CN208782703U - 一种无刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及动力工具领域，公开了一种无刷电机，包括：定子部件、以及与所述定子部件相对转动的转子部件，所述转子部件包括转轴、以及环绕并固定在所述转轴上的永磁体，所述定子部件包括筒状铁芯、以及固定在所述筒状铁芯上的电枢绕组，所述筒状铁芯环绕所述永磁体设置，所述筒状铁芯包括靠近所述永磁体的内壁面，所述内壁面到所述永磁体的距离为定值，且所述筒状铁芯的径向厚度均匀，所述电枢绕组设置在所述内壁面上。本实用新型提供的无刷电机，能够实现电机的微型化，并使得电机的输出转矩更加平稳。

Description

一种无刷电机

技术领域

本实用新型实施例涉及动力工具领域，特别涉及一种无刷电机。

背景技术

无刷电机具有良好的可控性、功率密度高、运行效率高、寿命长、对外干扰少、节能环保等特点，因而广泛应用于中小功率范围内的高性能运动控制领域，如工业机器人、数控机床、航空航天、高档家用电器等。现有技术中，无刷电机包括设有凹槽的铁芯、以及绕设在铁芯上并嵌入在铁芯槽内的电枢绕组。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：传统的无刷电机很难做到进一步小型化，且电机输出转矩波动大。

发明内容

本实用新型实施方式的目的在于提供一种无刷电机，有利于电机的微型化，并使得电机的输出转矩更加平稳。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种无刷电机，包括：定子部件、以及与所述定子部件相对转动的转子部件，所述转子部件包括转轴、以及环绕并固定在所述转轴上的永磁体，所述定子部件包括筒状铁芯、以及固定在所述筒状铁芯上的电枢绕组，所述筒状铁芯环绕所述永磁体设置，所述筒状铁芯包括靠近所述永磁体的内壁面，所述内壁面到所述永磁体的距离为定值，且所述筒状铁芯的径向厚度均匀，所述电枢绕组设置在所述内壁面上。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，通过直接将电枢绕组设置在筒状铁芯的内壁面上而无需将电枢绕组绕制在铁芯的凹槽中，有利于电动机的微型化；由于筒状铁芯的内壁面到所述永磁体的距离为定值，且所述筒状铁芯的径向厚度均匀，即筒状铁芯为无槽结构，避免了齿槽转矩效应，使得电机的输出转矩更加平稳，且振动和噪音更加小。

另外，所述无刷电机还包括收容所述定子部件和所述转子部件的机壳、环绕所述转轴并邻近所述转轴的一端设置的前端盖、以及与所述前端盖相对设置的后端盖，所述机壳与所述前端盖激光焊接固定，和/或所述机壳与所述后端盖激光焊接固定。如此设置，前端盖和/或后端盖与机壳的固定更加的牢固，使得所述无刷电机能够承受更大的轴径向冲击负载。

另外，所述定子部件还包括夹设于所述前端盖与所述筒状铁芯间的绝缘垫圈。如此设置，使得电枢绕组与前端盖之间绝缘。

另外，所述定子部件还包括固定在所述后端盖与所述筒状铁芯之间的电路板，所述电路板与所述电枢绕组电连接。

另外，所述定子部件还包括固定在所述筒状铁芯上的霍定板，所述电路板经由所述霍定板固定在所述筒状铁芯上。如此设置，不仅定位所述电路板，而且使所述筒状铁芯与所述电路板间绝缘。

另外，所述定子部件还包括硅胶垫，所述硅胶垫夹设于所述后端盖与所述电路板之间。如此设置，不仅使所述电路板与所述后端盖间绝缘，而且起到缓冲减振的作用。

另外，所述后端盖围设形成轴承室，所述轴承室内设置有轴承，所述转子部件还包括设置在所述轴承靠近所述永磁体一侧的定位环，所述定位环外径大于所述轴承内径，所述定位环环绕所述转轴并通过激光焊接技术固定在所述转轴上。如此设置，不仅起到限位的作用，而且使得电机能够承受更大的轴径向冲击负载。

另外，所述转子部件还包括保持所述转子部件动平衡的不导磁平衡环，所述永磁体包括垂直于转轴方向的端面，所述不导磁平衡环环绕固定在所述转轴上并与所述端面抵接。如此设置，能够保持转子部件动平衡，有利于电机的高速运转。

另外，所述永磁体与所述转轴胶接固定。如此设置，不需要额外增加辅助固定装置，有利于电机的微型化。

另外，所述永磁体为径向磁化圆环形稀土永磁体。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型第一实施方式提供的无刷电机的剖面示意图；

