CN110048580A - 无刷交流往复转动电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无刷交流往复转动电机，包括定子组件、转子组件和往复驱动组件，定子组件包括定子磁铁，转子组件包括电机轴和设置在电机轴上的转子叠片，转子叠片上设置有与定子磁铁对应的叠片极，往复驱动组件包括驱动叠片、线圈和驱动磁铁，驱动叠片开口处的两个端口朝向驱动磁铁设置；在给线圈通交流电时，随着线圈电流方向的改变，使得驱动叠片开口处的两个端口产生不断变换的极性，驱动磁铁会带动转子组件来回摆动，从而带动电机轴绕轴心往复转动；转子组件绕轴心转动一定角度后，定子磁铁施加磁力驱动转子叠片复位，回来原来的位置，从而增加惯性，减少阻尼引起的振幅衰减；采用了全新的电机结构，可靠性高，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，特别涉及一种无刷交流往复转动电机。
背景技术
交流往复转动电机是通入交流电后，电机轴会绕轴心以一定的角度做往复转动的电机。这种微电机广泛应用于电动牙刷、按摩棒、研磨机等领域。目前此类电机普遍存在结构可靠性差，寿命短的问题。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种无刷交流往复转动电机，采用全新的电机结构，可靠性高，使用寿命长。
根据本发明的第一方面，提供一种无刷交流往复转动电机，包括：
定子组件，包括壳套、第一磁铁支架和定子磁铁，所述第一磁铁支架设置在所述壳套内部，所述定子磁铁成对设置，所述第一磁铁支架对称设置有用于放置所述定子磁铁的磁铁槽；
转子组件，包括电机轴和设置在电机轴上的转子叠片，所述壳套套在所述转子叠片上，所述转子叠片上设置有与所述定子磁铁对应的叠片极；以及
往复驱动组件，包括呈U型的驱动叠片、缠绕在所述驱动叠片上的线圈和设置在所述电机轴端部的驱动磁铁，所述驱动叠片开口处的两个端口朝向所述驱动磁铁设置。
上述无刷交流往复转动电机至少具有如下有益效果：在给线圈通交流电时，随着线圈电流方向的改变，使得驱动叠片开口处的两个端口产生周期性变换且永远相反的极性，产生的磁力会使驱动磁铁带动转子组件来回摆动，从而带动电机轴绕轴心以一定角度往复转动；另外，通过在第一磁铁支架上设置磁铁槽来放置定子磁铁，并在转子叠片上设置与定子磁铁对应的叠片极，使得转子组件绕轴心转动一定角度后，定子磁铁施加磁力驱动转子叠片复位，回来原来的位置，从而实现转子组件的往复转动，且增加惯性，减少阻尼引起的振幅衰减；采用了全新的电机结构，可靠性高，使用寿命长。
根据本发明第一方面所述的一种无刷交流往复转动电机，所述定子磁铁包括一对磁瓦，所述磁瓦为区域充磁，所述磁瓦包括位于中间的无充磁区域以及对称设置于所述无充磁区域两侧的左充磁区域和右充磁区域，所述左充磁区域和右充磁区域的充磁方向相反；所述转子叠片设置有两个叠片极，所述叠片极对应所述无充磁区域设置。区域充磁的方式并在中间设置无充磁区域可以使转子叠片在无外力作用时可以保持静止状态；左充磁区域和右充磁区域的充磁方向相反，可以使叠片极受到外力作用偏离无充磁区域后，会同时受到左充磁区域和右充磁区域施加的磁力，驱动转子叠片复位回来原来的位置。
根据本发明第一方面所述的一种无刷交流往复转动电机，所述定子磁铁包括一对磁瓦和一对平面磁铁，所述磁瓦和平面磁铁均为区域充磁，所述磁瓦和所述平面磁铁均包括位于中间的无充磁区域以及对称设置于所述无充磁区域两侧的左充磁区域和右充磁区域，所述左充磁区域和右充磁区域的充磁方向相反；所述转子叠片设置有四个叠片极，四个所述叠片极分别对应所述无充磁区域设置。区域充磁的方式并在中间设置无充磁区域可以使转子叠片在无外力作用时可以保持静止状态；左充磁区域和右充磁区域的充磁方向相反，可以使叠片极受到外力作用偏离无充磁区域后，会同时受到左充磁区域和右充磁区域施加的磁力，驱动转子叠片复位回来原来的位置。
