CN1549427A - 微型永磁振动电机 - Google Patents

Abstract

一种微型永磁振动电机的构造。转子由永磁体、轴套组成。定子由直列于固定轴两侧的线圈和铁心组成。转子借助转子轴套套在固定轴上绕轴旋转，固定轴既不与转子的质心重合，也不在转子磁极连线上，从而构成偏心振子和启动力矩。两个线圈连接一个换向器电路，并由其馈给驱动电压波形，并藉此驱动永磁偏心转子启转和按频率控制稳定转动。

Description

微型永磁振动电机

所属技术领域

本发明涉及一种微型振动电机。

背景技术

目前微型振动电机的结构有两种，一种是由永磁定子、空心绕组外置转子和换向器组成，称为圆桶式电机。在电机的输出轴上，还固定着一个偏心块；另一种硬币式振动电机，采用无刷或有刷的盘式电机和偏心转子的形式。

微型振动电机应用在移动电话或其他个人随身电子信息产品上，并且一般使用电池作为电源，因此要求微型电机耗电省，尺寸小，重量轻。目前两种振动电机的耗电量相当，外型上一个细长，一个短粗。就结构限制而言，这两种振动电机在微型化方面都几乎发展到了极致，在设计上要达到尺寸再小，重量再轻，耗电再省已经没有什么发展空间了，其原因不过是因为绕组所占的空间过大和振子质量所决定的。

发明内容

本发明提供一种双极微型振动电机，它具有一对带铁心的绕组和永磁偏心转子。

本发明的技术方案为：电机以双极电机形式构成，转子采用永磁偏心体制成，且轴心不在磁极连线上；定子由直线分列于轴侧径向上的两个绕组和铁心组成，采用无刷两相直流供电；转子和定子的外径尺寸相当，在轴向贴近，并在由贴近所产生的径向端面上的缝隙处，切割磁力线。偏心的转子和脉动的磁场力矩，使得电机具有更加强悍的振动力度，电源输出的方波频率、相位和占空比，可以直接控制转子转速、转向和达到最佳省电效果。

本发明的有益效果是，合理利用了双极电机的特点，以转子偏心求得启动力矩，并兼得振子效果，同时以永磁体作为转子又使得直列式定子绕组的制作工艺得到简化；处于轴向的磁气隙小且稳定，因为这种结构的电机定子绕组带有铁心，绕组占空比大，气隙磁通大，启动电压和运行电流都会相应减小。双极电机转子偏心质量大，力矩大，结构上无刷和尺寸小。

下面结合附图和一个优选实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明微型振动电机的示意图；

图2是一种偏心杆式永磁转子和启转初始位置的示意图；

图3是所述电机的绕组驱动电压波形；

图4(a)是E型永磁转子的示意图；

图4(b)是指针型永磁转子的示意图；

图5是本发明所述电机的一个实施例的立体示意图。

图中，1.永磁偏心转子，2.定子主极，3.定子副极，4.定子绕组1，5.定子绕组2，6.固定轴，7.定子轴座，8.外壳轴座，9.电机外壳，10.电机上盖，11.电机下盖，12.绕组引出线插脚。

图1所示是本发明优选实施例的一种该构造有铁心的微型振动电机的构造图。永磁偏心转子(1)处于定子主极(2)的轴侧一边。磁力线切割气隙在二者之间对缝处。定子铁芯中线与固定轴(6)轴线相交，与固定轴(6)并且在定子主极上的轴侧各有一个绕组，分别是定子绕组1(4)和定子绕组2(5)，定子主极(2)在定子绕组1(4)和定子绕组2(5)的径向端部向转子方向有一个90度的向转子一侧的折弯。从电机侧面看，定子主极(2)类似英文字母“E”。定子主极可以采用软磁铁氧体制成。两个绕组(4)和(5)经绕组引出线插脚(12)与两相直流换向器连接。