图2是本实用新型第二实施方式提供的无刷电机的剖面示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本实用新型而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本实用新型所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种无刷电机100，如图1所示，包括：定子部件1和转子部件2，定子部件1与所述定子部件1相对转动，所述转子部件2包括转轴21、以及环绕并固定在所述转轴21上的永磁体22，所述定子部件1包括筒状铁芯11、以及固定在所述筒状铁芯11上的电枢绕组12，所述筒状铁芯11环绕所述永磁体22设置，所述筒状铁芯11包括靠近所述永磁体22的内壁面111，所述内壁面111到所述永磁体22的距离为定值，且所述筒状铁芯11的径向厚度均匀，所述电枢绕组12设置在所述内壁面111上。

现有技术中，无刷电机100的结构为有槽的铁芯、以及绕嵌在铁芯槽内的电枢绕组12。在微小型输出功率的场合，电机的尺寸收缩越小，绕组的绕制过程变得越加困难；另外，由于铁芯为有槽结构，有齿槽转矩效应，电机输出转矩波动大。而在本实用新型实施方式中，筒状铁芯11的内壁面111到所述永磁体22的距离为定值，且所述筒状铁芯11的径向厚度均匀，即筒状铁芯11为无槽结构，通过直接将电枢绕组12设置在内壁面111上而不是将电枢绕组 12绕制在铁芯的凹槽中，有利于电动机的微型化；并避免了齿槽转矩效应，使得电机的输出转矩更加平稳，且振动和噪音更加小。另外，永磁体22的尺寸能够被增加，因而该无刷电机 100的转矩密度更大；把电枢绕组12设置在气隙内，电枢绕组12产生的热量不仅能够通过铁心迁移，而且能够被气隙内流动的空气带走，有利于电枢绕组12的冷却。由于无刷电机100 具有以上优点，因而被广泛应用于中小功率范围内的高性能运动控制领域，如工业机器人、数控机床、航空航天、高档家用电器等。

本实施方式中，电枢绕组12贴装在铁芯的内壁面111，永磁体22环绕并固定在所述转轴 21上，根据霍尔定律，当直流电源按一定的程序，向电枢绕组12送入直流电流时，通电的电枢绕组12在永磁体22的磁场作用下会收到力的作用，根据作用力与反作用力的关系(作用力与反作用力大小相等，方向相反)，作用在电枢绕组12上的切向电磁力同样会以相反的方向作用在永磁体22上，推动转子部件2旋转。

值得一提的是，所述无刷电机100还包括收容所述定子部件1和所述转子部件2的机壳3、环绕所述转轴21并邻近所述转轴21的一端设置的前端盖4、以及与所述前端盖4相对设置的后端盖5，所述机壳3与所述前端盖4激光焊接固定，和/或所述机壳3与所述后端盖5激光焊接固定。如此设置，前端盖4和/或后端盖5与机壳3的固定更加的牢固，使得所述无刷电机 100能够承受更大的轴径向冲击负载。

本实施方式中，机壳3为不锈钢材质，前端盖4和后端盖5均与不锈钢材质的机壳3相配合，且前端盖4和后端盖5各有一个轴承6室支撑着轴承6，定子部件1通过轴承6与转子部件2可转动的连接。前端盖4设置必要的配合面和若干螺孔，以便与被驱动的负载构件相联结。后端盖5设置必要的配合面和若干螺孔，以便与编码器等其它部件相固定连接。

优选的，所述定子部件1还包括夹设于所述前端盖4与所述筒状铁芯11间的绝缘垫圈13。如此设置，使得电枢绕组12与前端盖4之间绝缘。

本实施方式中，所述定子部件1还包括固定在所述后端盖5与所述筒状铁芯11之间的电路板14，所述电路板14与所述电枢绕组12电连接。电路板14上贴装有霍尔器件15，霍尔器件15用于感知永磁体22的空间电气角位置。本实施方式中，电枢绕组12为三相空心杯绕组，霍尔器件15包括3个，电路板14提供了三相空心杯绕组抽头与外部导线之间的联接。其中，外部引线包括一组传输转子位置的霍尔器件15的输出信号(Hu、Hv、Hw)、霍尔器件15电源线(+、-)、一组与逆变器相联接的功率驱动导线(U、V、W)。