根据本发明第一方面所述的一种无刷交流往复转动电机，所述驱动磁铁为区域充磁，所述驱动磁铁包括位于中间的无充磁区域以及对称设置于所述无充磁区域两侧的上充磁区域和下充磁区域，所述上充磁区域和下充磁区域的充磁方向相反；所述驱动叠片开口处的两个端口分别朝向所述驱动磁铁的无充磁区域的两侧。区域充磁的方式并在中间设置无充磁区域可以在驱动叠片开口处的两个端口没有显示极性时，驱动磁铁保持静止状态；上充磁区域和下充磁区域的充磁方向相反，可以使驱动磁铁受到驱动叠片磁力作用转动一定角度后，同时受到上充磁区域和下充磁区域施加的磁力，复位回来原来的位置。
根据本发明第一方面所述的一种无刷交流往复转动电机，所述往复驱动组件还包括套设在所述驱动叠片和所述线圈外侧的电机连接支架，所述电机连接支架与所述壳套扣合连接。设置电机连接支架，可以体现明确的结构分区，电机连接支架对应往复驱动组件部分结构，壳套对应定子组件和转子组件部分的结构，两者扣合连接，方便拆装并分区域进行检修。
进一步地，所述电机连接支架与所述壳套连接处设置有用于套入所述壳套内的第一套入部，所述第一套入部设置有第一扣合孔，所述壳套与所述电机连接支架连接处对应设置有第一扣合块。电机连接支架与壳套相互扣合时，先将第一套入部套入壳套中进行预定位，再往内推送电机连接支架使第一扣合块扣合在第一扣合孔上，完成定位。
根据本发明第一方面所述的一种无刷交流往复转动电机，还包括设置在所述转子叠片上下两侧的上轴承和下轴承，所述壳套的顶部设置有用于放置所述上轴承的轴承座，所述壳套的下部设置有用于放置所述下轴承的轴承支架。设置轴承座和轴承支架分别用于定位上轴承和下轴承，保证转子组件转动稳定。
根据本发明第一方面所述的一种无刷交流往复转动电机，所述驱动磁铁通过第二磁铁支架固定在所述电机轴的端部，所述第二磁铁支架包括轴套合部和磁铁连接部。第二磁铁支架通过轴套合部与电机轴的端部连接，通过磁铁连接部与驱动磁铁连接，解决了驱动磁铁与电机轴之间的连接问题。
根据本发明第一方面所述的一种无刷交流往复转动电机，所述电机连接支架还包括可拆卸的底盖，所述电机连接支架与所述底盖连接处设置有第二套入部，所述底盖上设置有第二扣合孔，所述第二套入部上对应设置有第二扣合块。设置可拆卸的底盖便于对线圈进行维护检修，安装底盖时，先将第二套入部套入底盖中进行预定位，再继续推送，使得第二扣合块扣合在第二扣合孔上，完成定位。
根据本发明第一方面所述的一种无刷交流往复转动电机，所述线圈还包括两条电源引线，所述底盖上设置有两个电源引线孔。底盖上设置电源引线孔便于引出电源引线。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
图1为本发明一个实施例提供的一种无刷交流往复转动电机的结构示意图；
图2为本发明一个实施例提供的一种无刷交流往复转动电机的另一结构示意图；
图3为本发明另一个实施例提供的一种无刷交流往复转动电机的定子磁铁示意图；
图4为本发明有一个实施例提供的一种无刷交流往复转动电机的定子磁铁示意图；
图5为本发明一个实施例提供的一种无刷交流往复转动电机的往复驱动组件示意图；
