组件及后端盖；转子组件匹配套接于定子组件的转子安装孔内；前端盖及后端盖通过总装螺钉相匹配连接固定定子组件及转子组件；转子组件包括电机轴、转子铁心、磁钢及转子端盖；转子铁心同轴匹配安装于电机轴的中段；磁钢以转子铁心的轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布于转子铁心的外周面上且通过磁钢胶粘贴固定；转子端盖与电机轴同轴匹配套接并安装于转子铁心的前端；电机轴的前后两端分别匹配套接一个滚动轴承；带磁钢的转子铁心的两端各同轴匹配套接一个由非导磁材料制成的护磁环。本发明采用非导磁材料制成的护磁环保护转子，避免转子损坏，有效地提高了电机的使用寿命。

Description

一种永磁直流无刷电机
技术领域
本发明属于一种无刷电机，尤其涉及一种永磁直流无刷电机。
背景技术
永磁直流无刷电机是无刷电机中的一种。其中，普遍的永磁直流无刷电机的转子铁心因材料问题生产成本较高，而采用某些成本低的材料(如永磁铁氧体等)，容易在电机高速旋转过程中受到离心力作用而破裂，从而降低使用寿命。另外，无刷电机运行在高速转速、大功率、大扭矩情况下，对电机的平稳、噪音、温升要求高。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种生产成本低而使用寿命长、电机振动小、运行平稳、低噪音且电机输出的换向位置信号准确、一致性好的永磁直流无刷电机。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种永磁直流无刷电机，其包括前端盖、定子组件、转子组件及后端盖；转子组件匹配套接于定子组件的转子安装孔内；前端盖及后端盖通过总装螺钉相匹配连接固定定子组件及转子组件；
转子组件包括电机轴、转子铁心、磁钢及转子端盖；转子铁心同轴匹配安装于电机轴的中段；磁钢以转子铁心的轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布于转子铁心的外周面上且通过磁钢胶粘贴固定；转子端盖与电机轴同轴匹配套接并安装于转子铁心的前端；电机轴的前后两端分别匹配套接一个滚动轴承；带磁钢的转子铁心的两端各同轴匹配套接一个护磁环，所述护磁环是由非导磁材料制成的，转子铁心是由永磁铁氧体或汝铁硼稀土材料制成的。
其中，本实施例中，永磁直流无刷电机还包括带增重平衡结构的风叶；该风叶同轴匹配套接于电机轴上并安置于转子铁心的末端与滚动轴承之间。
其中，风叶的外圈设置有与之叶片一体连接的圆环。
其中，转子铁心的外圆周面上设置有多条以其轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布的磁钢径向限位，两个相邻的磁钢径向限位之间形成一个与磁钢相匹配的磁钢安装槽。
其中，转子铁心的磁钢安装槽处还设置有间隔均匀分布的胶水存储槽。
其中，转子铁心的中间开设有多个以其轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布的径向孔槽。
其中，永磁直流无刷电机还包括霍尔组件，该霍尔组件包括单面电路板、霍尔支架及霍尔元件；单面电路板匹配安装于定子组件的末端；单面电路板面朝定子组件的一面设置有间隔均匀分布的霍尔支架，每个霍尔支架上都设置有一个霍尔元件；该单面电路板的另一面设置有一个与之匹配连接的线插套。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明采用非导磁材料的护磁环保护磁钢及转子，既避免电机高速旋转时的离心力作用对磁钢造成破损而导致电机卡死的情况出现，保证了电机运行的稳定可靠，又避免了转子铁心在高速离心力作用下可能产生破裂的问题，有效地提高了电机的使用寿命；而增加带增重平衡结构的风叶，使得无刷电机在高速转速、大功率、大扭矩情况下运行时，既可以保证电机振动小、运行平稳，又可以有效散热降温，并且该风叶设置于电机的内部，有效降低了风叶运行时的噪音；在风叶的外圈增设与之一体连接的圆环，可以有效提高风叶的散热性能；其中，转子铁心上设置的磁钢径向限位及磁钢安装槽，既可以为磁钢的安装起到定位的作用，提高磁钢的安装效率，又限制了磁钢的移动，避免电机在运行中磁钢偏移导致电机不平衡的问题出现，提高电机工作稳定性；而增设的胶水存储槽，可以用于填充磁钢胶，提高磁钢的粘贴牢固度；转子铁心处设置的径向孔槽，可以有效降低转子铁心的重量，从而减轻电机自重，既降低成本，又提高电机的工作效率，并且使得转子的转动更加轻松，降低能耗；另外，设置的霍尔组件，可以有效保证电机输出的换向位置信号准确、一致性好；而转子铁心采用永磁铁氧体制成，有效降低了生产成本，提高经济效益。
附图说明
图1是本发明永磁直流无刷电机的结构示意图。
图2是本发明永磁直流无刷电机的结构示意爆炸图。
图3是本发明转子组件的结构示意剖视图。
图4是本发明转子组件的结构示意爆炸图。
图5是本发明转子铁心的结构示意图。
