CN114598072A - 一种外转子电机的磁钢固定结构 - Google Patents
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Abstract
一种外转子电机的磁钢固定结构，涉及外转子电机技术领域，包括外转子，外转子包括转子外壳，转子外壳的两端都固定装有端盖Ⅰ，端盖Ⅰ和转子外壳之间设置有密封垫，端盖和转子外壳内转动装有定子，定子上缠绕线圈，引出线从定子中引出，转子外壳内设置有弹簧固定组件和伸缩组件将磁钢固定在限位槽内，本发明通过限位槽和磁钢上的斜面配合能使得磁钢在轴向、切向和径向都固定，限位槽的宽度与限位槽间距的宽度比例为五比一到三比一之间，这样的设计磁钢的宽度只有原来的70~80%，大大节省了磁钢的材料。
Description
技术领域
本发明涉及外转子电机技术领域，特别涉及一种外转子电机的磁钢固定结构。
背景技术
《GB/T2900.27-2008电工术语小功率电动机》对外转子电机的定义：外转子电动机是指采用定子在内、转子在外结构的电动机。外转子电动机的引出线一般从固定的轴中引出，可以是单相交流、三相交流、直流等形式。内转子和外转子的区别就是里面转还是外面转。外转子电机转动部分是嵌磁钢的部分，不转的部分是线圈部分，在现代工业用大吊扇电机设计中，特别是永磁同步电机，因为对风量的要求越来越高，从而带动风叶转动的磁钢受力越来越大。在电机温度较高的情况下，磁钢受力容易超过磁钢胶黏剂的极限粘力，发生移位，最终导致电机的定子与磁钢发生碰撞，磁钢破碎，电机烧坏。同时磁钢之间相互紧密排列，浪费材料。
公开号：CN108306430A的中国专利中提供了一种固定磁钢的结构，包括设置在转子铁芯本体内壁上的与转轴组件镶嵌塑料连接的若干个第一凸块；还包括设置在转子铁芯本体外壁上的与磁钢镶嵌塑料连接的若干个第二凸块；所述的第二凸块包括与转子铁芯本体连接的小凸台，以及由小凸台端部向外延伸形成的大凸块；所述的大凸块两侧凸出在小凸台外部，与小凸台和转子铁芯本体之间形成内凹的卡槽；通过小凸块、大凸块和卡槽，在转子铁芯本体外壁上形成了多个受力支撑点，有利于塑料层抓紧转子铁芯本体和磁钢，当转子铁芯本体旋转产生离心力时，由于大凸块两侧凸出在小凸台外部，形成阻挡，使得塑料层与大凸块贴合更加紧密；能够有效的防止磁钢与转子铁芯本体分离，提高了可靠性，该方案可以解决磁钢胶黏剂的极限粘力的问题，但是仅仅是在磁钢径向方向固定，切向方向和轴向方式没有固定，而电机的运转过程中产生热量会倒是间隙增加，从而导致磁钢不稳定的现象。
发明内容
要解决的技术问题：在电机温度较高的情况下，磁钢受力容易超过磁钢胶黏剂的极限粘力，发生移位，最终导致电机的定子与磁钢发生碰撞，磁钢破碎，电机烧坏。同时磁钢之间相互紧密排列，浪费材料。
技术方案：针对上述技术问题本发明公开一种外转子电机的磁钢固定结构，包括外转子，外转子内的侧壁上均匀设置有多个限位槽，限位槽内设置斜面Ⅰ，每个所述限位槽内通过间隙配合装有磁钢，所述磁钢上设置斜面Ⅱ，斜面Ⅱ贴紧斜面Ⅰ用于限制所述磁钢沿着所述外转子的径向和切向移动，所述外转子内装有弹簧固定组件，弹簧固定组件通过弹簧的自身弹力挤压磁钢，使得斜面Ⅰ和斜面Ⅱ始终保持接触，所述外转子内还装有伸缩组件，伸缩组件沿着所述外转子的径向设置，在所述外转子旋转时，所述伸缩组件伸长并带动所述弹簧固定组件挤压所述磁钢。
