CN110165860A - 一种新型超高速单相电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型超高速单相电机，包括：电机本体、定子总成、转子总成；所述定子总成包括圆形四槽定子芯部和注塑一体式绝缘支架或上下式绝缘支架；电机本体包含至少一个定子室用于固定定子总成，且电机本体含有与定子室同心的轴承室，用于固定转子总成；转子总成包括轴、磁铁、轴承、垫片、弹簧和风叶，本发明涉及高转速无刷电机技术领域。该新型超高速单相电机，具有电机运转噪音小，转速快，结构配合精度高，电机导风效率高，工艺安装简单。
Description
技术领域
本发明涉及高转速无刷电机技术领域，具体为一种新型超高速单相电机。
背景技术
无刷直流电动机按照其绕组相数可以将其分为两大类：无刷直流电动机和多相无刷直流电动机，多用于小功率驱动，如电动工具、医疗器械、仪器仪表、无线电通讯、农业机械和日常生活用具。电机中有不少品种是和工作机械制成一体的，例如电动工具、水泵、冰箱电机等。随着电力电子技术、控制理论和计算机技术等现代科学技术的快速发展，再加上新型稀土永磁材料的开发，多相无刷直流电动机的应用领域越来越广阔。另外，随着我国国民经济的发展及城乡人民对家用电器需求的日益增加，电机的产量不断上升，使用范围不断扩大。
传统的三相无刷电机以及无刷直流电机，速度不能做到很快，而且噪音较大。此外，传统电机的铁芯与磁体之间的气流间隙是均匀的，无法实现转子良好的预定位。而现有的戴森高速风机采用两瓣C型定子芯部，其安装起来非常复杂，安装后两个不对称的极靴也无法实现很好的凸极性，易导致电机启动时，无法按照规定的转向旋转。
现有三相无刷电机以及无刷直流电机，在相等体积上速度不能做到很快，而且噪音很大。目前戴森公司经过多年的研究，发明了用2个U形状的定子铁芯做成的电机，速度可以高达11万转，并且噪音还比三相电机或三相无刷直流电机的声音还小。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种新型超高速单相电机，解决了上述问题，设计一款小巧体积的单相高速电机，转速上既能达到11万转，噪音也比三相高速电机还小。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种新型超高速单相电机，包括：电机本体、定子总成、转子总成；所述定子总成，包括圆形四槽定子芯部和注塑一体式绝缘支架或上下式绝缘支架；电机本体为包含至少一个定子室用于固定定子总成，且电机本体含有与定子室同心的轴承室，用于固定转子总成；转子总成包括轴、磁铁、轴承、垫片、弹簧和风叶；轴与磁铁连接处设有至少一个的环形槽。
定子总成采用圆形四槽铁芯，切割四个齿上的极靴，极靴左右为不对称结构。不对称的极靴可以增加电机的凸极性，同时定子总成与转子总成同心度高，使电机转子每次启动时，处于预定位位置，增加电机起动的稳定性。
定子总成安装于电机本体内的定子室中，使电机的出风口处没有任何阻挡。改善了电机风道的通畅，这将使电机运转时，最大程度的降低振动和噪音，并提高寿命。
电机本体中含有定子室和轴承室，分别用来固定定子总成及转子总成，由于定子室与轴承室为一体CNC高精度加工，可以很好的保证定子总成与转子总成的同心度，从而提高电机的效率，大幅减少装配工艺难度。
电机本体内包含至少4条的加强筋，以此来支撑定子室与轴承室，增加两者的结构强度。
转子总成中，以先后顺序将轴、磁铁、轴承、垫片、弹簧和风叶组装起来，其中轴与磁铁的连接处设有至少一个的环形槽，环形槽中可更多的储存粘合剂，将轴与磁铁紧密连接，变相的提升磁铁强度和连接紧固程度。由此可改善磁铁在超高的转速下，不会由于离心力破裂及脱落。
(三)有益效果
本发明提供了一种新型超高速单相电机。具备以下有益效果：
该新型超高速单相电机，通过定子总成是被固定于电机本体内定子室，同时由于定子总成完全固定于电机本体内，不会对电机出风有任何阻挡，所以能起到提升电机的效率，降低电机噪音的作用。
附图说明
图1为电机的分解透视图；
图2为电机的电机本体横截面图；
图3为电机的定子总成部分的分解透视图；
图4为现有转子总成部分的横截面图；
图5为电机的定子芯片部分；
图6为部分装配电机的横截面图；
图7为电机的组装剖视图。
图中：1定子铁芯、2绝缘支架、3焊线柱、4电机本体、5接线板、6铲型端子、7磁铁、8垫片、9轴、10轴承、11弹簧、12风叶、13定子总成、14转子总成、15定子室、16轴承室、17加强筋、18机壳、19环形槽、20齿、21极靴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种新型超高速单相电机，该电机包括定子总成13、电机本体4和转子总成14，其中铲型端子6、接线板5、焊线柱3、绝缘支架2、定子铁芯1形成定子总成13被示出在图3中，定子总成13中定子铁芯1可以通过注塑的形式同绝缘支架2结合一体，然后将整体一起配以绕组，这样可以最大程度的隔绝带有高压的绕组和定子铁芯1直接接触，其中绕组头尾线端与焊线柱3绕连并焊接，再通过接线板5与焊线柱3连接，最后将铲型端子6焊接到接线板5上，于是就可以直接将驱动器连接在铲型端子6以此驱动电机。这样做的好处在于，可以简单的将驱动板输出的电压，通过端子的形式可靠的输入给电机绕组。
