CN203734392U - 一种空心杯有刷直流电动机的内定子组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种空心杯有刷直流电动机的内定子组件，其由内定子支架和两块被对称地放置在内定子支架的外表面上的永磁体组成。两块永磁体为几何尺寸相同的瓦片形永磁体，瓦片形永磁体的内外圆弧表面的半径不在同一个圆心上。在电动机的组装过程中，两块永磁体被同时充磁，一块在工作气隙内呈N极，另一块在工作气隙内呈S极。内定子支架由低炭钢模压成形，两块永磁体被对称地贴装在内定子支架的表面，内定子支架表面开设若干条凹槽，以便增加永磁体与内定子支架之间的粘结强度。本实用新型可以显著地提高电动机的性能、增加运行寿命和可靠性：同时，可以显著地降低产品成本，提高市场意竞争力。
Description
技术领域
本实用新型涉及空心杯有刷直流电动机，更具体地说，涉及一种空心杯有刷直流电动机的内定子组件，该内定子组件包括内定子支架和永磁体。
背景技术
目前，空心杯有刷直流电动机的结构中，其内定子组件包括内定子支架和永磁体。它的永磁体一般都被制作成圆环形，内定子支架的外表面都制作成圆柱形状，采用粘结剂把圆环形永磁体固定在内定子支架上。如申请号为97223506.X的实用新型专利，公开了一种双环磁极并联绕组稀土永磁直流电机，它的内定子支架具有圆柱状外圆表面，它的永磁体是圆环形状的；再如申请号为200510135265.3的发明专利，公开了一种空心杯永磁直流电动机的内定子组件，它的永磁体也是圆环形状的。
上述类似的结构具有如下缺陷：
1、采用圆环形永磁体时，工作气隙内的磁通密度比较低，电动机的功率密度比较低；
2、采用圆环形永磁体时，换向区域的宽度不容易控制，换向条件比较差，电动机运行时有火花和电磁干扰，并且将直接影响到电动机的工作寿命和可靠性；
3、内定子支架采用圆柱体结构，由于内定子支架的圆柱体表面光滑，不利于内定子支架与永磁体之间的粘结，电动机负载运行时，它们之间可能出现打滑，出现机械故障；
4、采用圆环形永磁体，造成永磁材料的无为浪费，增加了产品的成本。
实用新型内容
因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种空心杯有刷直流电动机的内定子组件。对现有技术中的永磁体的结构进行改进，提高其磁通密度进而提升整个内定子组件的性能，并对内定子支架的结构进行改进，防止内定子支架和永磁体打滑而造成结构不稳定现象的发生。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，一种空心杯有刷直流电动机的内定子组件，包括第一永磁体、第二永磁体和内定子支架；第一永磁体和第二永磁体的几何尺寸和形状相同，均为瓦片形状：即第一永磁体和第二永磁体正面为一矩形，第一永磁体和第二永磁体的侧面的截面包括曲度不同的内圆弧线和外圆弧线、平行且长度相等的第一直线和第二直线，内圆弧线和外圆弧线的两端分别通过第一直线和第二直线连接。
其中，内圆弧线和外圆弧线具有相同或不同的半径，并位于同一对称轴线上，且内圆弧线和外圆弧线的圆心不重叠（内圆弧线和外圆弧线不是同心圆）。也即瓦片形状的永磁体的内外圆弧曲面具有不一样的曲面半径。
进一步的，所述内定子支架由低炭钢模压成形，其外表面具有两个对称圆弧侧面（两个对称的外圆弧表面），该对称圆弧侧面与第一永磁体的内圆弧线的半径的相同，分别与第一永磁体和第二永磁体的内圆弧表面相配合。
作为一种优选的方案，所述内定子支架的两个对称圆弧侧面上设有若干凹槽，形成凹凸纹路，可容纳一定的粘结剂。在制作时，把一定牌号的粘结剂涂敷在内定子支架两侧的对称圆弧表面上和凹槽内，然后把两块永磁体贴装在内定子支架两侧对称的圆弧表面上。
本实用新型中，该内定子组件由内定子支架和两块被对称地放置在内定子支架的外表面上的永磁体组成。两块永磁体为几何尺寸相同的瓦片形永磁体，瓦片形永磁体的内外圆弧表面的半径不在同一个圆心上。与现有技术相比，该结构具有下列优点：
