CN113300505A - 一种永磁直流无刷电机 - Google Patents

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朱沛宁
熊朝阳
贾景宇
胡盛青
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Abstract

一种永磁直流无刷电机，包括转子组件和定子组件，所述定子组件包括若干个一体注塑成型的定子铁芯齿和绝缘骨架，所述定子铁芯齿嵌入绝缘骨架中，所述定子铁芯齿的齿部的内圆弧面设有凹槽，该凹槽沿齿部的长边设置。本发明中的定子组件通过将定子铁芯齿和绝缘骨架一体注塑，每个注塑好绝缘骨架的定子铁芯齿单独用绕线机绕线，这样绕线机的绕线嘴不用占据定子铁芯槽内空间，可以提高电机绕线槽满率。电机定子铁芯的齿部的齿顶内圆弧面设置凹槽，用以降低齿槽转矩，改善电机的转矩波动、振动和噪音。

Description

一种永磁直流无刷电机
技术领域
本发明涉及一种无刷电机，特别是涉及一种永磁直流无刷电机。
背景技术
近年来永磁直流无刷电机的技术进步和发展越来越快，广泛应用在家电、智能家居、伺服设备、医疗设备、航空航天等领域。随着直流无刷电机技术的日新月异，对直流无刷电机的品质要求也越来越高。
现在的永磁直流无刷电机大都整体圆环式定子铁芯结构，机器自动绕线，但存在绕线槽满率低的问题，限制了电机功率密度的提升。另外，齿槽转矩的存在，使得电机的转矩波动、振动和噪音加大，影响了产品的用户体验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种降低齿槽转矩，改善电机的转矩波动、振动和噪音的永磁直流无刷电机。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种永磁直流无刷电机，包括转子组件和定子组件，所述定子组件包括若干个一体注塑成型的定子铁芯齿和绝缘骨架，所述定子铁芯齿嵌入绝缘骨架中，所述定子铁芯齿的齿部的内圆弧面设有凹槽，该凹槽沿齿部的长边设置。
进一步，所述绝缘骨架设有可容纳定子铁芯齿的齿部的通孔。
进一步，所述定子铁芯齿远离齿部的外圆弧面设有燕尾凸起，所述燕尾凸起的上端高于绝缘骨架的上端。
进一步，所述绝缘骨架的外圆弧面设有外伸的第一档板，所述绝缘骨架的内圆弧面设有外伸的第二挡板。
进一步，所述绝缘骨架上设有绕线部，所述绕线部位于第一档板和第二挡板之间，所述绕线部与定子铁芯齿的齿部相对应。
本发明进一步采用的技术方案为：所述转子组件包括转轴和转子铁芯，所述转轴上设有两个端板，两个端板相对设置，所述转子铁芯位于端板之间，所述端板上环设有端板固定齿，所述转子铁芯上粘贴有磁钢，所述磁钢沿转子铁芯周身设置，单个端板固定齿位于相邻的磁钢之间。
进一步，所述转子铁芯的横截面呈近多边形，转子铁芯的每个侧边上均粘贴一个磁钢。
进一步，所述转子铁芯与转轴之间过盈配合。
进一步，所述磁钢的截面为拱形。
进一步，定子组件还包括机壳，所述机壳内环设有若干个燕尾槽，燕尾槽与定子铁芯齿上的燕尾凸起卡扣连接。
本发明中的定子组件通过将定子铁芯齿和绝缘骨架一体注塑，每个注塑好绝缘骨架的定子铁芯齿单独用绕线机绕线，这样绕线机的绕线嘴不用占据定子铁芯槽内空间，可以提高电机绕线槽满率。电机定子铁芯的齿部的齿顶内圆弧面设置凹槽，用以降低齿槽转矩，改善电机的转矩波动、振动和噪音。
本发明进一步采用的技术方案中，转子采用磁钢表贴式结构，以便在不影响电机整机磁性能的情况下，便于转子动平衡去重，保证动平衡过程中能够方便地进行去重操作，避免零件报废，提高转子的成品率。同时通过对磁钢进行径向和轴向固定，使得电机在高转速高性能下运行，磁钢不会脱落。
附图说明
图1 为本发明电机整体结构示意图；
图2为图1所示电机结构爆炸示意图；
图3为本发明实施例中转子组件结构示意图；
图4为图3所示转子组件的爆炸示意图；
图5为本发明实施例中定子组件结构示意图；
图6为图5所示定子组件中定子铁芯齿的结构示意图；
图7为图5所示定子组件中机壳结构示意图；
图8为图5所示定子组件中定子铁芯齿与绝缘骨架装配示意图；
图9为图5所示定制组件中磁钢结构示意图；
图10为图5所示定制组件中端板结构示意图；
图11为本发明实施例中端盖结构第一示意图；
图12为本发明实施例中端盖结构第二示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1-12所示，本实施例包括定子组件1和转子组件2，电机的定子组件1包括机壳11、一体注塑的拼块定子铁芯齿12、漆包线绕组13。
一体注塑的拼块定子铁芯齿12由若干个定子铁芯齿14和绝缘骨架15一起注塑而成。定子铁芯齿14用薄硅钢片叠压而成，优选但不限于50W800、50W470、35W300等硅钢片。定子铁芯齿14从齿槽口152进入绝缘骨架15中，绝缘骨架15把定子铁芯齿14的上下端面和定子铁芯齿的齿部141包裹住，起到绝缘作用。
