CN108183568A - 一种直流无刷电机转子结构 - Google Patents

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范礼
李后良
邵璠
甄子源
丁万龙
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Abstract

本发明提供一种应用于无刷电机零部件技术领域的直流无刷电机转子结构，所述的直流无刷电机转子结构包括转轴(1)、转子铁芯(2)，转轴(1)与转子铁芯(2)连接，所述的转子铁芯(2)上设置多个穿透转子铁芯(2)的镂空部(3)，多个镂空部(3)沿转子铁芯(2)一周按间隙布置，转子铁芯(2)一侧侧面还设置挖空部(4)，本发明所述的直流无刷电机转子结构，结构简单，能够有效降低转子重量，具有更好的散热性能，提高应用该转子的电机的动态响应性能，使得应用该转子的电机具备较高的调节速度及精度、质量轻、宽泛的工作温度区间等特点，且易于制造，降低制造成本。

Description

一种直流无刷电机转子结构
技术领域
本发明属于无刷电机零部件技术领域，更具体地说，是涉及一种直流无刷电机转子结构。
背景技术
随着节能减排的深入发展，汽车工业电气化、智能化不断突破，体积小，重量轻的高速电机将会得到充分重视。而这种体积小，重量轻的高速电机会在汽车内燃机电子气门可变正时系统、汽车涡轮增压系统、鼓风机、航空、船舶等领域具有良好的应用前景。低惯量的直流无刷电机制动性能好，启动、加减速响应速度快，高速的往复性好。适用于一些轻负载、高转速定位场合。在高精度控制、动态性能高的领域广泛前景。现有的直流无刷电机转子，为达到减小转子重量、降低惯量效果，采用转子铁芯内圈均布小孔径的通孔设计。这种设计不能最大限度的提高电机动态性能。因为小孔径通孔设计，转子重量变化不大，需要同时通过调整绕组方案提升响应速度。这样成本增加，无竞争优势。如果大面积挖空设计，会降低电机性能，转子铁芯的刚性变差，影响加工制造。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单，能够有效降低转子重量，具有更好的散热性能，提高应用该转子的电机的动态响应性能，使得应用该转子的电机具备较高的调节速度及精度、质量轻、宽泛的工作温度区间等特点，且易于制造，降低制造成本的直流无刷电机转子结构。
要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
本发明为一种直流无刷电机转子结构，所述的直流无刷电机转子结构包括转轴、转子铁芯，转轴与转子铁芯连接，所述的转子铁芯上设置多个穿透转子铁芯的镂空部，多个镂空部沿转子铁芯一周按间隙布置，转子铁芯一侧侧面还设置挖空部。
所述的直流无刷电机转子结构还包括磁钢、护磁圈，所述的磁钢设置为粘贴在转子铁芯表面的结构，磁环座与转子铁芯一侧侧面固定连接，感应磁环放置在磁环座内，护磁圈包裹在磁钢外部。
所述的镂空部设置为呈三角形结构，镂空部的一个尖角设置为能够对准转轴的结构，挖空部的深度尺寸设置为等于转子铁芯厚度尺寸二分之一的结构，每个镂空部的一个尖角延伸到挖空部内。
所述的直流无刷电机转子结构还包括铜片，铜片位于转子铁芯和磁环座之间，铆钉穿过磁环座和铜片与转子铁芯连接。
所述直流无刷电机转子结构的磁钢通过胶水粘连在转子铁芯表面的铁芯外圆部位，护磁圈通过螺钉固定安装在转子铁芯另一侧端面。
所述的磁钢采用高磁材料制成，所述的转子铁芯采用低损耗硅钢片制成。
所述的直流无刷电机转子结构的感应磁环通过胶水与磁环座固定连接。
所述的转子铁芯中心设置转轴安装孔，转轴与转轴安装孔过盈连接。
采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：
本发明所述的直流无刷电机转子结构，通过采用表贴式结构、优化槽口尺寸、集中式绕组的方式，可使气隙侧的磁通密度大幅增加，转子轭部磁通减少，磁感应线集中在转子齿部。这样镂空部设置为呈三角形结构、中部挖空的设计，能够有效的避开高磁通的区域。在本发明的结构中，转子铁芯设置镂空部和挖空部后，使得转子铁芯合理利用，整体重量明显减轻，在转子应用于电机后，提升电机的动态响应性能。与此同时，转子铁芯上的镂空部设计，提供了更好的散热空间，适合高转速、高功率密度电机的使用。本发明所述的直流无刷电机转子结构，结构简单，能够有效降低转子重量，具有更好的散热性能，提高应用该转子的电机的动态响应性能，使得应用该转子的电机具备较高的调节速度及精度、质量轻、宽泛的工作温度区间等特点，且易于制造，降低制造成本。
