CN204068633U - 无刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电机技术领域，提供了一种无刷电机，旨在解决如何在保持电机尺寸的基础上降低齿槽转矩的技术问题。无刷电机，包括转子以及设置于转子外的定子，定子包括外壳、设置于外壳内的定子铁芯、绕设于定子铁芯上的铁芯绕组以及安装于外壳之开口端的端盖；转子包括转动连接于定子上的转轴、固定安装于转轴上的转子铁芯以及多个固定安装于转子铁芯外圆周上并围绕于定子铁芯内侧的永久磁极；各永久磁极与定子铁芯之间形成径向气隙，径向气隙沿转子的圆周方向的厚度为不均匀设置。利用该不均匀的径向气隙改善气隙磁密分布，从而降低铁损、降低齿槽转矩和转矩脉动，以达到降低无刷电机的振动和噪声之目的。

Description

无刷电机

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，尤其涉及一种无刷电机。

背景技术

目前用于驱动汽车节气门电机主要有永磁直流电机和步进电机。步进电机控制精度不高，永磁直流电机容易产生电火花和炭灰，使用寿命有限，需要定期更换。无刷电机具有较好的可控性，宽调速范围，没有电刷和换向器火花，磨损问题，具有较高的可靠性，工作寿命长，无需经常维护。但由于无刷电机具有永久磁铁，导致无刷电机内存在齿槽转矩，然而，较大的齿槽转矩容易引起速度波动，电机的振动和噪音，特别是在轻负载和低转速下更加明显。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无刷电机，旨在解决如何在保持电机尺寸的基础上降低齿槽转矩的技术问题。

本实用新型是这样实现的，一种无刷电机，包括转子以及设置于所述转子外的定子，所述定子包括外壳、设置于所述外壳内的定子铁芯、绕设于所述定子铁芯上的铁芯绕组以及安装于所述外壳之开口端的端盖；所述转子包括转动连接于所述定子上的转轴、固定安装于所述转轴上的转子铁芯以及多个固定安装于所述转子铁芯外圆周上并围绕于所述定子铁芯内侧的永久磁极；各所述永久磁极与所述定子铁芯之间形成径向气隙，所述径向气隙沿所述转子的圆周方向的厚度为不均匀设置。

进一步地，各所述永久磁极由永久磁铁而形成，且沿所述转子的周向相邻两所述永久磁极之间形成有间隙。

进一步地，各所述永久磁极包括中间部分以及位于所述中间部分两侧的侧部，沿所述转子的径向，各所述永久磁极中间部分的厚度大于两边部分的厚度，所述径向气隙对应于各所述永久磁极的中间部分的厚度小于相应所述永久磁极的两边部分的厚度。

进一步地，各所述永久磁极具有朝向所述转子铁芯的内表面以及于所述内表面相对并朝向所述定子铁芯的外表面，各所述永久磁极的内表面为圆弧面，其外表面为曲面，且所述永久磁极沿所述转子径向的厚度从中间向两侧逐渐减小。

进一步地，所述定子铁芯包括环形的轭部以及从所述轭部向内伸出并绕设有所述铁芯绕组的齿部，所述齿部与所述轭部拼接。

进一步地，每一所述铁芯绕组对应绕设于一个所述齿部，并采用星形连接方式绕设于所述齿部。

本实用新型相对于现有技术的技术效果是：通过将所述永久磁极设置于所述定子铁芯的内侧，并与所述定子铁芯之间形成径向气隙，该径向气隙沿所述转子的圆周方向为非均匀设置，利用该不均匀的径向气隙改善气隙磁密分布，从而降低铁损、降低齿槽转矩和转矩脉动，以达到降低所述无刷电机的振动和噪声之目的。

附图说明

图1是本实用新型提供的无刷电机的立体图；

图2是图1中无刷电机的定子的立体结构图；

图3是图1中无刷电机的定子的截面图；

图4是图1中无刷电机的转子的立体结构图；

图5是图1中无刷电机的转子的截面图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

请参照图1至图5，本实用新型实施例提供的无刷电机包括转子10以及设置于所述转子10外的定子20，所述定子20包括外壳22、设置于所述外壳22内的定子铁芯24、绕设于所述定子铁芯24上的铁芯绕组26以及安装于所述外壳22之开口端的端盖28；所述转子10包括转动连接于所述定子20上的转轴12、固定安装于所述转轴12上的转子铁芯14以及多个固定安装于所述转子铁芯14外圆周上并围绕于所述定子铁芯24内侧的永久磁极16；各所述永久磁极16与所述定子铁芯24之间形成径向气隙(图未示)，所述径向气隙沿所述转子10的圆周方向的厚度为不均匀设置。

该实施例提供的无刷电机为内转子式电机，在该无刷电机通电时，所述永久磁极16与所述铁芯绕组26的电磁感应下转动。该无刷电机通过将所述永久磁极16设置于所述定子铁芯24的内侧，并与所述定子铁芯24之间形成径向气隙，该径向气隙沿所述转子10的圆周方向为非均匀设置，利用该不均匀的径向气隙改善气隙磁密分布，从而降低铁损、降低齿槽转矩和转矩脉动，以达到降低所述无刷电机的振动和噪声之目的。

在该实施例中，所述永久磁极16的数量为4块。

请参照图4和图5，进一步地，各所述永久磁极16由永久磁铁而形成，且沿所述转子10的周向相邻两所述永久磁极16之间形成有间隙160。相邻两所述永久磁极16之间形成一间隙160，该间隙160沿所述转子10的轴向延伸，且各间隙160平行于所述转轴12。通过设置所述间隙160以防止漏磁，并可以灌封固定所述永久磁极16防止所述永久磁极16脱落。

