CN203872020U - 一种微型12极定子铁芯无刷直流电机 - Google Patents
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Abstract
一种微型12极定子铁芯无刷直流电机，属于马达部件设计技术领域，包括机壳、定子组件、转子组件、前端盖组件和后端盖组件；所述定子组件包括定子铁芯、PCB板、线圈和线圈引出线U、V、W，所述定子铁芯包括包括环形铁芯本体、12个定子齿和12个磁极，每2个定子齿之间为定子铁芯槽；所述定子铁芯的两端面和12个定子齿表面均为复合层结构，由其中心向表面依次为铁芯本体层和涂敷层，所述铁芯本体层为DW310-35硅钢片层，所述涂敷层为3M-5555环氧树脂层，所述3M-5555环氧树脂层的厚度为0.25-0.3mm；所述线圈绕设在定子齿上，所述线圈圈数为7-120圈，线圈内芯线径为0.42-0.6mm；本实用新型的有益效果是：降低人工成本，提高生产效率，降低电机成本，有效的提高铁芯的磁通密度，功率大，应用范围广。
Description
技术领域
本实用新型为一种微型直流电机，特别涉及一种微型12极定子铁芯无刷直流电机，属于马达部件设计技术领域。
背景技术
常规微型空心杯电机定子组件如图5-1至图6-2所示，由机壳、固定环和线圈组成，所述固定环设置在机壳内，所述线圈设置在固定环内，线圈与固定环之间设置有绝缘片，机壳内、线圈和固定环后方设置有带有中心孔的环形PVB板，线圈的引出线U、V、W通过环形PVB板的中心孔引出。上述常规微型空心杯电机定子组件采用的是无定子铁芯绕线方式，由于受到接和工艺的限制，多数是通过手工操作来制作定子，而且工艺非常繁琐，需要经过特殊的绕线、排线、整形、剪线、热压等多道工序才能完成一个线圈，最后用专业工装将线圈元件固定在定子内部，人工成本高，设备成本高。加工后的线圈内径尺寸，圆度，同心度等都无法做到非常的精确，为了避免电机在使用过程中不出现失效，所以转子磁环外径与线圈内径的气隙会比常规无刷电机大很多，磁通密度浪费大，扭力低，功率低，从而需要更多永磁材料才能够产生所需要的磁通密度。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述空心杯电机的现有技术中，定子制作工艺繁琐、人工成本高、生产效率低、磁通密度低和功率小的缺陷，提供了一种12极定子铁芯无刷直流电机，可以达到制作工艺简化、人工成本降低、生产效率提高、磁通密度增加和功率大的目的。
为了实现上述目的本实用新型采取的技术方案是：一种微型12极定子铁芯无刷直流电机，包括机壳、定子组件、转子组件、前端盖组件和后端盖组件；所述机壳呈圆筒形、横向设置；所述定子组件包括定子铁芯、PCB板、线圈和线圈引出线U、V、W；所述定子铁芯固定设置在机壳内，定子铁芯为一体结构；所述PCB板呈环形、带有中心孔、垂直设置在机壳后部，PCB板周边与机壳内壁紧配合；所述线圈引出线U、V、W分别通过PCB板中心孔向后方向引出；所述转子组件设置在定子组件内，所述前端盖组件设置在转子组件前方向，所述后端盖组件设置在转子组件后方向；
所述定子铁芯包括环形铁芯本体、12个定子齿和12个磁极，定子齿的靠内方向、内端部即为磁极；每2个定子齿之间为定子铁芯槽、共有12个定子铁芯槽，所述12个定子齿、12个磁极和12个定子铁芯槽在定子铁芯本体的内侧部均匀设置；所述12个磁极围成圆形的定子内孔；
所述定子铁芯的两端面和12个定子齿表面均为复合层结构，由其中心向表面依次为铁芯本体层和涂敷层，所述涂敷层的厚度为0.15-0.35mm；
所述线圈绕设在定子齿上，所述线圈圈数为7-120圈。
所述定子齿为直齿，便于绕线；所述12个定子铁芯槽依次为铁芯槽a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l。
所述线圈绕设在定子齿上的缠绕路线为：
引出线U的分线U1经定子铁芯槽a右侧、定子铁芯槽b左侧、定子铁芯槽d右侧、定子铁芯槽e左侧、定子铁芯槽g右侧、定子铁芯槽h左侧、定子铁芯槽j右侧、定子铁芯槽k左侧至引出线V的分线V1；