进一步地，所述限位槽与限位槽之间的间距宽度比例为五比一到三比一之间。
进一步地，所述斜面Ⅰ位于外转子与所述磁钢的侧面接触的位置，限位槽的宽度沿着所述外转子的径向由内向外逐渐变窄形成斜面Ⅰ，所述斜面Ⅱ与斜面Ⅰ配合，所述弹簧固定组件沿着所述外转子的径向向外挤压所述磁钢。
进一步地，所述磁钢上还设置有斜面Ⅲ，斜面Ⅲ位于所述磁钢中第一个垂直面上，使得所述磁钢的长度沿着所述外转子的径向由内向外逐渐变长，所述弹簧固定组件包括推块，推块在弹簧的作用下沿着所述外转子的轴向滑动，所述推块上设置斜面Ⅳ，斜面Ⅳ与斜面Ⅲ配合并保持接触。
进一步地，所述磁钢上还设置有斜面Ⅴ，所述斜面Ⅴ位于所述磁钢中第二个垂直面上，斜面Ⅴ使得所述磁钢的长度沿着所述外转子的径向由内向外逐渐变长，所述限位槽内设置有斜面Ⅵ，斜面Ⅵ与所述斜面Ⅴ配合并保持接触。
进一步地，所述伸缩组件包括配重推板，配重推板的外端设置补偿斜面Ⅰ，在所述配重推板沿着所述外转子的径向移动时，补偿斜面Ⅰ推动所述推块沿着所述外转子的轴向移动。
进一步地，所述推块上设置有补偿斜面Ⅱ，补偿斜面Ⅱ与所述斜面Ⅳ平行设置并与补偿斜面Ⅰ配合。
进一步地，所述配重推板与所述外转子之间固定装有弹簧Ⅱ，弹簧Ⅱ处于自然状态时，补偿斜面定子和补偿斜面Ⅱ接触，外转子旋转时，补偿斜面Ⅰ挤压补偿斜面Ⅱ。
进一步地，所述的限位槽用固定架替换，所述固定架包括圆环，圆环固定安装在所述外转子内，圆环上设置多个隔板，每两个隔板之间的空隙内安装所述磁钢，空隙内设置与所述限位槽内相同的斜面特征。
本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明通过限位槽和磁钢上的斜面配合能使得磁钢在轴向、切向和径向都固定，避免了磁钢得松动，提高了电机的使用寿命；（2）本发明的伸缩组件能够在配合外转子旋转时挤压弹簧固定组件，进而固定磁钢；（3）在电机工作时，磁钢与限位槽会产生间隙，通过斜面的配合，以及伸缩组件的配合能够填补间隙，使得磁钢始终保持固定，且速度越大使对磁钢的作用力才越大，在电机不转动时磁钢所受的力较小，这样可以保护磁钢；（4）本发明的限位槽的宽度与限位槽间距的宽度比例为五比一到三比一之间，这样的设计磁钢的宽度只有原来的70~80%，大大节省了磁钢的材料；（5）本发明的固定件结构容易生产结构简单，适合大批量生产。
附图说明
图1为本发明的外转子的结构示意图。
图2为本发明的外转子与定子的结构示意图。
图3为本发明图2中A处的放大图。
图4为本发明的定子结构示意图。
图5为本发明的磁钢结构示意图。
图6为本发明的固定件与伸缩组件的俯视图。
图7为图6中F处的放大图。
图8为本发明的固定件与伸缩组件位置示意图。
图9为图8中E处的放大图。
图10为本发明的弹簧固定组件、伸缩组件和磁钢的位置示意图。
图11为图10中C处的放大图。
图12为本发明弹簧固定组件、伸缩组件与端盖的连接关系示意图。
图13为图12中B处的放大图。
图14为本发明的弹簧固定组件与伸缩组件分离时的结构示意图。
