CN1674407A - 永磁交流无刷电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种永磁交流无刷电动机的制造技术和内部结构，它由电动机主体和驱动与调速制动装置两部分组成。由定子总成、转子总成、轴承、端盖、风叶、风罩构成电动机主体，在定子总成内部设有高强度永磁材料制成的转子总成，由驱动控制器、调速开关组成驱动与调速制动装置，实现电子换向、无级调速和制动。本发明还具有效率高、调速范围广、无换向火花、体积小、重量轻、噪声小、无待机损耗等优点。

Description

永磁交流无刷电动机
技术领域
本发明涉及电动机制造技术领域，是一种在转子总成中采用高强度磁性材料制作的永磁交流无刷电动机。
背景技术
自从电动机发明以来，各种用途、各种型式的电动机相继问世，且名目繁多。若以输入的电源分类，有交流、直流之分，交流中又可分单相、三相；以输入的额定电压分，有高压、低压；以体积和功率大小分，有大功率、中小型和微电机；以用途分有普通型、步进型、分马力、伺服型、防爆型、潜水型；以控制方式分有恒速型和变频调速型，若以电流输入的方式分，有无刷和有刷之分；以制作转子的材料分，有厉磁材料和永磁材料之分。但讫今为止，目前还没有一种电动机是综合具有上述各种性能的产品。本申请人经过较长时间的研究，发明了一种永磁交流无刷电动机。根据查新资料表明，国内还没有此种电机，而国外仅有用在汽车起动上的无刷电机则是低压直流电机，尚没有真正应用于工业生产中的高电压场合的交流无刷电机问世。为此，本申请人在2005年1月21日向国家知识产权局递交了“一种用于工业缝纫机的永磁交流无刷电动机”的实用新型专利申请书，受理申请号为200520100221.2，而本发明又在此基础上作了较大的改进。其结构更加简单，重量更轻，驱动、调速、制动、过载保护等均采用IC控制技术，完善了真正意义上的永磁交流无刷电动机。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，提供一种采用永磁材料制作的没有电刷的交流电动机，它具有效率高，结构简单，调速范围广，无换向火花，设计功率可大可小、体积相对小巧，重量轻，制作材料省的优点。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：一种永磁交流无刷电动机，由电动机主体和驱动与调速制动装置两部分组成。其特征在于：所述的电动机主体由定子总成、转子总成、轴承、风叶、端盖、风罩组成；所述驱动与调速制动装置包括驱动控制器和调速开关。所述定子总成包括外壳、机座和安装脚孔、外壳内壁嵌有绕组，并在内部设有可相对其轴向转动的永磁式转子总成。所述转子总成包括转子本体和设在中心的转轴，转轴的一端通过轴承I而设在端盖中央，转子轴的输出端则穿过轴承II设置在外壳封闭端面的中央；上述的转子总成的转轴伸出端盖外，并在伸出的外面一段轴上固定有一冷却用的风叶，风叶外部罩有一个与端盖相固定的风罩，这样可以有效地防止电动机长时间运转而过热，使电机能够连续工作。为了能自动调节轴承与端盖之间的配合间隙，上述的轴承I与端盖里面之间设置了一个波形垫片。上述的端盖里面中央设有一个轴承座，所述轴承I便容置定位于该轴承座内，所述的外壳封闭端部里面中央也设有一个轴承座，所述轴承II便容置定位于该轴承座内。采用上述方式可以将轴承I和轴承II更稳定地固定在外壳内。上述定子总成的外壳设置有可供电机竖式或卧式固定的安装脚孔。
所述的驱动控制器内设置有电子元件和线路板组成的自动换向、无级调速制动电路，正面设有三个多芯插座，分别与电源、调速开关和电机绕组的三个多孔插头相对应。
与现有技术相比，本发明的优点在于：由于该电机转子采用高强度的永磁体材料，无须对转子厉磁，因而也就省却了电刷和换向片，为一种无刷交流电机，实现了将无刷技术向高电压场合的应用，因此该电动机就不需另外设置换向器，故也就不会有传统的电机在换向时产生的火花。还由于采用了无刷电机的变频调速原理，实现制动和无级调速，这样随着负载的加大，该电机在额定功率范围内都能保持较硬的转矩；同时因采用了永磁式转子总成，定子绕组系数高，设计紧密，故电机的效率相对提高；由于采用电子调速、制动，因此不但可以省却机械制动机构，也降低了噪声和机械能耗，因而使整个电机的体积减小，重量减轻，结构简化。
附图说明
图1是本发明实施例的结构拆分图；
图2是本发明实施例的结构剖视图；
图3是本发明实施例的驱动控制器和电机主体的电连接关系示意图；
图中各部名称及标记：1.外壳2.机座与安装脚孔、3.绕组、4.轴承I、5.转子、6.转轴、7.轴承II、8.波形垫片、9.端盖、10.风叶、11.风罩、12.驱动控制器、13.调速开关、14.多芯插座(A、B、C)、15.多孔插头(a、b、c)、16.轴承座I、17.轴承座II。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例：本实施例是一种用于工业缝纫机的电动机，如图1～图3所示。它由外壳1、机座与安装脚孔2和在外壳1内部嵌设的绕组3构成定子总成；在外壳1的一个端面用螺钉固定有一端盖9，当然也可以采用其它方式将端盖9固定在定子总成的外壳1的端面上，如用螺栓、螺杆连接方式或者焊接方式。所述的端盖9里面具有一个轴承座16；定子总成内具有一个可相对定子总成轴向转动的永磁式转子总成。所述转子总成的转子5本体是用高强度永磁材料制成，中心设有转轴6，转轴6的一端轴上具有一个凸肩，轴承I通过该凸肩固定在这段轴上，并容置定位于端盖9里面的轴承座16内；在轴承I与端盖9里面之间还设置有一波形垫片8，作用是调节端盖9与轴承I之间的间隙；转轴6的一端穿过上述端盖9并伸出端盖9外面，在这一段轴上固定有一个风叶10，风叶10的外部设有一个与端盖9通过螺钉相固定的风罩11；永磁式转子总成的转轴6的输出端一段轴上也具有一个凸肩，轴承II通过该凸肩固定在这段转轴6上并容置定位于外壳1封闭端面的轴承座17内。
使用该电动机时，只需将该交流无刷电动机的定子总成外壳1的侧面引出的与绕组3相连接的导线分成两束分别组装成多孔插头15中的a(5孔)和c(7孔)，对应插入多芯插座14中的A(5芯)和C(7芯)电连接；从多孔插头a反向再引出两根导线连接成一个单相电源插头，将其插入220V交流电插座上。附带的调速开关13上也有一束导线引出并组装成一个多孔插头b(6孔)，插入驱动控制器12上的另一个多芯插座B(6芯)电连接，从而形成整个驱动电路和控制电路，通过调节调速开关13上的电位器，达到无级调速和制动的目的。

