一种整体式的永磁无刷直流电机转子
技术领域
本实用新型涉及一种电机,具体好是一种整体式的永磁无刷直流电机转子。
背景技术
传统技术中,永磁无刷直流电机一般把永磁体安置在转子上,即内转子结构。在转子上安装永磁体方式的常见结构有三种,如图1、2、3所示,图1为表面式转子磁路结构SPM,SPM转子则通过环氧树脂将瓦片形永磁体9粘接在转子铁芯8表面。图2为内置式转子磁路结构IPM,IPM转子则与SPM结构有所不同,其永磁体9被嵌入在转子铁芯8内部。图3为表面式环形转子磁路结构,即在转子铁芯8表面套一个整体的径向磁化多极磁环9。
图1为表面式转子磁路结构SPM的转子具有电枢电感小,齿槽效应转矩小的优点。由于电机旋转产生离心力,高速时存在离心力将永磁体甩出的隐患,故适于低速运转和小功率电动机。
图2为内置式转子磁路结构IPM的转子磁通集中形成高磁通密度,电枢电感大,齿槽效应转矩大。由于永磁体内置不易飞出,故适于高速运转和大容量电动机。
图3为表面式环形转子磁路结构采用整体多极磁环,转子制造工艺性好,电枢电感和齿槽效应转矩小,适于体积和功率较小的电动机。
为了实现在铁芯8或套环上安装永磁体9,以上的内转子结构都必需使用环氧树脂或者等同功效的胶水将两者之间的间隙进行填充固化。由于间隙存在,采用涂胶工艺粘接的整体与主轴的同心度较差,导致电磁噪音相对较大。由于间隙存在,树脂或胶水填充时的均匀度难以控制,永磁体位置移位,圆周质量分布不均,转子的动不平衡量和振动较大。此外生产制造上必需配置涂胶作业和人员,并且树脂或胶水需要时间完全固化后才能组装,生产效率低下,质量一致性和可靠性偏低,同时,有的厂家为了消除转子动平衡,不得不增加校准修正动平衡工序,增加了制造成本。因此急需对现有的永磁无刷直流电机转子的结构作进一步改善。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服已有技术存在的缺点,提供一种结构简单,使用方便,生产成本低,结构方法新颖,能有效提高产品质量及可靠性的一种整体式的永磁无刷直流电机转子。
本实用新型目的是用以下方式实现的:一种整体式的永磁无刷直流电机转子,其特征在于:其包括多极磁环及位于其中心位置的主轴,多极磁环与主轴间通过镶嵌注塑工艺成型有联结套,联结套由阻燃塑胶材质制作,将多极磁环与主轴成型为一体,所述主轴的柱面上设置有防滑装置。
所述的防滑装置为设置在主轴柱面上的滚花纹。
所述的防滑装置为设置在主轴柱面上的凹槽,凹槽为主轴本体材料通过铣削加工制作而成。
所述的多极磁环的内表面上设置有若干连接槽,相对应的在联结套表面设置有连接凸台填充该连接槽位置。
所述的联结套上还设置有避空区,避空区向内凹陷设置,相邻两避空区间通过加强筋隔离,在保证工艺性能及连接强度的同时,节省制造材料。
本实用新型的有益效果是:1、本实用新型具有结构简单、组装方便,生产成本低,市场竞争力强等优点。2、本实用新型无需使用环氧树脂或胶水来粘接永磁体,故无需使用涂胶工艺及相关机器设备。节省了生产制造的材料成本,人工成本和设备工装投资费用和场地空间。3、转子作为整体可以直接用于总装配,减少了生产工序,提高了生产效率。4、避免了涂胶工艺和胶水固化过程中可能存在的缺陷,提高了产品的质量一致性和产品可靠性。
附图说明
图1、2、3为现有技术中电子转子结构示意图。
图4为本实用新型中转子主轴结构示意图。
图5为本实用新型结构剖视图。
图6为本实用新型转子端部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作具体进一步的说明。一种整体式的永磁无刷直流电机转子,其特征在于:其包括多极磁环1及位于其中心位置的主轴2,多极磁环1与主轴2间通过镶嵌注塑工艺成型有联结套3,联结套3由阻燃塑胶材质制作,将多极磁环1与主轴2成型为一体,所述主轴2的柱面上设置有防滑装置。
所述的防滑装置为设置在主轴2柱面上的滚花纹4。
所述的防滑装置为设置在主轴2柱面上的凹槽5,凹槽5为主轴2本体材料通过铣削加工制作而成。
所述的多极磁环1的内表面上设置有若干连接槽6,相对应的在联结套3表面设置有连接凸台7填充该连接槽6位置。
所述的联结套3上还设置有避空区31,避空区31向内凹陷设置,相邻两避空区间通过加强筋32隔离,在保证工艺性能及连接强度的同时,节省制造材料。
工作原理:在生产时,分别将多极磁环及主轴定位安装在成型模具内,然后通过镶嵌注塑工艺,在主轴和多极磁环之间的区域注射成型高强度阻燃塑料作为结合体,从而形成联结套3将主轴和多极磁环结合,使转子成为一个整体部件。其中,为了使主轴与塑料的径向和轴向的结合强度增加,本案中在主轴上采用滚压工艺在主轴上得到滚花纹4,然后在滚花区域中间设置再铣削加工出一道凹槽5,用于塑料与主轴的结合。通过网纹滚花增加主轴表面的粗糙度和接触面,使主轴与塑料的径向和轴向的结合强度增加,通过低于轴表面的凹槽5使得主轴1与连接轴的塑料间形成交错咬合结构状态,进一步加强和有效保证了两者之间的结合强度。
进一步地:本案中,在多极磁环的内表面上设置有若干连接槽,相对应的在联结套表面设置有连接凸台填充该连接槽位置。连接槽与连接凸台的设置可用于塑料与多极磁环的结合。通过多极磁环内壁与连接轴本体塑料的无缝贴合,以及多节磁环两个端面与塑料的交错咬合的结构,使得连接轴本体的塑料与多极磁环间结合牢固可靠。
进一步地:本实用新型通过镶嵌注塑工艺,主轴和磁环的同心度通过专用模具来保证,产品一致性高,因此后期无需进行校准修正动平衡等工序,进一步简化工艺流程,降低生产成本。同时,使用高强度阻燃塑料作为联结套的材料,无需用到转子铁芯或铝质套环,没有铁芯涡流损耗,提高了无刷电机的效率。由于塑料的材质密度比金属材料低,故转子的转动惯量较小,电机的控制性能和响应特性较优。
进一步地:为了保证注塑成型的塑料套的强度和结构工艺性,在联结套3上还设置有避空区31,避空区31向内凹陷设置,相邻两避空区间通过加强筋32隔离,在保证工艺性能及连接强度的同时,节省制造材料。
综合上述,与传统技术相比,本实用新型将多极磁环与主轴通过镶嵌注塑工艺成型为一体,无需使用环氧树脂或胶水来粘接永磁体,故无需使用涂胶工艺及相关机器设备。节省了生产制造的材料成本,人工成本和设备工装投资费用和场地空间。转子作为整体可以直接用于总装配,减少了生产工序,提高了生产效率。避免了涂胶工艺和胶水固化过程中可能存在的缺陷,提高了产品的质量一致性和产品可靠性,故可广泛推广使用。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,如多极磁环与连接轴间的连接方式,连接轴的成型方式及生产材料等,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。