另一种本发明所述电机的定子实施方案为在定子中部，在垂直于绕组轴线的方向上，向两侧伸出一对定子副极(3)，使得电机的定子在轴向视图里类似“十”字型。

副极(3)可以采用与定子主极同体同材制成。

当定子主极(2)在两个独立的绕组作用下对外表现为同极性时，副极(3)则表现为与主极(2)相反的极性，将有利于辅助转子(1)定向转过两极之间的零磁密区。而当两主极(2)在两个独立的绕组作用下对外表现为不同极性时，副极(3)不表现出极性。

本发明优选实施例的永磁偏心转子(1)套在固定轴(6)上，使永磁偏心转子(1)相对于固定轴(6)和定子转动。固定轴(6)固定在定子轴座(7)和外壳(9)上。

定子主极(2)上嵌入一个定子轴座(7)，固定轴(6)一端压入定子轴座(7)内，另一端衬着外壳轴座(8)固定在外壳(9)之上。定子轴座(7)和外壳轴座(8)为永磁偏心转子(1)提供轴向定位，并避免在转子磁极的磁力作用下永磁偏心转子(1)与定子主极(2)和电机上盖(10)发生擦撞，并保证气隙尽可能小并且稳定，

永磁偏心转子(1)可以具有多种形式，一种永磁偏心转子(1)的实施例采用T型偏心方式。如图2所示，T型永磁偏心转子(1)的永磁体磁极对固定轴有一个相对与转轴的磁极偏心距。杆状的永磁体其磁极位于杆的两个端头处，作为偏心距的杆状部分的杆体一头连接杆状永磁体，一边制成轴套状，套在固定轴(6)上。

本实施例采用的是永磁偏心转子，在静止时所处的位置状态有四种，分别如图2所示。当定子主极的两个极都为同性时，永磁偏心转子(1)可以感受到启转力矩。当永磁偏心转子(1)旋转起来后，即可按运行状态为定子的两个绕组(4)和(5)分别提供两相直流电压。控制频率，可以控制电机转速。

图4中示例了另外两种永磁偏心转子的形式，其中(a)中的E型偏心转子比(b)中的指针型偏心转子的质量要大。

图5是用于本发明所述电机的绕组驱动电压波形。图中驱动电压波形表明，所述电机具有正反转启动能力，并可以利用控制波形频率和波形占空比，对所述电机进行转速控制和提高电机效率。比如，为了避免副极对转子辅转作用被抵消，可以在电压波形中减去图示中的阴影部分。

本发明所述电机定子绕组(4)和(5)的驱动电压波形可根据一般电机原理制定，在此不做赘述。提供驱动电压波形所使用的两相直流换向器电路与普通无刷直流电机的三相半波直流换向器电路原理类似，在此也不做赘述。

Claims (4)

1.一种微型永磁振动电机，转子由永磁体、轴套组成，定子由绕组和铁心组成，转子借助转子轴套套在固定轴上绕轴旋转，其特征为：所述振动电机为两极电机，转子偏心并且定子绕组直列于固定轴两侧。

2.根据权利1所述一种微型永磁振动电机，

a.转子位于定子铁心一侧，定子绕组沿径向分布，绕组轴线垂直与转

  轴，但是气隙处的磁力线与转轴平行或基本平行；

b.由位于定子铁心上的两个绕组建立交替变化磁场，驱动永磁偏心转

  子转动，并产生振动；

c.换向器电路为定子绕组提供两相直流驱动电压波形；

3.一种永磁微型振动电机的偏心永磁转子，其形式至少有E型、T型和指针型转子，其特征为：永磁转子的旋转轴既不与转子的质心重合，也不在连接转子两个磁极的直线上。

4.一种定子副极，有利于辅助转子转过两主极之间的空间，其特征为：当定子主极在两个独立的绕组的作用下表现为磁极同性时，在副极上表现为与主极相反的极性，而当两主极在两个独立的绕组的作用下表现为磁极异性时，副极不表现出磁极极性。

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