引出线V的分线V2经定子铁芯槽b右侧、定子铁芯槽c左侧、定子铁芯槽e右侧、定子铁芯槽f左侧、定子铁芯槽h右侧、定子铁芯槽i左侧、定子铁芯槽k右侧、定子铁芯槽l左侧至引出线W的分线W1；
引出线W的分线W2经定子铁芯槽c右侧、定子铁芯槽d左侧、定子铁芯槽f右侧、定子铁芯槽g左侧、定子铁芯槽i右侧、定子铁芯槽j左侧、定子铁芯槽l右侧、定子铁芯槽a左侧至引出线U的分线U2。
所述铁芯本体层为DW310-35硅钢片层，所述涂敷层为3M-5555环氧树脂层，所述3M-5555环氧树脂层的厚度为0.25-0.3mm。
所述线圈圈数为98圈。
线圈内芯线径为0.42-0.6mm。
线圈内芯线径为0.52mm。
所述转子组件包括转动轴、转子铁芯和磁环，所述转动轴设置在定子组件中心位置，转动轴的配合连接部向前方向伸出；所述转子铁芯套接在转动轴中部、与转动轴紧配合，所述磁环套接在转子铁芯外围、与转子铁芯紧配合；磁环在定子内孔内，磁环外围与定子内孔为间隙配合。
所述前端盖组件包括前绝缘套管、前垫片、前铜套、前滚动轴承和前端盖，所述前绝缘套管、前垫片、前铜套和前滚动轴承从后向前依次套接在转动轴前部，所述前端盖固定设置在机壳前端、与机壳前端密封连接。
所述后端盖组件包括后绝缘套管、后垫片、后铜套、后滚动轴承和后端盖，所述后绝缘套管、后垫片、后铜套从前向后依次套接在转动轴后部，所述后端盖固定设置在机壳后端、与机壳后端密封连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)改善空心杯电机绕线制造难度大的问题，从而更大程度上降低人工成本，也大大提高了产品的生产效率，使得产品能够批量的安排到生产线上；产品成本大概在空心杯电机的1/3到1/4之间，给客户创造了极佳的利润空间，给此电机创建了一个相当大的销售市场；
(2)减小气隙，合理设计磁钢，能够有效的提高铁芯的磁通密度，提高产品质量；
(3)以3M-5555环氧树脂层作为涂敷层，在定子铁芯的两端面和12个定子齿表面形成复合层结构，起到绝缘作用，操作方便，绝缘效果好。
(4)功率大，应用范围广，此电机可以设计成整体式，替代现有空心杯电机；也可以做成分体式，用于电动工具中。
附图说明
图1-1：12极定子铁芯端面图；
图1-2：图1-1A部放大图；
图2-1：本实用新型定子铁芯绕线后主视图；
图2-2：本实用新型定子铁芯绕线后左视图；
图3：本实用新型绕线图；
图4-1：本实用新型主视结构图；
图4-2：本实用新型右视图；
图5-1是：常规微型空心杯电机定子绕线主视剖视图；
图5-2是：常规微型空心杯电机定子绕线左视图；
图6-1是：常规微型空心杯电机定子组件主视剖视图；
图6-2是：常规微型空心杯电机定子组件右视图。
附图标记说明：机壳1、定子铁芯2、环形铁芯本体201、磁极202、硅钢片层203、环氧树脂层204、定子齿205、定子内孔206、PCB板3、线圈4、引出线U5、分线U1 501、分线U2 502、引出线V6、分线V1 601、分线V2 602、引出线W7、分线W1 701、分线W2 702、定子铁芯槽8、定子铁芯槽a 801、定子铁芯槽b802、定子铁芯槽c 803、定子铁芯槽d804、定子铁芯槽e 805、定子铁芯槽f 806、定子铁芯槽g 807、定子铁芯槽h 808、定子铁芯槽i 809、定子铁芯槽j 810、定子铁芯槽k 811、定子铁芯槽l 812、转动轴9、转子铁芯10、磁环11、前绝缘套管12、前垫片13、前铜套14、前滚动轴承15、前端盖16、后绝缘套管17、后垫片18、后铜套19、后滚动轴承20、后端盖21。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。