图6是本发明转子铁心的径向结构示意图。
图7是本发明霍尔组件的结构示意图。
附图标记说明：1、前端盖；2、定子组件；3、转子组件；4、后端盖；5、总装螺钉；6、滚动轴承；7、护磁环；8、风叶；9、；31、电机轴；32、转子铁心；33、磁钢；34、转子端盖；61、磁钢径向限位；62、磁钢安装槽；63、胶水存储槽；64、径向孔槽；81、圆环；91、单面电路板；92、霍尔支架；93、霍尔元件；94、线插套。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
图1是本发明永磁直流无刷电机的结构示意图，反映了本永磁直流无刷电机的整机结构；图2是本发明永磁直流无刷电机的结构示意爆炸图，主要体现了本永磁直流无刷电机是由前端盖1、定子组件2、转子组件3及后端盖4组成的，并着重反映了风叶8及霍尔组件9；图3是本发明转子组件的结构示意剖视图，图4是本发明转子组件的结构示意爆炸图，体现了转子组件3是由电机轴31、转子铁心32、磁钢33及转子端盖34组成的，及其它们之间的连接关系，并重点反映了风叶8的结构；图5是本发明转子铁心的结构示意图，图6是本发明转子铁心的径向结构示意图，体现了转子铁心32上的磁钢径向限位61、磁钢安装槽62、胶水存储槽63及径向孔槽64等结构；图7是本发明霍尔组件的结构示意图，反映了霍尔组件9是由单面电路板91、霍尔支架92、霍尔元件93及线插套94组成。
本发明永磁直流无刷电机的结构如图1及图2所示，该永磁直流无刷电机包括前端盖1、定子组件2、转子组件3及后端盖4；转子组件3匹配套接于定子组件2的转子安装孔内；前端盖1及后端盖4通过总装螺钉5相匹配连接固定定子组件2及转子组件3；
转子组件3包括电机轴31、转子铁心32、磁钢33及转子端盖34；转子铁心32同轴匹配安装于电机轴31的中段；磁钢33以转子铁心32的轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布于转子铁心32的外周面上且通过磁钢胶粘贴固定；转子端盖34与电机轴31同轴匹配套接并安装于转子铁心32的前端；电机轴31的前后两端分别匹配套接一个滚动轴承6；带磁钢33的转子铁心32的两端各同轴匹配套接一个护磁环7，所述护磁环7是由非导磁材料制成的，转子铁心32是由永磁铁氧体或汝铁硼稀土材料制成的。
其中，定子组件2包括后线架、定子铁心、前线架及线圈；后线架同轴匹配套接于定子铁心的后端，前线架同轴匹配套接于定子铁心的前端；线圈匹配安装于由前线架及后线架所组成的嵌线槽内。
本发明的转子铁心采用永磁铁氧体或汝铁硼稀土材料制成，有效降低了生产成本，提高经济效益；而采用非导磁材料的护磁环保护磁钢及转子，使得转子铁心不易在离心力作用下破裂，既避免电机高速旋转时的离心力作用对磁钢造成破损而导致电机卡死的情况出现，保证了电机运行的稳定可靠，又避免了转子铁心在高速离心力作用下可能产生破裂的问题，有效地提高了电机的使用寿命。其中，本发明没有励磁及电刷损耗，电机效率高(大于80％以上)，能耗低，在电器中有能耗要求中使用，节电目的明显。
如图2、图3及图4所示，本实施例中，永磁直流无刷电机还包括带增重平衡结构的风叶8；该风叶8同轴匹配套接于电机轴31上并安置于转子铁心32的末端与滚动轴承6之间。本发明增设上述带增重平衡结构的风叶，使得无刷电机在高速转速、大功率、大扭矩情况下运行时，既可以保证电机振动小、运行平稳，又可以有效散热降温，并且该风叶设置于电机的内部，有效降低了风叶运行时的噪音。其中，风叶轴向均匀分布有槽，其槽内有筋目的是加强平衡胶泥的附着力。
如图4所示，本实施例中，风叶8的外圈设置有与之叶片一体连接的圆环81，可以有效提高风叶的散热性能。
如图5及图6所示，本实施例中，转子铁心32的外圆周面上设置有多条以其轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布的磁钢径向限位61，两个相邻的磁钢径向限位61之间形成一个与磁钢33相匹配的磁钢安装槽62。本发明在转子铁心上设置的磁钢径向限位及磁钢安装槽，既可以为磁钢的安装起到定位的作用，提高磁钢的安装效率，又限制了磁钢的移动，避免电机在运行中磁钢偏移导致电机不平衡的问题出现，提高电机工作稳定性；并且其作用有增加磁瓦的径向力矩，在受力时不会径向移动，同时保证磁瓦分布均匀。。其中，磁钢径向限位61共有四个，与之对应的磁钢安装槽62也有四个。
如图5及图6所示，本实施例中，转子铁心32的磁钢安装槽62处还设置有间隔均匀分布的胶水存储槽63，可以用于填充磁钢胶，提高磁钢的粘贴牢固度。其中，每个磁钢安装槽62处共设两个胶水存储槽63，该两个胶水存储槽63把一个磁钢安装槽62均匀分割成三等分。
