CN201781394U - 一种直流无刷电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及的一种直流无刷电机，包括一电机壳体、第一端盖、第二端盖、由转轴和转子形成为一整体的转子部分、由圆环铁芯及电枢绕组形成为一整体的定子部分、第一轴承和第二轴承、驱动控制模块；所述第一轴承嵌设于第一端盖上，转轴穿过该第一轴承和第一端盖；第二轴承嵌设于第二端盖上，该第二轴承套设于转轴上；所述驱动控制模块置于电机壳体内部并与电机壳体密封连接，驱动控制模块上的线圈三相线穿过第二端盖与电枢绕组连接。与现有技术相比减少了电机的用铁量和用铜量，消除了电机运行过程中的齿槽效应，从而降低了成本并减小了噪声，提高了电机运行的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机电一体化领域的电机产品，尤其涉及一种新型直流无刷电机。
背景技术
随着电子控制技术的飞速发展，直流无刷电机以其效率高、噪声低、寿命长、可靠性高等特点，在诸多领域得到越来越广泛的应用，并有替代有刷电机的趋势。但市面上的传统直流无刷电机，均存在出力小、力矩波动性大、成本高等特点。
如图1所示，传统直流无刷电机定子采用硅钢冲片结构，该冲片上有齿3和槽4，其中槽4用于放置电枢线圈，齿3与稀土永磁体磁瓦2构成磁回路。这就使得转子在旋转过程中，磁瓦的磁极频繁地在定子的齿3和槽4之间切换，形成较大的力矩波动，进而产生噪声。其转子部分使用成本高的稀土永磁体磁瓦2，采用粘接的方式与铁芯1固定在一起，外面还需套一个非磁性护套6，以防止转子高速旋转过程中因离心力而被甩开。该转子中稀土永磁体成本较高，且结构和工艺复杂，生产成本较高。定子与转子形成气隙很小的磁回路，在电机启动瞬间及过载较大的情况下，容易因硅钢片齿3的磁化，造成稀土永磁体磁瓦2的反充磁而退磁，使电机丧失基本性能。另外，功率在10W以上的直流无刷电机的还需要配备单独的驱动器，该驱动器成本甚至和电机本体相当，又在很大程度上增加了电机的使用成本。因此成本因素限制了传统直流无刷电机更为广泛的应用，其使用经济性很差。
实用新型内容
本实用新型解决的现有技术问题是传统直流无刷电机噪声大、成本高的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
本实用新型涉及的一种直流无刷电机，包括一电机壳体、第一端盖、第二端盖、由转轴和转子形成为一整体的转子部分、由圆环铁芯及电枢绕组形成为一整体的定子部分、第一轴承和第二轴承、驱动控制模块；所述第一轴承嵌设于第一端盖上，转轴穿过该第一轴承和第一端盖；第二轴承嵌设于第二端盖上，该第二轴承套设于转轴上；所述驱动控制模块置于电机壳体内部并与电机壳体密封连接，驱动控制模块上的线圈三相线穿过第二端盖与电枢绕组连接。
进一步地，转轴与转子是一体化连接。
进一步地，圆环铁芯与电枢绕组是一体化连接。
进一步地，电机壳体与第一端盖是一体化结构。
进一步地，直流无刷电机还包括一位于轴承和转子之间、起限位作用、保证轴承与转子之间的间隙的垫圈。
进一步地，驱动控制模块上包含CAN总线。
进一步地，流无刷电机还包括一用于密封驱动模块，防止灰尘进入的后盖，该后盖与第二端盖密封连接。
与现有技术相比本实用新型具有如下有益效果：本实用新型实施例提供的一种直流无刷电机的转子部分由转轴和转子形成为一整体，定子部分由圆环铁芯及电枢绕组形成为一整体，这样减少了电机的用铁量和用铜量，消除了电机运行过程中的齿槽效应，从而降低了成本并减小了噪声，提高了电机运行的效率。
附图说明
图1是现有技术的传统直流无刷电机横截面结构图；
图2是本实用新型第一实施例的直流无刷电机纵向剖面结构图；
图3是本实用新型第二实施例的直流无刷电机纵向剖面结构图；
图4是本实用新型图2和图3的A-A方向横截面结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图2是本实用新型实施例的直流无刷电机纵向剖面结构图；一种直流无刷电机，包括一起支撑和固定作用的电机壳体21、第一端盖12、第二端盖16、由转轴22和转子13形成为一整体的转子部分、由圆环铁芯15及电枢绕组14形成为一整体的定子部分、第一轴承11和第二轴承112、驱动控制模块19；所述第一轴承11嵌设于第一端盖12上，转轴22穿过该第一轴承11和第一端盖12；第二轴承112嵌设于第二端盖16上，该第二轴承112套设于转轴22上；所述驱动控制模块19置于电机壳体内部并与电机壳体密封连接，驱动控制模块上的线圈三相线100穿过第二端盖16与电枢绕组14连接。在转子部分高速旋转过程中，轴承22的钢珠摩擦生热，影响其寿命，使用优质轴承，可充分提高轴承寿命。
本实用新型实施例提供的一种直流无刷电机的转子部分由转轴和转子形成为一整体，定子部分由圆环铁芯及电枢绕组形成为一整体，这样减少了电机的用铁量和用铜量(电枢绕组线圈即是铜线)，消除了电机运行过程中的齿槽效应，从而降低了成本并减小了噪声，提高了电机运行的效率。