图15为本发明的簧固定组件与伸缩组件位置结构示意图。
图16为图15中D处的截面图。
附图标号：1-定子；2-外转子；3-固定架；4-磁钢；5-弹簧固定组件；6-伸缩组件；201-转子外壳；202-端盖Ⅰ；203-端盖Ⅱ；301-圆环；302-隔板；303-楔形块；401-垂直面；402-侧面；403-里面；501-滑杆Ⅰ；502-弹簧Ⅰ；503-推块；601-固定块；602-滑槽；603-弹簧Ⅱ；604-配重推板；605-滑杆Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
如图5所示，定义磁钢4中六个面的名称，其中安装时与外转子2的轴向垂直的两个面叫做垂直面401，靠近外转子2轴心的面叫做里面403，与里面403相对的面叫做外面，剩余的两个面称为侧面402；本发明中出现的“内”指的是沿着转子外壳202的径向靠近转子外壳202轴心的方向，“外”指的是沿着转子外壳202的径向远离转子外壳202轴心的方向，本发明名中的“长”指的是磁钢4的两个垂直面之间的距离，“宽”指的是磁钢4的两个侧面之间的距离。
如图1-图15所示，一种外转子电机的磁钢固定结构，包括外转子2，外转子2包括转子外壳202，转子外壳202的两端分别固定装有端盖Ⅰ201和端盖Ⅱ203，两个端盖和转子外壳202之间设置有密封垫，两个端盖的内侧设置有四个定位销，转子外壳202的边缘处设置有四个定位孔，在安装时，使定位销插在定位孔内，定位完毕后使用螺栓将转子外壳202和两个端盖固定在一起，外转子2内转动装有定子1，定子1上缠绕线圈，引出线从定子1中引出。
转子外壳202内的侧壁上均匀设置有多个限位槽，限位槽内设置斜面Ⅰ，每个所述限位槽内通过间隙配合装有磁钢4，此间隙配合指的是磁钢4的尺寸稍微小于限位槽内的尺寸，这样的设置便于生产、安装和检修，所述磁钢4上设置斜面Ⅱ，斜面Ⅱ贴紧斜面Ⅰ用于限制所述磁钢4沿着所述转子外壳202的径向和切向移动，所述端盖Ⅰ201上装有弹簧固定组件5，弹簧固定组件5通过弹簧的自身弹力挤压磁钢4，使得斜面Ⅰ和斜面Ⅱ始终保持接触，所述端盖Ⅰ201上还装有伸缩组件6，伸缩组件6沿着所述转子外壳202的径向设置，在所述转子外壳202旋转时，所述伸缩组件6伸长并带动所述弹簧固定组件5挤压所述磁钢4。
对于磁钢4的形状：斜面Ⅱ设置在磁钢4的两侧侧面上，两个侧边至少有一个面上设置斜面Ⅱ，斜面Ⅱ使得磁钢4的宽度由内向外变窄，磁钢4的第一个垂直面上设置斜面Ⅲ，第二个垂直面上设置Ⅴ，两个斜面的倾斜方向都使得磁钢4的长度由内向外变长。
对于限位槽的形状：所述斜面Ⅰ位于外转子2与所述磁钢4侧面接触的位置，限位槽宽度沿着所述外转子2的径向由内向外逐渐变窄形成斜面Ⅰ，所述斜面Ⅱ与斜面Ⅰ倾斜角度相匹配，所述弹簧固定组件5沿着所述外转子2的径向向外推所述磁钢4，所述限位槽内设置有斜面Ⅵ，斜面Ⅵ与所述斜面Ⅴ相同并保持接触，磁钢4安装在限位槽内时，弹簧固定组件5是通过斜面Ⅲ沿着转子外壳202的轴向和外侧推磁钢4，磁钢4在沿着轴向运动时，在斜面Ⅴ和斜面Ⅵ的作用下，磁钢4产生向外的运动趋势，这样的运动趋势被斜面定子1和斜面Ⅱ的配合限制，这样的紧密接触可以使得磁钢4在转子外壳202的径向和切向都被固定，所述限位槽的宽度与限位槽间距的宽度比例为五比一到三比一之间，这样的设计磁钢4的宽度只有原来的70~80%，大大节省了磁钢4的材料。