图6为本发明又一个实施例提供的一种无刷交流往复转动电机的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种无刷交流往复转动电机的定子组件和转子组件剖面图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1和图2，本发明的一个实施例提供一种无刷交流往复转动电机，包括：定子组件10、转子组件20和往复驱动组件30，定子组件10包括壳套11、第一磁铁支架12和定子磁铁13，第一磁铁支架12设置在壳套11内部，定子磁铁13成对设置，第一磁铁支架12对称设置有用于放置定子磁铁13的磁铁槽121；转子组件20包括电机轴21和设置在电机轴21上的转子叠片22，壳套11套在转子叠片22上，转子叠片22上设置有与定子磁铁13对应的叠片极221；往复驱动组件30包括呈U型的驱动叠片31、缠绕在驱动叠片31上的线圈32和设置在电机轴21端部的驱动磁铁33，驱动叠片31开口处的两个端口朝向驱动磁铁33设置。
在本实施例中，在给线圈32通交流电时，随着线圈32电流方向的改变，使得驱动叠片31开口处的两个端口产生周期性变换且永远相反的极性，产生的磁力会使驱动磁铁33带动转子组件20来回摆动，从而带动电机轴21绕轴心以一定角度往复转动；另外，通过在第一磁铁支架12上设置磁铁槽121来放置定子磁铁13，并在转子叠片22上设置与定子磁铁13对应的叠片极221，使得转子组件20绕轴心转动一定角度后，定子磁铁13施加磁力驱动转子叠片22复位，回来原来的位置，从而实现转子组件20的往复转动，且增加惯性，减少阻尼引起的振幅衰减；本电机采用了全新的电机结构，可靠性高，使用寿命长。
进一步地，参照图4，本发明的另一个实施例提供一种无刷交流往复转动电机，其中，定子磁铁13包括一对磁瓦131，两块磁瓦131对称布置在电机轴21两侧；磁瓦131为区域充磁，磁瓦131包括位于中间的无充磁区域以及对称设置于无充磁区域两侧的左充磁区域和右充磁区域，左充磁区域和右充磁区域的充磁方向相反；转子叠片22设置有两个叠片极221，叠片极221对应无充磁区域设置。
在本实施例中，区域充磁的方式并在中间设置无充磁区域可以使转子叠片22在无外力作用时可以保持静止状态；左充磁区域和右充磁区域的充磁方向相反，可以使叠片极221受到外力作用偏离无充磁区域后，会同时受到左充磁区域和右充磁区域施加的磁力，驱动转子叠片22复位回来原来的位置。优选地，左充磁区域和右充磁区域的充磁方向是垂直面的，以便于提供最大的复位磁力。可以理解的是，左充磁区域和右充磁区域的充磁方向并不限定于垂直于面，只是在垂直于面时具有最好的效果。
进一步地，参照图3和图7，本发明的另一个实施例提供一种无刷交流往复转动电机，其中，定子磁铁13包括一对磁瓦131和一对平面磁铁132，两块磁瓦131对称布置在电机轴21左右两侧，两块平面磁铁132对称布置在电机轴21前后两侧，两块磁瓦131和两块平面磁铁132相互交错布置，磁瓦131和平面磁铁132均为区域充磁，磁瓦131和平面磁铁132均包括位于中间的无充磁区域以及对称设置于无充磁区域两侧的左充磁区域和右充磁区域，左充磁区域和右充磁区域的充磁方向相反；转子叠片22设置有四个叠片极221，四个叠片极221分别对应无充磁区域设置。
在本实施例中，区域充磁的方式并在中间设置无充磁区域可以使转子叠片22在无外力作用时可以保持静止状态；左充磁区域和右充磁区域的充磁方向相反，可以使叠片极221受到外力作用偏离无充磁区域后，会同时受到左充磁区域和右充磁区域施加的磁力，驱动转子叠片22复位回来原来的位置。
可以理解的是，图4所示的实施例是图3所示的实施例的简化版，其区别在于定子磁铁13的数量和转子叠片22的叠片极221数量不同，本领域技术人员可以根据电机恢复磁力的需要而选择图3的结构或者图4的结构。