如图1-1至图4-2所示，一种微型12极定子铁芯无刷直流电机，包括机壳1、定子组件、转子组件、前端盖组件和后端盖组件；所述机壳1呈圆筒形、横向设置；所述定子组件包括定子铁芯2、PCB板3、线圈4和线圈引出线U5、线圈引出线V6、线圈引出线W7；所述定子铁芯2固定设置在机壳1内，定子铁芯2为一体结构；所述PCB板3呈环形、带有中心孔、垂直设置在机壳1后部，PCB板3周边与机壳1内壁紧配合；所述线圈引出线U5、V6、W7分别通过PCB板3中心孔向后方向引出；所述转子组件设置在定子组件内，所述前端盖组件设置在转子组件前方向，所述后端盖组件设置在转子组件后方向；
所述定子铁芯2包括环形铁芯本体201、12个定子齿205和12个磁极202，定子齿205的靠内方向、内端部即为磁极202；每2个定子齿205之间为定子铁芯槽8、共有12个定子铁芯槽8，所述12个定子齿205、12个磁极202和12个定子铁芯槽8在定子铁芯本体201的内侧部均匀设置；所述12个磁极202围成圆形的定子内孔206；
所述定子铁芯2的两端面和12个定子齿205表面均为复合层结构，由其中心向表面依次为DW310-35硅钢片层203和3M-5555环氧树脂层204。所述3M-5555环氧树脂层204的厚度为0.25-0.3mm，所述线圈4的圈数为98圈；线圈内芯线径为0.52mm。
所述定子齿为直齿，便于绕线；所述定子铁芯2的12个磁极202之间形成定子铁芯槽8包括定子铁芯槽a 801、定子铁芯槽b 802、定子铁芯槽c 803、定子铁芯槽d 804、定子铁芯槽e 805、定子铁芯槽f 806、定子铁芯槽g 807、定子铁芯槽h 808、定子铁芯槽i809、定子铁芯槽j 810、定子铁芯槽k 811、定子铁芯槽l 812。
线圈绕设在定子齿上的缠绕路线为：
引出线U5的分线U1 501经定子铁芯槽a 801 右侧、定子铁芯槽b 802左侧、定子铁芯槽d 804右侧、定子铁芯槽e 805左侧、定子铁芯槽g 807右侧、定子铁芯槽h 808左侧、定子铁芯槽j 810右侧、定子铁芯槽k 811左侧至引出线V 6的分线V1 601；
引出线V 6的分线V2 602经定子铁芯槽b 802右侧、定子铁芯槽c 803左侧、定子铁芯槽e 805右侧、定子铁芯槽f 806左侧、定子铁芯槽h808 右侧、定子铁芯槽i 809左侧、定子铁芯槽k 811右侧、定子铁芯槽l 812左侧至引出线W 7的分线W1 701；
引出线W 7的分线W2 702经定子铁芯槽c 803右侧、定子铁芯槽d 804左侧、定子铁芯槽f 806右侧、定子铁芯槽g 807左侧、定子铁芯槽i 809右侧、定子铁芯槽j 810左侧、定子铁芯槽l 812右侧、定子铁芯槽a 801左侧至引出线U 5的分线U2 502。
所述转子组件设置在定子组件内，转子组件包括转动轴9、转子铁芯10和磁环11，所述转动轴9设置在定子组件中心位置，转动轴9的配合连接部向前方向伸出；所述转子铁芯10套接在转动轴9中部、与转动轴9紧配合，所述磁环11套接在转子铁芯10外围、与转子铁芯10紧配合；磁环11在定子内孔206内，磁环11外围与定子内孔206为间隙配合。
所述前端盖组件包括前绝缘套管12、前垫片13、前铜套14、前滚动轴承15和前端盖16，所述前绝缘套管12、前垫片13、前铜套14和前滚动轴承15从后向前依次套接在转动轴9前部、转子组件前方向，所述前端盖16固定设置在机壳1前端、与机壳1前端密封连接。
所述后端盖组件包括后绝缘套管17、后垫片18、后铜套19、后滚动轴承20和后端盖21，所述后绝缘套管17、后垫片18、后铜套19从前向后依次套接在转动轴9后部、转子组件后方向，所述后端盖21固定设置在机壳1后端、与机壳1后端密封连接。
操作过程；采用自动绕线机进行绕线，先按照图3中所示绕线图编制好程序，将涂敷好的定子铁芯2按放到自动绕线机(图中未显示)基座内，启动自动绕线机自动绕线，绕线过程中，把引出线U5、引出线V6、引出线W7所有线头引出焊接在PCB板3上，测试定子绕组电阻，绝缘电阻和耐压，接着定子铁芯滴漆处理，将滴好漆的定子铁芯2装配到机壳1里面，先将前轴承装配到前端盖16，然后将前端盖组件装配到机壳1内后铆接，接着将转子组件装配到定子内孔206中，然后装配后端盖组件，并铆接后、用无刷控制器(图中未显示)测试电机性能。