所述的限位槽可以使用固定架3替换，所述固定架3包括圆环301，圆环301固定安装在所述外转子2内，圆环301上设置多个隔板302，每两个隔板302之间的空隙内安装所述磁钢4，圆环301上设置楔形块303代替斜面Ⅵ的作用，在隔板302上也设置与斜面Ⅰ相同的斜面与磁钢4配合，固定架3可以通过可拆卸的方式固定安装在外转子2内，便于检修和生产。
弹簧固定组件5包括滑杆Ⅰ501，滑杆Ⅰ501沿着转子外壳202的轴向滑动安装在端盖Ⅰ201上，滑杆Ⅰ501的一端固定装有推块503，滑杆Ⅰ501上套设弹簧Ⅰ502，弹簧Ⅰ502的第一端与端盖Ⅰ201固定连接，弹簧Ⅰ502的第二端与推块503固定连接，所述推块503上设置斜面Ⅳ，斜面Ⅳ与斜面Ⅲ倾斜角度相同并始终保持接触，推块503在弹簧Ⅰ502的作用下沿着所述转子外壳202的轴向滑动，进而沿着转子外壳202的轴向和外侧推磁钢4。
伸缩组件6包括固定块601和滑槽602，固定块601和滑槽602固定安装在端盖Ⅰ201上，滑槽602上通过T形槽滑动装有配重推板604，配重推板604时沿着转子外壳202的径向滑动，配重推板604内侧一端滑动装有滑杆Ⅱ605，滑杆Ⅱ605的内侧一端固定安装在固定块601上，滑杆Ⅱ605上套设弹簧Ⅱ603，弹簧Ⅱ603的第一端固定安装在配重推板604上，弹簧Ⅱ603的第二端固定安装在固定块601上，配重推板604的外侧一端设置有补偿斜面Ⅰ，推块503上设置有补偿斜面Ⅱ，补偿斜面Ⅱ与所述斜面Ⅳ平行设置并与补偿斜面Ⅰ配合，在外转子2不转时，弹簧Ⅱ603处于自然状态时，补偿斜面定子1和补偿斜面Ⅱ接触但不挤压，外转子2旋转时，为了平衡离心力，弹簧Ⅱ603被拉伸，补偿斜面Ⅰ接触并且推动补偿斜面Ⅱ，补偿斜面Ⅱ使推块503挤压磁钢4；弹簧固定组件5和伸缩组件6也可以安装在端盖Ⅱ203上，相应的其他零件跟随翻转位置即可，在此实施例中均为安装在端盖Ⅰ201上。
伸缩组件6中的补偿斜面Ⅰ接触补偿斜面Ⅱ，在外转子2转动起来后，补偿斜面Ⅰ挤压补偿斜面Ⅱ，通过弹簧固定组件5的传递，也将磁钢4紧紧地束缚在限位槽内，并且速度越快，离心力越大，压着越紧。当工作中温度过高时，磁钢4和限位槽之间会产生间隙，采用这种斜面接触的固定方式可以补偿间隙，始终保持磁钢4稳定，并且速度越大使对磁钢4的作用力才越大，在电机不转动时磁钢4所受的力较小，这样可以保护磁钢4。
Claims (9)
1.一种外转子电机的磁钢固定结构，其特征在于：包括外转子（2），外转子（2）内的侧壁上均匀设置有多个限位槽，限位槽内设置斜面Ⅰ，每个所述限位槽内通过间隙配合装有磁钢（4），所述磁钢（4）上设置斜面Ⅱ，斜面Ⅱ贴紧斜面Ⅰ用于限制所述磁钢（4）沿着所述外转子（2）的径向和切向移动，所述外转子（2）内装有弹簧固定组件（5），弹簧固定组件（5）通过弹簧的自身弹力挤压磁钢（4），使得斜面Ⅰ和斜面Ⅱ始终保持接触，所述外转子（2）内还装有伸缩组件（6），伸缩组件（6）沿着所述外转子（2）的径向设置，在所述外转子（2）旋转时，所述伸缩组件（6）伸长并带动所述弹簧固定组件（5）挤压所述磁钢（4）。