优选的，所述定子部件1还包括固定在所述筒状铁芯11上的霍定板16，所述电路板14 经由所述霍定板16固定在所述筒状铁芯11上。如此设置，不仅定位所述电路板14，而且使所述筒状铁芯11与所述电路板14间绝缘。

值得一提的是，所述定子部件1还包括硅胶垫17，所述硅胶垫17夹设于所述后端盖5与所述电路板14之间。如此设置，不仅使所述电路板14与所述后端盖5间绝缘，而且起到缓冲减振的作用。

优选的，后端盖5围设形成轴承室20，轴承室20内设置有轴承3，转子部件2还包括设置在轴承3靠近永磁体22一侧的定位环23，定位环23外径大于轴承3内径，定位环23环绕转轴21并通过激光焊接技术固定在转轴21上。定位环23与转轴21过盈配合，在转轴21紧压入定位环23后，在二者接缝处激光焊接。如此设置，不仅起到限位的作用，防止在无刷电机100运行过程中转子部件2与定子部件1之间发生较大的相对移动，而且增加了定位环23 与转轴21的连接强度，使得无刷电机100能够承受更大的轴径向冲击负载。

本实施方式中，所述永磁体22为径向磁化圆环形稀土永磁体22。稀土永磁材料是指稀土金属和过渡族金属形成的合金经一定的工艺制成的永磁材料，具有磁性能高的优点。因此被广泛应用于计算机、汽车、仪器、仪表、家用电器、石油化工、医疗保健、航空航天等行业中的各种微特电机。另外，本实施方式中，所述永磁体22与所述转轴21胶接固定。如此设置，不需要额外增加辅助固定装置，有利于电机的微型化。

本实用新型的第二实施方式涉及一种无刷电机200，如图2所示。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在本实用新型第二实施方式中，所述转子部件2还包括保持所述转子部件2动平衡的不导磁平衡环18，所述永磁体22包括垂直于转轴21方向的端面221，所述不导磁平衡环18环绕固定在所述转轴21上并与所述端面221抵接。如此设置，能够保持转子部件2动平衡，有利于电机的高速运转。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种无刷电机，包括：定子部件、以及与所述定子部件相对转动的转子部件，所述转子部件包括转轴、以及环绕并固定在所述转轴上的永磁体，其特征在于，所述定子部件包括筒状铁芯、以及固定在所述筒状铁芯上的电枢绕组，所述筒状铁芯环绕所述永磁体设置，所述筒状铁芯包括靠近所述永磁体的内壁面，所述内壁面到所述永磁体的距离为定值，且所述筒状铁芯的径向厚度均匀，所述电枢绕组设置在所述内壁面上。

2.根据权利要求1所述的无刷电机，其特征在于，所述无刷电机还包括收容所述定子部件和所述转子部件的机壳、环绕所述转轴并邻近所述转轴的一端设置的前端盖、以及与所述前端盖相对设置的后端盖，所述机壳与所述前端盖激光焊接固定，和/或所述机壳与所述后端盖激光焊接固定。

3.根据权利要求2所述的无刷电机，其特征在于，所述定子部件还包括夹设于所述前端盖与所述筒状铁芯间的绝缘垫圈。

4.根据权利要求2所述的无刷电机，其特征在于，所述定子部件还包括固定在所述后端盖与所述筒状铁芯之间的电路板，所述电路板与所述电枢绕组电连接。

5.根据权利要求4所述的无刷电机，其特征在于，所述定子部件还包括固定在所述筒状铁芯上的霍定板，所述电路板经由所述霍定板固定在所述筒状铁芯上。

6.根据权利要求4所述的无刷电机，其特征在于，所述定子部件还包括硅胶垫，所述硅胶垫夹设于所述后端盖与所述电路板之间。

7.根据权利要求2所述的无刷电机，其特征在于，所述后端盖围设形成轴承室，所述轴承室内设置有轴承，所述转子部件还包括设置在所述轴承靠近所述永磁体一侧的定位环，所述定位环外径大于所述轴承内径，所述定位环环绕所述转轴并通过激光焊接技术固定在所述转轴上。

8.根据权利要求1所述的无刷电机，其特征在于，所述转子部件还包括保持所述转子部件动平衡的不导磁平衡环，所述永磁体包括垂直于转轴方向的端面，所述不导磁平衡环环绕固定在所述转轴上并与所述端面抵接。

9.根据权利要求1所述的无刷电机，其特征在于，所述永磁体与所述转轴胶接固定。

10.根据权利要求1所述的无刷电机，其特征在于，所述永磁体为径向磁化圆环形稀土永磁体。