CN109950989A - 一种外转子电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外转子电机，包括转轴、定子组件、外转子和套筒座，定子铁芯的嵌线槽槽数为Z，转子极对数为P，线圈绕组相数为M，齿冠部与定子铁芯外圆之间的连线形成齿部开口角度为β，永磁体的两端面与机壳套筒的圆心连线形成的角度为极弧角度α，其中Z、P、M、β、α满足下列条件：q＝Z/(2*P*M)、kα＝α/2/p/360、kβ＝β/Z/360，q为每极每相槽数，kα为极弧系数，kβ为齿部开口系数，M为整数，P为整数，所述q的取值范围在2/7至1/2之间，所述kα的取值范围在0.69至0.89之间，所述kβ的取值范围在0.78至0.89之间，可以保证电机输出力矩，还能降低转矩脉动值，还可以提高电机效率。
Description
技术领域：
本发明涉及一种外转子电机。
背景技术：
现有使用在外转子电机上的定子通常包括套筒座和定子组件，其中定子组件包括由若干硅钢片叠压而成的定子铁芯、安装在定子铁芯端面上的端部绝缘和绕制在端部绝缘上的线圈绕组，塑封体把所述的定子组件塑封之后再套装在套筒座外面，多数设计者仅关注其极弧系数对电机性能影响，而少有将极弧系数和定子齿部开口角度，二者的结构参数关联起来，来更加集中优化区间，达到设计更优。
发明内容：
本发明的目的是提供一种外转子电机，它可以保证电机输出力矩，还能降低转矩脉动值，还可以提高电机效率。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：
一种外转子电机，包括转轴、定子组件、外转子和套筒座，其中所述的定子组件包括定子铁芯、端部绝缘和线圈绕组，所述的套筒座包括底板和从底板中间往上凸起的套筒，在套筒两端开设有轴承室，轴承室里面安装有轴承，转轴位于套筒里面并且两端分别支承在所述的轴承上，外转子包括机壳套筒和安装在机壳套筒内壁面上的若干永磁体，转轴一端从套筒伸出与机壳套筒安装连接在一起，定子组件嵌套安装在套筒的外面，外转子套设于定子组件外面，定子铁芯包括中间设置有轴孔的环形轭部和从环形轭部外缘上往外侧伸出的若干定子齿部，定子齿部的端部往两侧径向延伸形成齿冠部，相邻的两个定子齿部之间形成嵌线槽，其特征在于：所述定子铁芯的嵌线槽槽数为Z，所述转子极对数为P，线圈绕组相数为M，所述齿冠部的两侧在以定子铁芯的圆心在圆周方向所形成齿部开口角度β，永磁体的两端以定子铁芯的圆心在圆周方向所形的角度为极弧角度α，其中Z、P、M、β、α满足下列条件：
q＝Z/(2*P*M)
kα＝α/2/p/360
kβ＝β/Z/360，所述q为每极每相槽数，所述kα为极弧系数，所述kβ为齿部开口系数，M为整数，P为整数，所述q的取值范围在2/7至1/2之间，所述kα的取值范围在0.69至0.89之间，所述kβ的取值范围在0.78至0.89之间。
当q＝1/2时，kα取0.69-0.73，kβ取0.78-0.84时，齿部开口角度β和极弧角度α为最优组合。
当q＝2/7时，kα取0.74-0.79，kβ取0.81-0.86时，齿部开口角度β和极弧角度α为最优组合。
当q＝2/5时，kα取0.83-0.89，kβ取0.82-0.89时，齿部开口角度β和极弧角度α为最优组合。
所述底板的底端面上设有若干条凸起且围绕着转轴周向分布的第一散热筋，相邻的两个第一散热筋之间形成风道，各第一散热筋的内端围成一容置腔，容置腔里面嵌入一风扇，转轴的一端伸出底板并与容置腔里面的风扇连接。
所述风扇中间开设有扁位孔，所述转轴的一端设有与扁位孔对应的扁位部。
本发明与现有技术相比，具有如下效果：