2.如权利要求1所述的一种外转子电机的磁钢固定结构，其特征在于：所述限位槽与限位槽之间的间距宽度比例为五比一到三比一之间。
3.如权利要求1所述的一种外转子电机的磁钢固定结构，其特征在于：所述斜面Ⅰ位于外转子（2）与所述磁钢（4）的侧面接触的位置，限位槽的宽度沿着所述外转子（2）的径向由内向外逐渐变窄形成斜面Ⅰ，所述斜面Ⅱ与斜面Ⅰ配合，所述弹簧固定组件（5）沿着所述外转子（2）的径向向外挤压所述磁钢（4）。
4.如权利要求3所述的一种外转子电机的磁钢固定结构，其特征在于：所述磁钢（4）上还设置有斜面Ⅲ，斜面Ⅲ位于所述磁钢（4）中第一个垂直面上，使得所述磁钢（4）的长度沿着所述外转子（2）的径向由内向外逐渐变长，所述弹簧固定组件（5）包括推块（503），推块（503）在弹簧的作用下沿着所述外转子（2）的轴向滑动，所述推块（503）上设置斜面Ⅳ，斜面Ⅳ与斜面Ⅲ配合并保持接触。
5.如权利要求4所述的一种外转子电机的磁钢固定结构，其特征在于：所述磁钢（4）上还设置有斜面Ⅴ，所述斜面Ⅴ位于所述磁钢（4）中第二个垂直面上，斜面Ⅴ使得所述磁钢（4）的长度沿着所述外转子（2）的径向由内向外逐渐变长，所述限位槽内设置有斜面Ⅵ，斜面Ⅵ与所述斜面Ⅴ配合并保持接触。
6.如权利要求5所述的一种外转子电机的磁钢固定结构，其特征在于：所述伸缩组件（6）包括配重推板（604），配重推板（604）的外端设置补偿斜面Ⅰ，在所述配重推板（604）沿着所述外转子（2）的径向移动时，补偿斜面Ⅰ推动所述推块（503）沿着所述外转子（2）的轴向移动。
7.如权利要求6所述的一种外转子电机的磁钢固定结构，其特征在于：所述推块（503）上设置有补偿斜面Ⅱ，补偿斜面Ⅱ与所述斜面Ⅳ平行设置并与补偿斜面Ⅰ配合。
8.如权利要求7所述的一种外转子电机的磁钢固定结构，其特征在于：所述配重推板（604）与所述外转子（2）之间固定装有弹簧Ⅱ（603），弹簧Ⅱ（603）处于自然状态时，补偿斜面定子（1）和补偿斜面Ⅱ接触，外转子（2）旋转时，补偿斜面Ⅰ挤压补偿斜面Ⅱ。
9.如权利要求1-8任意一项所述的一种外转子电机的磁钢固定结构，其特征在于：所述的限位槽用固定架（3）替换，所述固定架（3）包括圆环（301），圆环（301）固定安装在所述外转子（2）内，圆环（301）上设置多个隔板（302），每两个隔板（302）之间的空隙内安装所述磁钢（4），空隙内设置与所述限位槽内相同的斜面特征。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Denomination of invention: A magnetic steel fixed structure for an external rotor motor Granted publication date: 20220923 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Deqing Branch Pledgor: GUANGDONG ZHAOQING DETON Co.,Ltd. Registration number: Y2024980013674 |