（1）瓦片形状的永磁体，可以合理控制换向区域宽度的大小，确保换向区城内的气隙磁通密度接近于零，从而改善了换向条件，减小了换向火花，减小无线电干扰，提高了EMC性能，增加了电动机的工作寿命；
（2）瓦片形状的永磁体，可以采用磁场热处理来提高永磁体的磁性能，从而可以提高工作气隙内的磁通密度，提高电动机的功率密度，缩小电动机的体积，减轻电动机的重量；
（3）瓦片形状的永磁体有利于永磁体的充磁，确保永磁体达到饱和状态；
（4）内定子支架的两个对称圆弧侧面上设有若干凹槽，形成凹凸纹路，增加了永磁体与内定子支架之间的粘结牢固度，提高了结构的稳定性和可靠性。
（5）瓦片形状的永磁体显著地节省了永磁材料，可以降低电动机的成本约50％，从而提高了产品的市场竞争力。
附图说明
图1为本实用新型的实施例的空心杯有刷直流电动机的主视图；
图2为本实用新型的实施例的空心杯有刷直流电动机的俯视图；
图3为本实用新型的永磁体的主视图；
图4为本实用新型的永磁体的侧视图；
图5为本实用新型的永磁体的立体示意图一；
图6为本实用新型的永磁体的立体示意图二；
图7为本实用新型的永磁体的加工参考图；
图8为本实用新型的永磁体的充磁装配示意图；
图9为本实用新型的内定子支架的主视图；
图10为本实用新型的内定子支架的俯视图；
图11为本实用新型的内定子支架的仰视图；
图12为本实用新型的内定子支架的主视图二；
图13为本实用新型的内定子支架的立体示意图；
图14为本实用新型的内定子支架和永磁体形成的内定子组件的主视图；
图15为本实用新型的内定子支架和永磁体形成的内定子组件的立体示意图；
图16为本实用新型的内定子支架和永磁体形成的内定子组件的俯视图；
图17为本实用新型的内定子支架和永磁体形成的内定子组件的仰视图；
图18为本实用新型的永磁体的展开示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
本实用新型主要是解决现有的永磁体采用的是环形永磁体不易加工、加工成本高、浪费材料等问题，以及电机的换向火花大、噪音大和寿命短等问题。
参见图1和图2，本实用新型的一种空心杯有刷直流电动机，包括转轴1、轴承2（两个）、内定子支架3、机壳4、第一永磁体51和第二永磁体52、线杯6、换向器7、后端盖8和电刷9（两个）。它们之间的装配关系描述如下：转轴1、换向器7和线杯6组合成转子部件，线杯6的内外径、换向器7的外径和转轴1的外径必须保持同心；采用一定牌号的粘结剂，把第一永磁体51和第二永磁体52对称地贴装在内定子支架3的两侧表面上组装成内定子组件。第一永磁体51和第二永磁体52的外圆弧表面、内定子支架内的两个轴承室的内孔和内定子支架与机壳4相配合的止口的外圆必须保持同心；然后，把两个轴承2压入内定子支架内的两个轴承室内；把两个电刷9与后端盖8组装成后端盖-电刷部件；最后，把转子部件、内定子部件、后端盖-电刷部件和机壳4总装成一台空心杯有刷直流电动机。总装配时，应使两个电刷9的中心线与内定子组件上的两块瓦片形永磁体的中心线保持一致。总装完毕后，对电动机进行充磁。本实用新型采用两块几何形尺寸和形状一样的瓦片形永磁体代替圆环形永磁体。在电动机的组装过程中，两块永磁体被同时充磁，一块在工作气隙内呈N极，另一块在工作气隙内呈S极。内定子支架由低炭钢模压成形，两块永磁体被对称地贴装在内定子支架的表面，内定子支架表面开设若干条凹槽，以便增加永磁体与内定子支架之间的粘结强度。
其中，由内定子支架3、永磁体5（包括形状相同的第一永磁体51和第二永磁体52）组成内定子组件。
该内定子组件中，参见图3-图8，永磁体5为瓦片形状：其正面为一矩形（如图3所示），其侧面的截面（如图4所示）包括曲度不同的内圆弧线501和外圆弧线502、平行且长度相等的第一直线503和第二直线504，内圆弧线501和外圆弧线502的两端分别通过第一直线503和第二直线504连接。参见图5和图6，该永磁体形似瓦片。同时，内圆弧线501和外圆弧线502具有相同或不同的半径，并位于同一对称轴线上，且内圆弧线501和外圆弧线502的圆心不重叠。图7为永磁体的加工参考图，图8为永磁体的充磁装配示意图。永磁体的制备材料一般包括铁氧体、烧结钕铁硼、烧结铝镍钴和钐钴。