1)本发明包括转轴、定子组件、外转子和套筒座，其中所述的定子组件包括定子铁芯、端部绝缘和线圈绕组，外转子包括机壳套筒和安装在机壳套筒内壁面上的若干永磁体，转轴一端从套筒伸出与机壳套筒安装连接在一起，定子铁芯包括中间设置有轴孔的环形轭部和从环形轭部外缘上往外侧伸出的若干定子齿部，定子齿部的端部往两侧径向延伸形成齿冠部，相邻的两个定子齿部之间形成嵌线槽，其特征在于：所述定子铁芯的嵌线槽槽数为Z，所述转子极对数为P，线圈绕组相数为M，所述齿冠部的两侧在以定子铁芯的圆心在圆周方向所形成齿部开口角度β，永磁体的两端以定子铁芯的圆心在圆周方向所形的角度为极弧角度α，其中Z、P、M、β、α满足下列条件：q＝Z/(2*P*M)、kα＝α/2/p/360、kβ＝β/Z/360，所述q为每极每相槽数，所述kα为极弧系数，所述kβ为齿部开口系数，M为整数，P为整数，所述q的取值范围在2/7至1/2之间，所述kα的取值范围在0.69至0.89之间，所述kβ的取值范围在0.78至0.89之间，可以保证电机输出力矩，还能降低转矩脉动值，还可以提高电机效率；
2)其它优点在具体实施例中作详细说明。
附图说明：
图1是本发明的立体图；
图2是本发明的立体分解图；
图3是本发明的局部结构示意图；
图4是本发明的剖面结构示意图；
图5是本发明的风扇结构示意图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
实施例一：
如图1至图5所示，本实施例提供的是一种外转子电机，括转轴1、定子组件2、外转子3和套筒座4，其中所述的定子组件2包括定子铁芯21、端部绝缘22和线圈绕组23，所述的套筒座4包括底板41和从底板41中间往上凸起的套筒42，在套筒42两端开设有轴承室43，轴承室43里面安装有轴承44，转轴1位于套筒42里面并且两端分别支承在所述的轴承44上，外转子3包括机壳套筒31和安装在机壳套筒31内壁面上的若干永磁体32，转轴1一端从套筒42伸出与机壳套筒31安装连接在一起，定子组件2嵌套安装在套筒42的外面，外转子3套设于定子组件2外面，定子铁芯21包括中间设置有轴孔的环形轭部211和从环形轭部211外缘上往外侧伸出的若干定子齿部212，定子齿部212的端部往两侧径向延伸形成齿冠部213，相邻的两个定子齿部212之间形成嵌线槽214，其特征在于：所述定子铁芯21的嵌线槽214槽数为Z，所述转子极对数为P，线圈绕组23相数为M，所述齿冠部213的两侧在以定子铁芯21的圆心在圆周方向所形成齿部开口角度β，永磁体32的两端以定子铁芯21的圆心在圆周方向所形的角度为极弧角度α，其中Z、P、M、β、α满足下列条件：
q＝Z/(2*P*M)
kα＝α/2/p/360
kβ＝β/Z/360，所述q为每极每相槽数，所述kα为极弧系数，所述kβ为齿部开口系数，M为整数，P为整数，所述q的取值范围在2/7至1/2之间，所述kα的取值范围在0.69至0.89之间，所述kβ的取值范围在0.78至0.89之间，可以保证电机输出力矩，还能降低转矩脉动值，降低了噪音振动，还可以提高电机效率。
当q＝1/2时，kα取0.69-0.73，kβ取0.78-0.84时，齿部开口角度β和极弧角度α为最优组合，最优的极弧系数和开口角度系数配合，能最大化利用永磁体，从而有效降低了电机成本。表1所示是q＝1/2时，kα取0.69-0.73，kβ取0.78-0.84时齿部开口角度β和极弧角度α为最优组合数据范围表(表中加粗的字体是该取值范围里最优的取值组合)：
表1
当q＝2/7时，kα取0.74-0.79，kβ取0.81-0.86时，齿部开口角度β和极弧角度α为最优组合，最优的极弧系数和开口角度系数配合，能最大化利用永磁体，从而有效降低了电机成本。
当q＝2/5时，kα取0.83-0.89，kβ取0.82-0.89时，齿部开口角度β和极弧角度α为最优组合，最优的极弧系数和开口角度系数配合，能最大化利用永磁体，从而有效降低了电机成本。表2所示q＝2/5时，kα取0.83-0.89，kβ取0.82-0.89时齿部开口角度β和极弧角度α为最优组合的数据范围表(表中加粗的字体是该取值范围里最优的取值组合)：