定子铁芯1是圆形均匀四槽式结构，四个齿20上的极靴21为左右不对称结构。当电机转动时，转子总成14中的磁铁7在经过极靴21的左右位置时，通过齿20上的磁通量不同，并反馈于绕在齿20上的绕组中，从而使我们知道电机转子总成14相对于定子总成13的位置。因此我们根据此特性，在驱动器中编译程序来控制定子绕组的通断电，使绕组上形成感生磁场，感生磁场又与励磁永磁铁7相互作用产生旋变力矩，便能使转子总成14发生连续不停的运转。
定子总成13是通过定子铁芯1，使用粘合剂或过盈配合中一种或多种形式固定于电机本体4的定子室15中。同定子室15以一次车削完成的轴承室16，用来固定转子总成14，同样也采用粘合剂或过盈配合中一种或多种形式固定。此种装配方式创新处在于，利用定子室15和轴承室16是一次车削加工完成的，这将极大的提升电机转子与定子的同心度。以保证定子铁芯1上的极靴21可以均匀的分布在磁铁7周围，增加电机的凸极性。电机每次启动时，转子总成14处于预定位位置，使电机起动时都能以固定的转向运转。
在实施例中定子室15和轴承室16是被加强筋17的支撑固定在机壳18上，并成为一个整体的电机本体4。同时不仅局限于此结构，本实施中也可将定子室15、轴承室16和加强筋17构造为一个整体，再以过盈配合将其和机壳18固定连接构成电机本体4。
电机本体4由锌合金构成，一方面满足电机强度的要求，一方面也可以利用锌合金传递声音钝性的特点，减弱电机的噪音。
转子总成14是将磁铁7、两个轴承10、两个垫片8、弹簧11、风叶12依次用粘合剂或者过盈配合方式固定于转轴9上所构成的。
转子总成14的装配方式如图4所示，两颗轴承通过粘合剂或过盈配合中一种或多种形式被固定于电机本体4的轴承室16中。这是利用轴承室16与定子室15的同心性，巧妙将转子总成14与定子总成13保持很好的同心性的装配在一起。
转子总成14中，轴9与磁铁7的连接处设有至少一个的环形槽19，环形槽19中可更多的储存粘合剂，将轴9与磁铁7紧密连接，变相的提升磁铁7的强度和连接紧固程度。由此可改善磁铁7在超高的转速下，不会由于离心力导致的破裂及脱落。
垫片8和弹簧11的作用是将弹簧11的弹力施加在两个轴承10的外圈，起到给两个轴承10施加预紧力的作用。众所周知，滚珠轴承在使用中被施加合适的预紧力，可以提升轴承的寿命，降低轴承转动异音。
励磁永磁铁7是使用粘结钕铁硼材料，但并不局限于此材料。励磁永磁铁7的磁极数为4极。
风叶12为铝合金材质，相比于铝材质，有着强度更高、重量较轻的优点。风叶12至少包含9片及以上的奇数次叶片，例如9片、11片、13片、15片等。这样设计是因为，高次的奇数次叶片在运转时有着更好的平衡性，并运行在11万转的转速时，产生的声音频率会大于20KHZ，从而不被人耳所听到，达到降低噪音的效果。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种新型超高速单相电机，包括电机本体(4)、定子总成(13)、转子总成(14)，其特征在于：所述定子总成(13)包括圆形四槽定子芯部和注塑一体式绝缘支架或上下式绝缘支架；
所述电机本体(4)为包含至少一个定子室用于固定定子总成，且电机本体(4)含有与定子室同心的轴承室，用于固定转子总成(14)；
所述转子总成(14)包括轴(9)、磁铁(7)、轴承(10)、垫片(8)、弹簧(11)和风叶(12)；
所述轴(9)与磁铁(7)连接处设有环形槽(19)，所述环形槽(19)的数量大于一个。
2.根据权利要求1所述的一种新型超高速单相电机，其特征在于：所述定子总成(13)中定子芯部为圆形四槽结构，切割四个齿上的极靴，极靴左右为不对称结构。
3.根据权利要求1所述的一种新型超高速单相电机，其特征在于：所述定子总成(13)中注塑一体式绝缘支架或上下式绝缘支架，其顶部注塑有金属插针，当定子绕线后，线头及线尾固定在金属插针上。
4.根据权利要求1所述的一种新型超高速单相电机，其特征在于：所述定子总成(13)整体通过嵌式装配于电机本体(4)的定子室中，设置在电机的出风口处，不会对气流有任何阻碍。
5.根据权利要求1所述的一种新型超高速单相电机，其特征在于：所述电机本体(4)的内支撑体上下两端分别具有一个同心的定子室(15)和轴承室(16)，分别用于固定定子总成(13)及转子总成(14)。
6.根据权利要求4所述的一种新型超高速单相电机，其特征在于：所述电机本体(4)内支撑体的定子室(15)和轴承室(16)是通过加强筋(17)连接于外支撑体上，所述加强筋(17)的数量大于三个。
7.根据权利要求1所述的一种新型超高速单相电机，其特征在于：所述转子总成(14)中风叶(12)整体采用铝合金材质，一体式加工制造。
8.根据权利要求6所述的一种新型超高速单相电机，其特征在于：所述铝合金风叶大于9片叶片，例如9片、11片、13片、15片。
9.根据权利要求1所述的一种新型超高速单相电机，其特征在于：所述电机本体(4)部分采用锌合金材质，通过压铸模制作胚件，辅以机械加工的方式的一种或多种组合形成。
10.根据权利要求1所述的一种新型超高速单相电机，其特征在于：所述转子总成(14)依此由轴(9)、磁铁(7)、轴承(10)、垫片(8)、弹簧(11)和风叶(12)装配形成。
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|---|---|---|---|
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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