进一步地，转轴22与转子13通过镶嵌注塑形成一体化的转子部分；转轴用于支撑转子，并输出力矩，采用注塑工艺，将永磁材料粉末与粘接剂按一定比例混合后，使用镶嵌注塑的方式，将转轴22与永磁转子13结合成一个整体，减少整个电机的用铁量，降低了成本。用粘接剂与永磁铁氧体混合，采用带充磁功率的注塑模具注塑，在该注塑材料冷却成型的过程中，即形成需要的磁极分布及磁场强度。所形成的整体式转子结构，因在注塑过程中已经对永磁材料进行充磁，冷却固化后，表面沿圆周方向形成了稳定的呈正弦曲线分布的磁场，保证了电机运行过程的平稳性和连续性，大大降低了转矩波动，降低了噪声。
进一步地，圆环铁芯15与电枢绕组14通过注塑方式形成一体化的定子部分；按设计极性将漆包线绕制成圆桶状的电枢绕组14，放置在圆环铁芯15的内壁后，采用注塑的方式与平滑圆环铁芯15固定结合在一起，形成结合力强、磁场曲线稳定的定子结构，减少了电机的用铁量。该圆环铁芯15采用无齿槽的平滑圆环结构，消除了电机运行过程中因齿槽波动效应造成的力矩波动，减少了涡流损耗，使电机运行平稳，进一步提高电机效率，同时避免了电机启动时因电流过大可能对转子永磁体造成退磁的问题。
进一步地，在有些实施例中，电机壳体21与第一端盖12是一体化结构；在第一端盖12上预留出相应空洞可以让转轴22穿过，第一端盖12用以支撑转子及密封电机，主要起支撑定位作用。
进一步地，驱动控制模块16上包含CAN(Controller Area Network，控制器局域网)总线接口17；驱动模块内集成有CAN收发器和CAN控制器，CAN收发器接收CAN总线发来的指令并进行翻译，将翻译后的信号发送到CAN控制器，再由CAN控制器控制电机驱动器，以控制电机运转的各个参数。CAN收发器所接收来自CAN总线的指令包含电机运转方向、电机运转圈数、电机运转速度以及运转过程中加速和减速的方式等信息，还可通过命令发送预置过流参数，实现堵转保护，防止意外事故出现，同时保护电机及驱动模块。与外部系统的CAN总线接口17只需四路通道：两根信号线、一根电源线和一根地线，接线少，控制灵活，抗干扰能力强。因该驱动控制模块置于电机内部，因此不需要给电机单独配备驱动器。
图3是本实用新型第二实施例的直流无刷电机纵向剖面结构图；在该实施例中还包括一垫圈20，位于轴承和转子之间、起限位作用、保证轴承与转子之间的间隙。
进一步地，在一些实施例中，第二端盖16在嵌设第二轴承112处有一孔洞，此孔洞用于将转轴22穿出；第二端盖16在边缘处有阶梯，驱动控制模块16的边缘位于第二端盖16的阶梯上，这样可以固定的更加牢固。
直流无刷电机还包括一用于密封驱动模块，防止灰尘进入的后盖18，该后盖18一方面用于安装轴承，支撑转子，另一方面放置驱动模块；该后盖与第二端盖16密封连接。
图4是本实用新型图2和图3的A-A方向横截面结构图；图中21为电机壳体，转子部分是由转轴22和转子13采用镶嵌注塑工艺形成的一体化结构，定子部分是由圆环铁芯15及电枢绕组14采用注塑工艺形成的一体化结构；圆环铁芯15采用无齿槽的平滑圆环结构，消除了电机运行过程中因齿槽波动效应造成的力矩波动，减少了涡流损耗。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种直流无刷电机，其特征在于：包括
一电机壳体(21)、第一端盖(12)、第二端盖(16)、由转轴(22)和转子(13)形成为一整体的转子部分、由圆环铁芯(15)及电枢绕组(14)形成为一整体的定子部分、第一轴承(11)和第二轴承(112)、驱动控制模块(19)；
所述第一轴承(11)嵌设于第一端盖(12)上，转轴(22)穿过该第一轴承(11)和第一端盖(12)；第二轴承(112)嵌设于第二端盖(16)上，该第二轴承(112)套设于转轴(22)上；所述驱动控制模块(19)置于电机壳体(21)内部并与电机壳体(21)密封连接，驱动控制模块(19)上的线圈三相线(100)穿过第二端盖(16)与电枢绕组(14)连接。
2.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机，其特征在于：所述转轴(22)与转子(13)是一体化连接。
3.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机，其特征在于：所述圆环铁芯(15)与电枢绕组(14)是一体化连接。
4.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机，其特征在于：所述电机壳体(21)与第一端盖(12)是一体化结构。
5.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机，其特征在于：还包括一位于轴承(22)和转子(13)之间、起限位作用、保证轴承与转子之间的间隙的垫圈。
6.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机，其特征在于：所述驱动控制(19)模块上包含CAN总线。
7.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机，其特征在于：还包括一用于密封驱动模块，防止灰尘进入的后盖(18)，该后盖(18)与第二端盖(16)密封连接。
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|---|---|---|---|---|
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