CN110401321A - 一种跑步机直流无刷滚筒电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种跑步机直流无刷滚筒电机,其特征在于包括芯轴、滚筒、轴承、端盖、永磁铁、线圈绕组、驱动器，所述滚筒为跑步机跑步带的主动滚筒，所述线圈绕组与芯轴外侧面固定连接，所述永磁铁为10个加入了稀土的永磁性磁瓦围成圆环形，套设于线圈绕组外侧，与滚筒内侧面固定连接，所述线圈绕组的电源引出线由芯轴的一端引出，所述线圈绕组的电源引出线与驱动器相联。本发明的有益效果是：采用滚筒与电机合二为一，取消了多契带传动结构，减少了能量的损失，降低了成本，取消了霍尔传感器，降低了电机的生产工艺难度，提高了电机的使用寿命和稳定性，采用多个线圈绕组叠加形式组合，使整个电机功率在体积小的情况下，实现高功率、大扭矩。
Description
技术领域
本发明涉及跑步机技术领域，尤其涉及一种跑步机直流无刷滚筒电机。
背景技术
现在市场上使用的跑步机电机都是采用带碳刷的永磁直流电机，碳刷存在使用寿命短以及电机输出效率低的缺点，而且换向容易产生火花，对电网产生干扰，且现电机与跑步机跑步带主动滚筒之间均采用多契带传动，使用部件多，中间容易损失能量，成本造价高，占用空间大。
现在市场上的无刷电机都是需要电机带霍尔传感器进行电机转子空间位置的识别，但是安装霍尔传感器加大了直流无刷电机的生产工艺难度。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种跑步机直流无刷滚筒电机，本装置将电机与跑步机主动滚筒合二为一，主动滚筒电机为转子，主动滚筒内的芯轴为定子，省去了原有电机与滚筒之间的多锲带连接结构，减少了能量的损失，降低了成本，省去现有无刷电机中的霍尔传感器，降低了电机的生产工艺难度，提高了功率输出。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种跑步机直流无刷滚筒电机，其特征在于包括芯轴、滚筒、轴承、端盖、永磁铁、线圈绕组、驱动器，所述滚筒为跑步机跑步带的主动滚筒，所述芯轴设于滚筒内，与滚筒同轴，所述端盖设有两件，分别设于滚筒两端，所述端盖中心设有通孔，该通孔内壁靠滚筒内的一端设有层孔，所述轴承设有两件，分别设于两端盖的层孔内，该轴承的内圈与芯轴紧固，外圈与端盖内层孔壁紧固，所述线圈绕组设有两件或两件以上，套设于芯轴上，并与芯轴外侧面固定连接，两件或两件以上线圈绕组均匀隔开设置，所述永磁铁为10个加入了稀土的永磁性磁瓦围成圆环形，套设于线圈绕组外侧，该永磁铁外侧面与滚筒内侧面固定连接，每个线圈绕组外均套设有1件或1件以上永磁铁，所述线圈绕组的电源引出线由芯轴的一端引出，所述线圈绕组的电源引出线与驱动器相联，所述线圈绕组的电源引出线为三根电源引出线。
进一步的，所述端盖上设有若干散热通孔，用于散热。
进一步的，所述滚筒内芯轴的两端均套设有风扇，所述两端风扇朝向一致，工作时，滚筒一端进气，一端出气，达到散热目的。
进一步的，所述芯轴上设有线圈绕组的一端内部设有盲孔，所述盲孔底端外侧壁上设有与该盲孔相通的径向孔，所述线圈绕组的电源引出线通过该径向孔及盲孔由芯轴的一端引出。
进一步的，所述轴承为深沟球轴承。
进一步的，所述滚筒采用具有高韧性的优质低碳碳素结构钢材质。
进一步的，所述芯轴采用具有高强度、高韧性的调质合金钢材质。
进一步的，所述线圈绕组的步距角设为60°或120°或180°。
本发明的工作原理：永磁铁与滚筒固定连接，成为本发明的转子，线圈绕组与芯轴固定连接，成为本发明的定子，驱动器将三相直流电对电机作瞬间交替放电，以正弦波或方波形式，按线圈绕组设定的步距角60°或120°或180°，完成线圈绕组一周的通电转换方式，从而带动转子绕定子旋转，也即带动滚筒旋转。本发明取消了传统跑步机电机与滚筒的多锲带传动结构，取消了现有无刷电机中的霍尔传感器，减少了能量的损失，降低了成本，降低了电机的生产工艺难度，提高了功率输出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、采用滚筒与电机合二为一，取消了原有的多契带传动结构，减少了能量的损失，降低了成本，减少了跑步机的故障率，同时也减少了空间占用率；2、采用电机与驱动器相联，取消了碳刷及霍尔传感器，降低了电机的生产工艺难度，避免了火花的产生及超短波中磁干扰，从而大大提高了电机的使用寿命和稳定性，使用寿命可达万小时以上；3、采用驱动器的开关电路交替通电形式完成60°或120°或180°换向，极大降低了定子线包的内阻和感抗，高效利用了电能，降低损耗，效率可达90%以上；4、采用多个线圈绕组叠加形式组合，使整个电机功率在体积小的情况下，实现高功率、大扭矩。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1左视图；