如图6所示，本实施例中，转子铁心32的中间开设有多个以其轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布的径向孔槽64。本发明设置的径向孔槽，可以有效降低转子铁心的重量，从而减轻电机自重，既降低成本，又提高电机的工作效率，并且使得转子的转动更加轻松，降低能耗。其中，径向孔槽64共有四个且以转子铁心32的轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布。
如图2及图7所示，本实施例中，永磁直流无刷电机还包括霍尔组件9，该霍尔组件9包括单面电路板91、霍尔支架92及霍尔元件93；单面电路板91匹配安装于定子组件2的末端；单面电路板91面朝定子组件2的一面设置有间隔均匀分布的霍尔支架92，每个霍尔支架92上都设置有一个霍尔元件93；该单面电路板91的另一面设置有一个与之匹配连接的线插套94。本发明采用上述的霍尔组件，可以有效保证电机输出的换向位置信号准确、一致性好。其中，本发明的电机结构中采用了双极性耐高温霍尔元件，同时为了保证换向位置的准确，霍尔元件的磁性号输入与转子磁钢共同的结构。另外，霍尔支架92及霍尔元件93都各有三个，该三个霍尔支架92以电机轴31的轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布于单面电路板91上。其中，单面电路板91与电机的线圈绝缘；单面电路板91固定于电机三相引线位置；电机的三相线与单面电路板91分开，高低压分离；单面电路板91与定子线圈定位准确，固定可靠；霍尔支架92保护霍尔元件，且位置准确、定位可靠。
其中，本发明无刷电机为高压供电(220V输入)，为了保证电机的驱动器的可靠性，驱动输出采用了三相专用驱动模块，摆脱了分力元件一致性差所造成的驱动不稳定、易损耗的现象；驱动电路中增加了短路保护及起动电路，使电机运行更可靠；驱动电路中增加了丰富的用户接口、调速正反转、起动停止等，使客户使用更为方便、便捷；驱动电路中利用了位置信号传感器，实时检测电机转速，并对其进行闭环控制，电机转速更为稳定。
以上仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种永磁直流无刷电机，其特征在于：所述永磁直流无刷电机包括前端盖(1)、定子组件(2)、转子组件(3)及后端盖(4)；所述转子组件(3)匹配套接于定子组件(2)的转子安装孔内；所述前端盖(1)及后端盖(4)通过总装螺钉(5)相匹配连接固定定子组件(2)及转子组件(3)；
转子组件(3)包括电机轴(31)、转子铁心(32)、磁钢(33)及转子端盖(34)；所述转子铁心(32)同轴匹配安装于电机轴(31)的中段；所述磁钢(33)以转子铁心(32)的轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布于转子铁心(32)的外周面上且通过磁钢胶粘贴固定；所述转子端盖(34)与电机轴(31)同轴匹配套接并安装于转子铁心(32)的前端；电机轴(31)的前后两端分别匹配套接一个滚动轴承(6)；带磁钢(33)的转子铁心(32)的两端各同轴匹配套接一个护磁环(7)，所述护磁环(7)是由非导磁材料制成的，转子铁心(32)是由永磁铁氧体或汝铁硼稀土材料制成的。
2.根据权利要求1所述的永磁直流无刷电机，其特征在于：所述永磁直流无刷电机还包括带增重平衡结构的风叶(8)；所述风叶(8)同轴匹配套接于电机轴(31)上并安置于转子铁心(32)的末端与滚动轴承(6)之间。
3.根据权利要求2所述的永磁直流无刷电机，其特征在于：所述风叶(8)的外圈设置有与之叶片一体连接的圆环(81)。
4.根据权利要求1所述的永磁直流无刷电机，其特征在于：所述转子铁心(32)的外圆周面上设置有多条以其轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布的磁钢径向限位(61)，所述两个相邻的磁钢径向限位(61)之间形成一个与磁钢(33)相匹配的磁钢安装槽(62)。
5.根据权利要求4所述的永磁直流无刷电机，其特征在于：所述转子铁心(32)的磁钢安装槽(62)处还设置有间隔均匀分布的胶水存储槽(63)。
6.根据权利要求4所述的永磁直流无刷电机，其特征在于：所述转子铁心(32)的中间开设有多个以其轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布的径向孔槽(64)。
7.根据权利要求1所述的永磁直流无刷电机，其特征在于：所述永磁直流无刷电机还包括霍尔组件(9)，所述霍尔组件(9)包括单面电路板(91)、霍尔支架(92)及霍尔元件(93)；所述单面电路板(91)匹配安装于定子组件(2)的末端；单面电路板(91)面朝定子组件(2)的一面设置有间隔均匀分布的霍尔支架(92)，每个霍尔支架(92)上都设置有一个霍尔元件(93)；该单面电路板(91)的另一面设置有一个与之匹配连接的线插套(94)。
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