以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种微型12极定子铁芯无刷直流电机，包括机壳、定子组件、转子组件、前端盖组件和后端盖组件；所述机壳呈圆筒形、横向设置；所述定子组件包括定子铁芯、PCB板、线圈和线圈引出线U、V、W；所述定子铁芯固定设置在机壳内，定子铁芯为一体结构；所述PCB板呈环形、带有中心孔、垂直设置在机壳后部，PCB板周边与机壳内壁紧配合；所述线圈引出线U、V、W分别通过PCB板中心孔向后方向引出；所述转子组件设置在定子组件内，所述前端盖组件设置在转子组件前方向，所述后端盖组件设置在转子组件后方向；其特征在于：
所述定子铁芯包括环形铁芯本体、12个定子齿和12个磁极，定子齿的靠内方向、内端部即为磁极；每2个定子齿之间为定子铁芯槽、共有12个定子铁芯槽，所述12个定子齿、12个磁极和12个定子铁芯槽在定子铁芯本体的内侧部均匀设置；所述12个磁极围成圆形的定子内孔；
所述定子铁芯的两端面和12个定子齿表面均为复合层结构，由其中心向表面依次为铁芯本体层和涂敷层，所述涂敷层的厚度为0.15-0.35mm；
所述线圈绕设在定子齿上，所述线圈圈数为7-120圈。
2.根据权利要求1所述的一种微型12极定子铁芯无刷直流电机，其特征在于：所述定子齿为直齿；所述12个定子铁芯槽依次为铁芯槽a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l。
3.根据权利要求l或2所述的一种微型12极定子铁芯无刷直流电机，其特征在于：所述线圈绕设在定子齿上的缠绕路线为：
引出线U的分线U1经定子铁芯槽a右侧、定子铁芯槽b左侧、定子铁芯槽d右侧、定子铁芯槽e左侧、定子铁芯槽g右侧、定子铁芯槽h左侧、定子铁芯槽j右侧、定子铁芯槽k左侧至引出线V的分线V1；
引出线V的分线V2经定子铁芯槽b右侧、定子铁芯槽c左侧、定子铁芯槽e右侧、定子铁芯槽f左侧、定子铁芯槽h右侧、定子铁芯槽i左侧、定子铁芯槽k右侧、定子铁芯槽l左侧至引出线W的分线W1；
引出线W的分线W2经定子铁芯槽c右侧、定子铁芯槽d左侧、定子铁芯槽f右侧、定子铁芯槽g左侧、定子铁芯槽i右侧、定子铁芯槽j左侧、定子铁芯槽l右侧、定子铁芯槽a左侧至引出线U的分线U2。
4.根据权利要求1所述的一种微型12极定子铁芯无刷直流电机，其特征在于：所述铁芯本体层为DW310-35硅钢片层，所述涂敷层为3M-5555环氧树脂层，所述3M-5555环氧树脂层的厚度为0.25-0.3mm。
5.根据权利要求1所述的一种微型12极定子铁芯无刷直流电机，其特征在于：所述线圈圈数为98圈。
6.根据权利要求1所述的一种微型12极定子铁芯无刷直流电机，其特征在于：线圈内芯线径为0.42-0.6mm。
7.根据权利要求6所述的一种微型12极定子铁芯无刷直流电机，其特征在于：线圈内芯线径为0.52mm。
8.根据权利要求1所述的一种微型12极定子铁芯无刷直流电机，其特征在于：所述转子组件包括转动轴、转子铁芯和磁环，所述转动轴设置在定子组件中心位置，转动轴的配合连接部向前方向伸出；所述转子铁芯套接在转动轴中部、与转动轴紧配合，所述磁环套接在转子铁芯外围、与转子铁芯紧配合；磁环在定子内孔内，磁环外围与定子内孔为间隙配合。
9.根据权利要求1所述的一种微型12极定子铁芯无刷直流电机，其特征在于：所述前端盖组件包括前绝缘套管、前垫片、前铜套、前滚动轴承和前端盖，所述前绝缘套管、前垫片、前铜套和前滚动轴承从后向前依次套接在转动轴前部，所述前端盖固定设置在机壳前端、与机壳前端密封连接。
10.根据权利要求1所述的一种微型12极定子铁芯无刷直流电机，其特征在于：所述后端盖组件包括后绝缘套管、后垫片、后铜套、后滚动轴承和后端盖，所述后绝缘套管、后垫片、后铜套从前向后依次套接在转动轴后部，所述后端盖固定设置在机壳后端、与机壳后端密封连接。
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