可以理解的是，图3中两块磁瓦131和两块平面磁铁132按照相邻磁铁边的极性相关的原则排列，以便于给转子叠片22提供最大的复位磁力。
进一步地，参照图5，本发明的另一个实施例提供一种无刷交流往复转动电机，其中，驱动磁铁33为区域充磁，驱动磁铁33包括位于中间的无充磁区域以及对称设置于无充磁区域两侧的上充磁区域和下充磁区域，上充磁区域和下充磁区域的充磁方向相反；驱动叠片31开口处的两个端口分别朝向驱动磁铁33的无充磁区域的两侧。
在本实施例中，区域充磁的方式并在中间设置无充磁区域可以在驱动叠片31开口处的两个端口没有显示极性时，驱动磁铁33保持静止状态；上充磁区域和下充磁区域的充磁方向相反，可以使驱动磁铁33受到驱动叠片31磁力作用转动一定角度后，同时受到上充磁区域和下充磁区域施加的磁力，复位回来原来的位置。可以理解的是，驱动磁铁33的无充磁区域是水平设置的，因此其充磁区域有上充磁区域和下充磁区域。
可以理解的是，驱动叠片31上的线圈32，分别缠绕在驱动叠片31的两边，而且一边是逆时针方向绕线，另一边是顺时针方向绕线，从而保证线圈32通电时，驱动叠片31开口处的两个端口产生相反的极性，且随着交流电方向的改变，驱动叠片31开口处的两个端口的极性同时做出改变。
进一步地，参照图6，本发明的另一个实施例提供一种无刷交流往复转动电机，其中，往复驱动组件30还包括套设在驱动叠片31和线圈32外侧的电机连接支架34，电机连接支架34与壳套11扣合连接。
在本实施例中，设置电机连接支架34，可以体现明确的结构分区，电机连接支架34对应往复驱动组件30部分结构，壳套11对应定子组件10和转子组件20部分的结构，两者扣合连接，方便拆装并分区域进行检修。
进一步地，参照图6，本发明的另一个实施例提供一种无刷交流往复转动电机，其中，电机连接支架34与壳套11连接处设置有用于套入壳套11内的第一套入部341，第一套入部341设置有第一扣合孔342，壳套11与电机连接支架34连接处对应设置有第一扣合块111。
在本实施例中，电机连接支架34与壳套11相互扣合时，先将第一套入部341套入壳套11中进行预定位，再往内推送电机连接支架34使第一扣合块111扣合在第一扣合孔342上，完成定位。
进一步地，参照图2和图5，本发明的另一个实施例提供一种无刷交流往复转动电机，其中，还包括设置在转子叠片22上下两侧的上轴承23和下轴承24，壳套11的顶部设置有用于放置上轴承23的轴承座112，壳套11的下部设置有用于放置下轴承24的轴承支架113。
在本实施例中，设置轴承座112和轴承支架113分别用于定位上轴承23和下轴承24，保证转子组件20转动稳定。
进一步地，参照图2和图4，本发明的另一个实施例提供一种无刷交流往复转动电机，其中，驱动磁铁33通过第二磁铁支架35固定在电机轴21的端部，第二磁铁支架35包括轴套合部351和磁铁连接部352。
在本实施例中，第二磁铁支架35通过轴套合部351与电机轴21的端部连接，通过磁铁连接部352与驱动磁铁33连接，解决了驱动磁铁33与电机轴21之间的连接问题。
进一步地，参照图2和图6，本发明的另一个实施例提供一种无刷交流往复转动电机，其中，电机连接支架34还包括可拆卸的底盖36，电机连接支架34与底盖36连接处设置有第二套入部343，底盖36上设置有第二扣合孔344，第二套入部343上对应设置有第二扣合块345。
在本实施例中，设置可拆卸的底盖36便于对线圈32进行维护检修，安装底盖36时，先将第二套入部343套入底盖36中进行预定位，再继续推送，使得第二扣合块345扣合在第二扣合孔344上，完成定位。