请参照图4和图5，进一步地，各所述永久磁极16包括中间部分162以及位于所述中间部分162两侧的侧部164，沿所述转子10的径向，各所述永久磁极16之中间部分162的厚度大于侧部164的厚度，所述径向气隙对应于各所述永久磁极16的中间部分162的厚度小于相应所述永久磁极16的侧部164的厚度。可以理解地，所述永久磁极16为多个局部环状结构，且该环状结构的内外半径沿其周向不相同，各所述永久磁极16的厚度为该环状结构的内外半径之差，具体为中间部分162厚度大于其侧部164的厚度。在所述定子铁芯24内径一定的情况下，各永久磁极16的侧部164和中间部分162与所述定子铁芯24之间的径向间隙160为相对于所述永久磁极16的侧部164的厚度大于相对于其中间部分162的厚度，由于沿整个定子铁芯24周向的径向间隙160不等，有利于改善该无刷电机的气隙磁密分布，从而降低齿槽转矩，并由此降低了该无刷电机的振动和噪声。

请参照图2至图5，进一步地，各所述永久磁极162具有朝向所述转子铁芯14的内表面166以及于所述内表面166相对并朝向所述定子铁芯24的外表面168，各所述永久磁极16的内表面166为圆弧面，其外表面168为曲面，且所述永久磁极16沿所述转子10径向的厚度从中间向两侧逐渐减小。可以理解地，各所述永久磁极16形成的环状结构的内环面为与所述转轴12同心的圆弧面，而其外环面为一曲面，且该曲面的曲面半径沿其中间部分162向两侧逐渐减小，使得各所述永久磁极16与所述定子铁芯24的径向间隙160沿各所述永久磁极16的周向为中间小、两边大，从而使得所述径向间隙160因所述永久磁极16而非均匀设置，以降低该无刷电机的齿槽转矩。

请参照图2和图3，进一步地，所述定子铁芯24包括环形的轭部240以及从所述轭部240向内伸出并绕设有所述铁芯绕组26的齿部242，所述齿部242与所述轭部240拼接。可以理解地，所述轭部240与所述齿部242对应设置且数量相等，所述齿部242和所述轭部240的数量均为为6个。所述轭部240设置于所述外壳22与所述齿部242之间，所述齿部242沿所述轭部240的周向等间距设置，且相邻两齿部242之间形成有容置所述铁芯绕组26的绕线槽244，缠绕于各所述齿部242的所述铁芯绕组26分布于相应的绕线槽244内。所述铁芯绕组26的与所述齿部242对应设置且其数量与所述齿部242的数量相等。通过将所述齿部242与所述轭部240拼接形成所述定子铁芯24，大大减小了槽口宽，从而降低了绕线难度。

请参照图2和图3，进一步地，每一所述铁芯绕组26对应绕设于一个所述齿部242，并采用星形连接方式绕设于所述齿部242。各所述铁芯绕组26为分数槽集中式绕组，降低了所述铁芯绕组26的绕线难道，并减小了齿槽转矩。

上述各实施例中的无刷电机为无位置传感器的无刷直流电机，该类型电机有较好的可控性，宽调速范围，没有电刷和换向器火花，磨损问题，具有较高的可靠性，工作寿命长，无需经常维护，因为没有位置传感器，该无刷电机可以在恶劣环境下工作，连接线少，电磁干扰小。

本实用新型各实施例提供的无刷电机尤其适用于需齿槽转矩小如汽车节气门的控制电机。

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 (6)

1.一种无刷电机，包括转子以及设置于所述转子外的定子，其特征在于：所述定子包括外壳、设置于所述外壳内的定子铁芯、绕设于所述定子铁芯上的铁芯绕组以及安装于所述外壳之开口端的端盖；所述转子包括转动连接于所述定子上的转轴、固定安装于所述转轴上的转子铁芯以及多个固定安装于所述转子铁芯外圆周上并围绕于所述定子铁芯内侧的永久磁极；各所述永久磁极与所述定子铁芯之间形成径向气隙，所述径向气隙沿所述转子的圆周方向的厚度为不均匀设置。

2.如权利要求1所述的无刷电机，其特征在于：各所述永久磁极由永久磁铁而形成，且沿所述转子的周向相邻两所述永久磁极之间形成有间隙。

3.如权利要求1所述的无刷电机，其特征在于：各所述永久磁极包括中间部分以及位于所述中间部分两侧的侧部，沿所述转子的径向，各所述永久磁极中间部分的厚度大于两边部分的厚度，所述径向气隙对应于各所述永久磁极的中间部分的厚度小于相应所述永久磁极的两边部分的厚度。

4.如权利要求1所述的无刷电机，其特征在于：各所述永久磁极具有朝向所述转子铁芯的内表面以及于所述内表面相对并朝向所述定子铁芯的外表面，各所述永久磁极的内表面为圆弧面，其外表面为曲面，且所述永久磁极沿所述转子径向的厚度从中间向两侧逐渐减小。

5.如权利要求1至4任意一项所述的无刷电机，其特征在于：所述定子铁芯包括环形的轭部以及从所述轭部向内伸出并绕设有所述铁芯绕组的齿部，所述齿部与所述轭部拼接。

6.如权利要求5所述的无刷电机，其特征在于：每一所述铁芯绕组对应绕设于一个所述齿部，并采用星形连接方式绕设于所述齿部。