附图说明
下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：
图1为本发明所述的直流无刷电机转子结构的结构剖视示意图；
图2为本发明所述的直流无刷电机转子结构的转子铁芯的示意图；
图3为本发明所述的直流无刷电机转子结构的铜片的示意图；
图4为本发明所述的直流无刷电机转子结构的护磁圈的示意图；
图5为本发明所述的直流无刷电机转子结构的磁环座的示意图；
图6为本发明所述的直流无刷电机转子结构的总成轴视结构示意图；
附图中标记分别为：1、转轴；2、转子铁芯；3、镂空部；4、挖空部；5、磁钢；6、护磁圈；7、磁环座；8、感应磁环；9、尖角；10、铜片；11、铆钉；12、铁芯外圆；13、转轴安装孔。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
如附图1-附图6所示，本发明为一种直流无刷电机转子结构，所述的直流无刷电机转子结构包括转轴1、转子铁芯2，转轴1与转子铁芯2连接，所述的转子铁芯2上设置多个穿透转子铁芯2的镂空部3，多个镂空部3沿转子铁芯2一周按间隙布置，转子铁芯2一侧侧面还设置挖空部4。上述结构，通过镂空部和挖空部的设置，使得转子铁芯的轭部磁通显著减小，而转子铁芯一侧侧面一部分部位为挖空部，另外一部分为镂空部，这样，能够有效避开磁通高区域。而转子铁芯设置镂空部和挖空部后，使得转子铁芯合理利用，整体重量明显减轻，在转子应用于电机后，提升电机的动态响应性能。与此同时，转子铁芯上的镂空部设计，提供了更好的散热空间，适合高转速、高功率密度电机的使用。本发明所述的直流无刷电机转子结构，结构简单，能够有效降低转子重量，具有更好的散热性能，提高应用该转子的电机的动态响应性能，使得应用该转子的电机具备较高的调节速度及精度、质量轻、宽泛的工作温度区间等特点，且易于制造，降低制造成本。本发明所述的直流无刷电机转子结构，通过采用表贴式结构、优化槽口尺寸、集中式绕组的方式，可以使气隙侧的磁通密度大幅增加，转子轭部磁通减少，磁感应线集中在转子齿部。这样，镂空部设置为呈三角形结构、中部挖空的设计，能够有效的避开高磁通的区域，减小对电机的性能影响。即达到提升响应性能，又不损失电机性能。再有镂空部设置为呈三角形结构，转子铁芯的抗弯强度无明显下降，利于转子的加工制造，降低成本。
所述的直流无刷电机转子结构还包括磁钢5、护磁圈6，所述的磁钢5设置为粘贴在转子铁芯2表面的结构，磁环座7与转子铁芯2一侧侧面固定连接，感应磁环8放置在磁环座7内，护磁圈6包裹在磁钢5外部。上述结构，感应磁环放入磁环座内，避免感应磁环因直接入轴引起磁环内部碎裂的质量隐患。而磁钢外部包裹护线圈后，护线圈起保护，转子高速运行，起到高速离心防护。
所述的镂空部3设置为呈三角形结构，镂空部3的一个尖角9设置为能够对准转轴1的结构，挖空部4的深度尺寸设置为等于转子铁芯2厚度尺寸二分之一的结构，每个镂空部3的一个尖角9延伸到挖空部4内。上述结构，镂空部和挖空部互相配合，能够有效避开磁通高区域，使得转子铁芯合理利用，整体重量极大的减轻，提升电机的动态响应性能。与此同时，转子铁芯的镂空部设计，在电机工作时提供了更好的散热空间，适合高转速、高功率密度需求。
所述的直流无刷电机转子结构还包括铜片10，铜片10位于转子铁芯2和磁环座7之间，铆钉11穿过磁环座7和铜片10与转子铁芯2连接。上述结构，通过铆钉能够将磁环座、铜片与转子铁芯紧固连接。因为转子外圈的磁钢采用的是强磁材料制成，同时转子结构紧凑，磁钢和感应磁环及控制器上的霍尔元件的相对距离短。所以需要转子铁芯侧面设置铜片，有效隔离轴向磁钢的磁通，避免信号干扰。另一方面，铆钉压入转子铁芯后，由于转子铁芯中部挖空部和镂空部的减重设计，铆钉压入转子铁芯后会引起转子铁芯中部出现翘片，导致叠压系数变化，影响转子应用于电机后的电机性能。因此，转子铁芯侧面放入铜片的结构设计，同时可以很好的起到铆钉压入的缓冲作用。本发明的直流无刷电机转子结构，通过铜片隔磁设计，有效缩短磁钢和感应磁环的距离，避免因磁场干扰导致霍尔信号的不稳定。通过采用直流无刷电机转子结构后，电机的总长度可以减小，减少了空间，从而为电机产品的小型化做出贡献。