进一步地，参照图6，本发明的另一个实施例提供一种无刷交流往复转动电机，其中，线圈32还包括两条电源引线321，底盖36上设置有两个电源引线孔361。
在本实施例中，底盖36上设置电源引线孔361便于引出电源引线321。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种无刷交流往复转动电机，其特征在于，包括：
定子组件，包括壳套、第一磁铁支架和定子磁铁，所述第一磁铁支架设置在所述壳套内部，所述定子磁铁成对设置，所述第一磁铁支架对称设置有用于放置所述定子磁铁的磁铁槽；
转子组件，包括电机轴和设置在电机轴上的转子叠片，所述壳套套在所述转子叠片上，所述转子叠片上设置有与所述定子磁铁对应的叠片极；以及
往复驱动组件，包括呈U型的驱动叠片、缠绕在所述驱动叠片上的线圈和设置在所述电机轴端部的驱动磁铁，所述驱动叠片开口处的两个端口朝向所述驱动磁铁设置。
2.根据权利要求1所述的一种无刷交流往复转动电机，其特征在于，所述定子磁铁包括一对磁瓦，所述磁瓦为区域充磁，所述磁瓦包括位于中间的无充磁区域以及对称设置于所述无充磁区域两侧的左充磁区域和右充磁区域，所述左充磁区域和右充磁区域的充磁方向相反；所述转子叠片设置有两个叠片极，所述叠片极对应所述无充磁区域设置。
3.根据权利要求1所述的一种无刷交流往复转动电机，其特征在于，所述定子磁铁包括一对磁瓦和一对平面磁铁，所述磁瓦和平面磁铁均为区域充磁，所述磁瓦和所述平面磁铁均包括位于中间的无充磁区域以及对称设置于所述无充磁区域两侧的左充磁区域和右充磁区域，所述左充磁区域和右充磁区域的充磁方向相反；所述转子叠片设置有四个叠片极，四个所述叠片极分别对应所述无充磁区域设置。
4.根据权利要求1所述的一种无刷交流往复转动电机，其特征在于，所述驱动磁铁为区域充磁，所述驱动磁铁包括位于中间的无充磁区域以及对称设置于所述无充磁区域两侧的上充磁区域和下充磁区域，所述上充磁区域和下充磁区域的充磁方向相反；所述驱动叠片开口处的两个端口分别朝向所述驱动磁铁的无充磁区域的两侧。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种无刷交流往复转动电机，其特征在于，所述往复驱动组件还包括套设在所述驱动叠片和所述线圈外侧的电机连接支架，所述电机连接支架与所述壳套扣合连接。
6.根据权利要求5所述的一种无刷交流往复转动电机，其特征在于，所述电机连接支架与所述壳套连接处设置有用于套入所述壳套内的第一套入部，所述第一套入部设置有第一扣合孔，所述壳套与所述电机连接支架连接处对应设置有第一扣合块。
7.根据权利要求1-4任一所述的一种无刷交流往复转动电机，其特征在于，还包括设置在所述转子叠片上下两侧的上轴承和下轴承，所述壳套的顶部设置有用于放置所述上轴承的轴承座，所述壳套的下部设置有用于放置所述下轴承的轴承支架。
8.根据权利要求1-4任一所述的一种无刷交流往复转动电机，其特征在于，所述驱动磁铁通过第二磁铁支架固定在所述电机轴的端部，所述第二磁铁支架包括轴套合部和磁铁连接部。
9.根据权利要求5任一所述的一种无刷交流往复转动电机，其特征在于，所述电机连接支架还包括可拆卸的底盖，所述电机连接支架与所述底盖连接处设置有第二套入部，所述底盖上设置有第二扣合孔，所述第二套入部上对应设置有第二扣合块。
10.根据权利要求9任一所述的一种无刷交流往复转动电机，其特征在于，所述线圈还包括两条电源引线，所述底盖上设置有两个电源引线孔。
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