Claims (6)

1.一种永磁交流无刷电动机，由电动机主体和驱动与调速制动装置两部分组成，所述的电动机主体包括有定子总成、转子总成、轴承I(4)、轴承II(7)、端盖(9)、风叶(9)和风罩(10)，其特征在于：电动机主体的一端固定有端盖(9)，在定子总成的内部设有可相对其轴向转动的永磁式转子总成，包括永磁式转子(5)本体和中心的转轴(6)，转轴(6)穿过轴承I(4)而设在端盖(9)上，转轴(6)伸出端盖(9)外的一段上固定有一风叶(10)，在风叶(10)的外部设有一个与端盖(9)相固定的风罩(11)；所述驱动与调速制动装置由驱动控制器(12)、调速开关(13)组成，它们通过导线连接成多孔插头(15)和多芯插座(14)，与电机的定子绕组(3)、电源和调速开关(13)形成电连接。
2.根据权利要求1所述的永磁交流无刷电动机，其特征在于所述的定子总成包括外壳(1)、机座与安装脚孔(2)和在外壳(1)内所设置的至少一对以上的绕组(3)，绕组(3)的导线从一侧引出通过连接导线与驱动控制器(12)、电源相连接。
3.根据权利要求1所述的永磁交流无刷电动机，其特征在于所述的转子总成包括由高强度永磁体制成的转子(5)本体和转轴(6)，转轴(6)的两端分别设有凸肩，轴承I(4)和轴承II(7)分别套在两个凸肩上。
4、根据权利要求1或2所述的永磁交流无刷电动机，其特征在于所述的定子总成外壳(1)下部设置有可供电机竖式或卧式固定用的机座与安装脚孔(2)。
5、根据权利要求1所述的永磁交流无刷电动机，其特征在于所述的端盖(9)里面设有一个轴承座(16)，所述定子总成的封闭端也设有一个轴承座(17)，所述的轴承I(4)和轴承II(7)就分别容置定位于这两个轴承座内。
6、根据权利要求1所述的永磁交流无刷电动机，其特征在于所述的驱动控制器(12)为一盒体，内设电子元件和线路板，在一侧设有A(五芯)、B(六芯)、C(七芯)三个多芯插座(14)，分别可对应插入a(五孔)、b(六孔)、c(七孔)三个多孔插头(15)，它们分别与电源、调速开关(13)、电机绕组(3)相连接。
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