图3为端盖结构示意图。
图中：1、滚筒，2、芯轴，201、盲孔，202、径向孔，3、轴承，4、端盖，401、散热通孔，402、通孔，403、层孔，5、线圈绕组，6、永磁铁，7、电源引出线，8、风扇。
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。
如图1至3所示，本发明实施例包括芯轴2、滚筒1、轴承3、端盖4、永磁铁6、线圈绕组5、驱动器（图中未画出），滚筒1为跑步机跑步带的主动滚筒，芯轴2设于滚筒1内，与滚筒1同轴，端盖4设有两件，分别设于滚筒1两端，端盖4中心设有通孔402，该通孔402内壁靠滚筒1内的一端设有层孔403，轴承3为深沟球轴承，设有两件，分别设于两端盖4的层孔403内，该轴承3的内圈与芯轴2紧固，外圈与层孔403内侧壁紧固，线圈绕组5设有两件，均套设于芯轴2上，且均与芯轴2外侧面固定连接，两件线圈绕组5隔开设置，永磁铁6为10个加入了稀土的永磁性磁瓦围成圆环形，套设于线圈绕组5外侧，该永磁铁6的外侧面与滚筒1内侧面固定连接，每个线圈绕组5外均套设有2件永磁铁6，驱动器设于滚筒1外侧，芯轴2上设有线圈绕组5的一端内部设有盲孔201，盲孔201底端外侧壁上设有径向孔202，该径向孔202与盲孔201相通，线圈绕组5的电源引出线7通过该径向孔202及盲孔201由芯轴2的一端引出，线圈绕组5的电源引出线7与驱动器相联，线圈绕组5的电源引出线7为三根电源引出线。
端盖4上设有若干散热通孔401，用于散热，滚筒1内芯轴2的两端均套设有风扇8，两端风扇8朝向一致，工作时，滚筒1一端进气，一端出气，达到散热目的。
作为优选，滚筒1采用具有高韧性的优质低碳碳素结构钢材质。
作为优选，芯轴2采用具有高强度、高韧性的调质合金钢材质。
作为优选，线圈绕组5的步距角设为60°或120°或180°。
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 (8)
1.一种跑步机直流无刷滚筒电机，其特征在于包括芯轴、滚筒、轴承、端盖、永磁铁、线圈绕组、驱动器，所述滚筒为跑步机跑步带的主动滚筒，所述芯轴设于滚筒内，与滚筒同轴，所述端盖设有两件，分别设于滚筒两端，所述端盖中心设有通孔，该通孔内壁靠滚筒内的一端设有层孔，所述轴承设有两件，分别设于两端盖的层孔内，该轴承的内圈与芯轴紧固，外圈与端盖内层孔壁紧固，所述线圈绕组设有两件或两件以上，套设于芯轴上，并与芯轴外侧面固定连接，两件或两件以上线圈绕组均匀隔开设置，所述永磁铁为10个加入了稀土的永磁性磁瓦围成圆环形，套设于线圈绕组外侧，该永磁铁外侧面与滚筒内侧面固定连接，每个线圈绕组外均套设有1件或1件以上永磁铁，所述线圈绕组的电源引出线由芯轴的一端引出，所述线圈绕组的电源引出线与驱动器相联，所述线圈绕组的电源引出线为三根电源引出线。
2.根据权利要求1所述的一种跑步机直流无刷滚筒电机，其特征在于：所述端盖上设有若干散热通孔，用于散热。
3.根据权利要求2所述的一种跑步机直流无刷滚筒电机，其特征在于：所述滚筒内芯轴的两端均套设有风扇，所述两端风扇朝向一致，工作时，滚筒一端进气，一端出气，达到散热目的。
4.根据权利要求1所述的一种跑步机直流无刷滚筒电机，其特征在于：所述芯轴上设有线圈绕组的一端内部设有盲孔，所述盲孔底端外侧壁上设有与该盲孔相通的径向孔，所述线圈绕组的电源引出线通过该径向孔及盲孔由芯轴的一端引出。
5.根据权利要求1所述的一种跑步机直流无刷滚筒电机，其特征在于：所述轴承为深沟球轴承。
6.根据权利要求1所述的一种跑步机直流无刷滚筒电机，其特征在于：所述滚筒采用具有高韧性的优质低碳碳素结构钢材质。
7.根据权利要求1所述的一种跑步机直流无刷滚筒电机，其特征在于：所述芯轴采用具有高强度、高韧性的调质合金钢材质。
8.根据权利要求1至7任一项所述的一种跑步机直流无刷滚筒电机，其特征在于：所述线圈绕组的步距角设为60°或120°或180°。
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