本实施例机壳11在内圈形成了12个的燕尾槽111，定子铁芯齿14远离齿部141的外圆弧面143设有燕尾凸起142，定子铁芯齿14与机壳11卡扣连接，定子铁芯齿14外圆弧面143和机壳的内圆弧面114贴合，每一个相邻的定子铁芯齿14的侧边144相互贴合，从而将一体注塑拼块定子铁芯齿12安装固定在机壳11上。燕尾槽111和定子铁芯齿14的数量可根据电机性能和尺寸要求进行调整，不局限与本发明实施例中的数量要求。
绝缘骨架15的外圆弧面设有外伸的第一档板151，所述绝缘骨架15的内圆弧面设有外伸的第二挡板153。绝缘骨架15上的第一挡板151和第二挡板153使得绕线机在绕线过程中将绕组漆包线13限位缠绕在绝缘骨架的绕线部154上，绕组漆包线13对应定子铁芯齿14的齿部141。
为了提高电机绕线的槽满率和绕线速度，去掉了常规无刷定子铁芯中的定子铁芯齿的齿靴。在定子铁芯齿14的齿部141的内圆弧面设置2个凹槽145，凹槽145沿齿部141的长边设置，用以减小电机的齿槽转矩，降低电机的转矩波动和振动。为减小齿槽转矩而形成的凹槽142的数量可根据电机性能和尺寸要求进行调整，不局限与本发明实施例中的数量要求。
电机的转子组件2包括转轴24、轴承25、端板23、磁钢22、转子铁芯21。
转子铁芯21用薄硅钢片叠压而成，优选但不限于50W800、50W470、35W300等硅钢片，转子铁芯21的内径与转轴24的外径241过盈配合，固定在转轴24上。
本实施例中的磁钢22的数量为8个，磁钢端面222与转子铁芯端面212齐平，磁钢22的内平面223与转子铁芯21的侧边211贴合并用胶水粘结固定。磁钢22的数量和对应端板23的端板齿234的数量可根据电机性能和尺寸要求进行调整，不局限与本发明实施例中的数量要求。
端板23的内径232与转轴24的外径241过盈配合，固定在转轴24上。2个端板23的端板端面231与磁钢端面222和转子铁芯端面212齐平贴合，并且端板23设有与磁钢22对应数量的端板齿234，用于将磁钢22包裹住，端板齿234的内圆弧面233与磁钢22的外圆弧面221贴合，从而将磁钢22在轴向和径向上都进行了防护固定，降低了磁钢22脱落的风险。
端板23的材料优选硬度较软且具有一定强度铜合金或铝合金，这样可以保证电机在高转速运行时对磁钢的固定防护作用，且端板23本身不会变形。端板23本身的硬度较软，便于转子做动平衡去重，易于切削且不会对其他零部件造成有害影响。在损伤磁钢的前提下，端板23的任何位置均可以进行去重平衡。
本实施例中的永磁直流无刷电机包括定子组件1、转子组件2、端盖3和螺钉4。
电机的装配流程如下所述：
已经用绕好漆包线的定子组件1的一端安装在端盖3上面。定子组件1中的机壳11的内圈配合面112和端盖3的外圈配合面33做精定位配合，保证2个零部件的同心度。机壳11的机壳端面113和端盖3的端盖端面32接触。再用4个螺钉4通过环形定子轭的螺钉孔115和端盖3的通孔31，把定子组件1锁紧固定在端盖3上面。
转子组件2穿过定子组件1的由若干个注塑定子铁芯齿12圆周排列形成的内壁，转子组件2上的轴承25放入端盖3的轴承室34中，加胶水粘结固定。
再用同样的方式从定子组件1的另一端安装固定另一个端盖3，同样的转子组件2上的轴承25放入端盖3的轴承室34中，加胶水粘结固定。至此，电机装配完成。
本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种永磁直流无刷电机，包括转子组件和定子组件，其特征在于：所述定子组件包括若干个一体注塑成型的定子铁芯齿和绝缘骨架，所述定子铁芯齿嵌入绝缘骨架中，所述定子铁芯齿的齿部内圆弧面设有凹槽，该凹槽沿齿部的长边设置。
2.根据权利要求1所述的永磁直流无刷电机，其特征在于：所述转子组件包括转轴和转子铁芯，所述转轴上设有两个端板，两个端板相对设置，所述转子铁芯位于端板之间，所述端板上环设有端板固定齿，所述转子铁芯上粘贴有磁钢，所述磁钢沿转子铁芯周身设置，单个端板固定齿位于相邻的磁钢之间。
3.根据权利要求1所述的永磁直流无刷电机，其特征在于：所述绝缘骨架设有可容纳定子铁芯齿的齿部的通孔。
4.根据权利要求1所述的永磁直流无刷电机，其特征在于：所述定子铁芯齿远离齿部的外圆弧面设有燕尾凸起，所述燕尾凸起的上端高于绝缘骨架的上端。
5.根据权利要求1-4任一项所述的永磁直流无刷电机，其特征在于：所述绝缘骨架的外圆弧面设有外伸的第一档板，所述绝缘骨架的内圆弧面设有外伸的第二挡板。
6.根据权利要求5所述的永磁直流无刷电机，其特征在于：所述绝缘骨架上设有绕线部，所述绕线部位于第一档板和第二挡板之间，所述绕线部与定子铁芯齿的齿部相对应。
7.根据权利要求2所述的永磁直流无刷电机，其特征在于：所述转子铁芯的横截面呈近多边形，转子铁芯的每个侧边上均粘贴一个磁钢。
8.根据权利要求2所述的永磁直流无刷电机，其特征在于：所述转子铁芯与转轴之间过盈配合。
9.根据权利要求2所述的永磁直流无刷电机，其特征在于：所述磁钢的截面为拱形。
10.根据权利要求1-9任一项所述的永磁直流无刷电机，其特征在于：定子组件还包括机壳，所述机壳内环设有若干个燕尾槽，燕尾槽与定子铁芯齿上的燕尾凸起卡扣连接。
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