所述直流无刷电机转子结构的磁钢5通过胶水粘连在转子铁芯2表面的铁芯外圆12部位，护磁圈6通过螺钉固定安装在转子铁芯2另一侧端面。
所述的磁钢5采用高磁材料制成，所述的转子铁芯2采用低损耗硅钢片制成。磁钢选用高磁磁钢，当所述的转子用用于电机使用后，能够提高电机性能和峰值转速。转子铁芯使用低损耗硅钢片，再通过护磁圈和磁环座的高速防护，在有限的空间下，完成高速、低惯量、高可靠性的转子结构开发要求。上述结构，适应高转速、高频率输入要求。转子铁芯使用低损耗硅钢片(如δ0.35薄板厚、低损耗硅钢片等)，在高频率输入时，可以更好的控制转子温度，提高电机性能。
所述的直流无刷电机转子结构的感应磁环8通过胶水与磁环座7固定连接。
所述转子铁芯2中心设置转轴安装孔13，转轴1与转轴安装孔13过盈连接。
本发明所述的直流无刷电机转子结构，通过镂空部和挖空部的设置，使得转子铁芯的轭部磁通显著减小，而转子铁芯一侧侧面一部分部位为挖空部，另外一部分为镂空部，这样能够有效避开磁通高区域。而转子铁芯设置镂空部和挖空部后，使得转子铁芯合理利用，整体重量明显减轻，在转子应用于电机后，提升电机的动态响应性能。与此同时，转子铁芯上的镂空部设计，提供了更好的散热空间，适合高转速、高功率密度电机的使用。本发明所述的直流无刷电机转子结构，结构简单，能够有效降低转子重量，具有更好的散热性能，提高应用该转子的电机的动态响应性能，使得应用该转子的电机具备较高的调节速度及精度、质量轻、宽泛的工作温度区间等特点，且易于制造，降低制造成本。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种直流无刷电机转子结构，其特征在于：所述的直流无刷电机转子结构包括转轴(1)、转子铁芯(2)，转轴(1)与转子铁芯(2)连接，所述的转子铁芯(2)上设置多个穿透转子铁芯(2)的镂空部(3)，多个镂空部(3)沿转子铁芯(2)一周按间隙布置，转子铁芯(2)一侧侧面还设置挖空部(4)。
2.根据权利要求1所述的直流无刷电机转子结构，其特征在于：所述的直流无刷电机转子结构还包括磁钢(5)、护磁圈(6)，所述的磁钢(5)设置为粘贴在转子铁芯(2)表面的结构，磁环座(7)与转子铁芯(2)一侧侧面固定连接，感应磁环(8)放置在磁环座(7)内，护磁圈(6)包裹在磁钢(5)外部。
3.根据权利要求1或2所述的直流无刷电机转子结构，其特征在于：所述的镂空部(3)设置为呈三角形结构，镂空部(3)的一个尖角(9)设置为能够对准转轴(1)的结构，挖空部(4)的深度尺寸设置为等于转子铁芯(2)厚度尺寸二分之一的结构，每个镂空部(3)的一个尖角(9)延伸到挖空部(4)内。
4.根据权利要求2所述的直流无刷电机转子结构，其特征在于：所述的直流无刷电机转子结构还包括铜片(10)，铜片(10)位于转子铁芯(2)和磁环座(7)之间，铆钉(11)穿过磁环座(7)和铜片(10)与转子铁芯(2)连接。
5.根据权利要求1或2所述的直流无刷电机转子结构，其特征在于：所述直流无刷电机转子结构的磁钢(5)通过胶水粘连在转子铁芯(2)表面的铁芯外圆(12)部位，护磁圈(6)通过螺钉固定安装在转子铁芯(2)另一侧端面。
6.根据权利要求1或2所述的直流无刷电机转子结构，其特征在于：所述的磁钢(5)采用高磁材料制成，所述的转子铁芯(2)采用低损耗硅钢片制成。
7.根据权利要求2所述的直流无刷电机转子结构，其特征在于：所述的直流无刷电机转子结构的感应磁环(8)通过胶水与磁环座(7)固定连接。
8.根据权利要求2所述的直流无刷电机转子结构，其特征在于：所述转子铁芯(2)中心设置转轴安装孔(13)，转轴(1)与转轴安装孔(13)过盈连接。
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Citations (3)

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