表2
所述底板41的底端面上设有若干条凸起且围绕着转轴周向分布的第一散热筋410，相邻的两个第一散热筋410之间形成风道411，各第一散热筋410的内端围成一容置腔412，容置腔412里面嵌入一风扇413，转轴1的一端伸出底板并与容置腔412里面的风扇413连接，提高散热效果，提高了电机的散热性能。
所述风扇413中间开设有扁位孔4130，所述转轴1的一端设有与扁位孔4130对应的扁位部11，保证转轴与风扇之间卡固，传动效果好。
以上实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式不限于此，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种外转子电机，包括转轴(1)、定子组件(2)、外转子(3)和套筒座(4)，其中所述的定子组件(2)包括定子铁芯(21)、端部绝缘(22)和线圈绕组(23)，所述的套筒座(4)包括底板(41)和从底板(41)中间往上凸起的套筒(42)，在套筒(42)两端开设有轴承室(43)，轴承室(43)里面安装有轴承(44)，转轴(1)位于套筒(42)里面并且两端分别支承在所述的轴承(44)上，外转子(3)包括机壳套筒(31)和安装在机壳套筒(31)内壁面上的若干永磁体(32)，转轴(1)一端从套筒(42)伸出与机壳套筒(31)安装连接在一起，定子组件(2)嵌套安装在套筒(42)的外面，外转子(3)套设于定子组件(2)外面，定子铁芯(21)包括中间设置有轴孔的环形轭部(211)和从环形轭部(211)外缘上往外侧伸出的若干定子齿部(212)，定子齿部(212)的端部往两侧径向延伸形成齿冠部(213)，相邻的两个定子齿部(212)之间形成嵌线槽(214)，其特征在于：所述定子铁芯(21)的嵌线槽(214)槽数为Z，所述转子极对数为P，线圈绕组(23)相数为M，所述齿冠部(213)的两侧在以定子铁芯(21)的圆心在圆周方向所形成齿部开口角度β，永磁体(32)的两端以定子铁芯(21)的圆心在圆周方向所形的角度为极弧角度α，其中Z、P、M、β、α满足下列条件：
q＝Z/(2*P*M)
kα＝α/2/p/360
kβ＝β/Z/360，所述q为每极每相槽数，所述kα为极弧系数，所述kβ为齿部开口系数,M为整数，P为整数，所述q的取值范围在2/7至1/2之间，所述kα的取值范围在0.69至0.89之间，所述kβ的取值范围在0.78至0.89之间。
2.根据权利要求1所述的一种外转子电机，其特征在于：当q＝1/2时，kα取0.69-0.73，kβ取0.78-0.84时，齿部开口角度β和极弧角度α为最优组合。
3.根据权利要求1所述的一种外转子电机，其特征在于：当q＝2/7时，kα取0.74-0.79，kβ取0.81-0.86时，齿部开口角度β和极弧角度α为最优组合。
4.根据权利要求1所述的一种外转子电机，其特征在于：当q＝2/5时，kα取0.83-0.89，kβ取0.82-0.89时，齿部开口角度β和极弧角度α为最优组合。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种外转子电机，其特征在于：所述底板(41)的底端面上设有若干条凸起且围绕着转轴周向分布的第一散热筋(410)，相邻的两个第一散热筋(410)之间形成风道(411)，各第一散热筋(410)的内端围成一容置腔(412)，容置腔(412)里面嵌入一风扇(413)，转轴(1)的一端伸出底板并与容置腔(412)里面的风扇(413)连接。
6.根据权利要求5所述的一种外转子电机，其特征在于：所述风扇(413)中间开设有扁位孔(4130)，所述转轴(1)的一端设有与扁位孔(4130)对应的扁位部(11)。
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