参见图9-图13，内定子支架3形状与第一永磁体51、第二永磁体52相配合，以使第一永磁体51、第二永磁体52贴附于内定子支架3上。具体的，其外表面具有两个对称圆弧侧面，该对称圆弧侧面与第一永磁体的内圆弧线的半径的相同。为了解决内定子组件的稳定性，内定子支架3制作为椭圆形状，且与第一永磁体51、第二永磁体52相匹配，即该内定子支架的截面的外弧度与永磁体的内弧度相同，参见图11，内定子支架3具有与瓦片状的永磁体的内弧线（本实施例中内圆弧线501为内弧线）相同的弧度301，从而将永磁体粘附于内定子支架3上。同时，该内定子支架3的与第一永磁体51和第二永磁体52的接触面上设有若干凹槽，该凹槽形成凹凸纹路，从而加大内定子支架3与第一永磁体51、第二永磁体52的摩擦力，同时，该凹槽还可作为加胶槽，以使胶灌入该凹槽内，从而将内定子支架3和第一永磁体51、第二永磁体52路固定结合。
图14-图17为内定子支架3和永磁体5结合为内定子组件的示意图，内定子支架3的外表具有与永磁体的内弧线相同的弧度，外表看过去为椭圆状，第一永磁体51、第二永磁体52恰贴附于内定子支架3上。
本实用新型中，由一对永磁体和一内定子支架构成内定子组件，该一对永磁体加胶粘接在内定子支架上，由于内定子支架加工、注塑或铸铝成椭圆结构，再加上在内定子支架上加工了纹路或加胶槽用于加胶固定，其结构更加的稳定，从而避免以往环形永磁体加胶不到位导致打滑。再加上在内定子支架的大盘以及周边加上加胶槽或纹路用于加胶、以及机壳固定其结构，避免了机壳与内定子支架粘接不牢固而脱落的可能。
通过将永磁体做成瓦片形状，相对于以前的环形永磁体的加工而言，不仅降低了永磁体的加工难度，降低了成本，同时还提高了永磁体充磁的饱和程度，使充磁工艺更加更加容易。同时，永磁体做成瓦片形状后，可以在不增加永磁体材料成本的基础上提高磁通密度，从而提高电机的整体性能。另外，其永磁体做成瓦片形状后，图18为永磁体展开示意图，根据表面磁通密度分布分析，比以往的环形永磁体具有更加可靠的性能，且其大大减少了换向火花大、噪音大的问题，同时增加了其使用寿命。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种空心杯有刷直流电动机的内定子组件，其特征在于：包括第一永磁体、第二永磁体和内定子支架；第一永磁体和第二永磁体对称的贴设于内定子支架的两侧表面上，进而组装成内定子组件；
第一永磁体和第二永磁体的几何尺寸和形状相同，均为瓦片形状：即第一永磁体和第二永磁体正面为一矩形，第一永磁体和第二永磁体的侧面的截面包括曲度不同的内圆弧线和外圆弧线、平行且长度相等的第一直线和第二直线，内圆弧线和外圆弧线的两端分别通过第一直线和第二直线连接。
2.根据权利要求1所述的内定子组件，其特征在于：内圆弧线和外圆弧线具有相同或不同的半径，并位于同一对称轴线上，且内圆弧线和外圆弧线的圆心不重叠。
3.根据权利要求1或2所述的内定子组件，其特征在于：所述内定子支架由低炭钢模压成形，其外表面具有两个对称圆弧侧面，该对称圆弧侧面与第一永磁体的内圆弧线的半径的相同。
4.根据权利要求3所述的内定子组件，其特征在于：所述内定子支架的两个对称圆弧侧面上设有若干凹槽，形成凹凸纹路。
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- 2014-01-09 CN CN201420012777.5U patent/CN203734392U/zh not_active Expired - Lifetime
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