CN220067184U - 无刷电机 - Google Patents

Abstract

一种无刷电机，包括电机转子及套设于电机转子的外周的电机定子，电机转子具有沿轴向延伸的转子轴、固定于转子轴上的转子铁芯及位于转子铁芯上的磁钢，所述磁钢沿周向均匀分布于所述转子铁芯上；电机转子设有位于转子铁芯上的软磁体，软磁体沿周向均匀分布且软磁体的数量与磁钢的数量相同。通过在转子铁芯上设置软磁体，其在原来的磁场上产生了方向与原磁场的方向一致的附加磁场，因此磁场强度变强，霍尔元件能更好地感应转子的位置；通过确定了软磁体的位置分布和数量，软磁体产生的附加磁场强度均衡，电机运转更稳定。

Description

无刷电机

[技术领域]

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种运转稳定的无刷电机。

[背景技术]

目前有感无刷电机的控制是通过将霍尔板装配在定子端板上，霍尔元件感应转子的位置，从而传输信息至控制器。由于霍尔元件感应到的磁场强度会随着其到转子的距离增大而减弱，所以要完成感应转子的位置这一任务，除了对霍尔元件本身的灵敏度有要求，对霍尔元件到转子的装配距离也有要求。

然而在实际运用中，当线圈漆包线匝数多、线径粗时，电机端部绕组也会相应的变高。由于霍尔板装配于定子端板上，当端部绕组增高时，为避免霍尔板与绕组干涉，霍尔板的安装距离势必也要相应增高，从而霍尔元件到转子铁芯和转子磁铁的距离增大。这种情况会导致霍尔元件感应不到转子产生的磁场。

针对此问题，一般通过增加转子磁铁和转子铁芯的长度，补偿霍尔感应增大的距离。但随着转子磁铁和转子铁芯的长度增加，其体积也会相应的增大，从而导致转子磁铁的磁矩变大、转速降低。为了不影响电机性能，在电机平台固化的情况下，只能减少线圈匝数，同时增加定子漆包线的线径，从而加大了绕线难度，导致生产成本增加，并且磁铁和转子铁芯长度的加长也会导致成本的上升。

鉴于此，确有必要提供一种改进的无刷电机，以克服先前技术存在的缺陷。

[实用新型内容]

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种无刷电机，该无刷电机的电机转子设有位于转子铁芯上的软磁体。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种无刷电机，包括电机转子及套设于所述电机转子的外周的电机定子，所述电机转子具有沿轴向延伸的转子轴、固定于所述转子轴上的转子铁芯及位于所述转子铁芯上的磁钢，所述磁钢沿周向均匀分布于所述转子铁芯上；所述电机转子设有位于所述转子铁芯上的软磁体，所述软磁体沿周向均匀分布且所述软磁体的数量与所述磁钢的数量相同。

进一步改进方案为：所述转子铁芯设有沿轴向均匀分布的接收孔，所述软磁体固定至所述接收孔内。

进一步改进方案为：所述转子铁芯内设有沿周向均匀分布的磁钢孔，所述接收孔位于对应的所述磁钢孔的径向外侧，所述软磁体通过过盈配合的方式压配至所述接收孔内。

进一步改进方案为：所述无刷电机包括位于所述电机定子的轴向一端的定子端板及连接于所述定子端板上的电路板，所述电路板通过数个螺钉固定至所述定子端板上。

进一步改进方案为：所述电路板上嵌设有数个霍尔元件，所述软磁体在轴向上部分位于所述转子铁芯与所述霍尔元件之间。

进一步改进方案为：所述电机定子包括套设于所述转子铁芯的外周的定子铁芯及缠绕于所述定子铁芯上的绕组，所述定子铁芯设有沿径向向内延伸的数个齿部及位于相邻所述齿部之间的绕线槽，所述绕组缠绕于所述齿部上且收容于所述绕线槽内。

进一步改进方案为：所述定子端板嵌接于所述齿部与所述绕线槽上，从而使得所述绕组缠绕于所述定子铁芯与所述定子端板上。

进一步改进方案为：所述电机转子还包括套设于所述转子轴上的平衡元件，所述平衡元件抵接于所述转子铁芯的两端且部分覆盖所述磁钢孔。

进一步改进方案为：所述电机转子包括套设于所述转子轴的两端的轴承，所述轴承支承于一电动工具内以使得所述无刷电机相对于所述电动工具转动。

进一步改进方案为：所述电机转子还包括固定于所述转子轴上的风扇，所述风扇旋转以产生气流。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：所述电机转子设有位于转子铁芯上的软磁体，所述软磁体沿周向均匀分布且软磁体的数量与磁钢的数量相同。通过在所述转子铁芯上设置软磁体，其在原来的磁场上产生了方向与原磁场的方向一致的附加磁场，因此磁场强度变强，霍尔元件能更好地感应转子的位置；通过确定了软磁体的位置分布和数量，软磁体产生的附加磁场强度均衡，电机运转更稳定。

[附图说明]

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细的说明：

图1是本实用新型较佳实施例的无刷电机的结构示意图；

图2是图1所示的无刷电机的剖视图；

图3是图1所示的无刷电机中电机转子的结构示意图；

图4是图3所示的电机转子的拆解示意图；

图5是软磁体磁化前后的磁畴变化示意图。

图中附图标记的含义：

电机定子 100 电机转子 1

转子轴 10 转子铁芯 11

磁钢孔 110 接收孔 111

转轴孔 112 磁钢 12

软磁体 13 平衡元件 14

轴承 15 风扇 16

电机定子 2 定子铁芯 20

绕组 21 定子端板 3

电路板 4 霍尔元件 40

螺钉 5

[具体实施方式]

在本实用新型中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。例如下述的“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1至图5所示为本实用新型较佳实施例涉及的一种无刷电机100，具体为一种可用于电动工具上的无刷电机100，所述无刷电机100包括电机转子1、套设于电机转子1的外周的电机定子2及风扇16，所述风扇16固定于电机转子1的轴向一端；所述无刷电机100工作时，所述电机转子1可带动风扇16相对于电机定子2转动。

所述电机转子1包括沿轴向延伸的转子轴10、固定于所述转子轴10上的转子铁芯11及位于转子铁芯11内的磁钢12，所述转子铁芯11设有沿轴向延伸的转轴孔112与磁钢孔110，所述转子轴10穿设于转轴孔112，所述磁钢孔110沿周向均匀分布且收容磁钢12。在本实施例中，所述磁钢孔110的数量为四个，且所述磁钢孔110均匀分布于转轴孔112的径向外侧，所述磁钢12的数量为四个，所述磁钢12分别容置于对应的磁钢孔110内。

所述电机转子1还包括套设于转子轴10上的平衡元件14，所述平衡元件14抵接于转子铁芯11的两端且部分覆盖磁钢孔110，从而保证了容置于所述磁钢孔110内的磁钢12不会在转子转动的过程中发生轴向的移动，保证了所述无刷电机100的正常运转。所述电机转子1包括套设于转子轴10两端的轴承15，所述轴承15支承于一电动工具内以使得无刷电机100相对于电动工具转动，保证了所述无刷电机100的正常工作。

所述无刷电机100包括位于电机定子2的轴向一端的定子端板3及连接于定子端板3上的电路板4，所述电路板4通过数个螺钉5固定至定子端板3上。所述电路板4上嵌设有数个霍尔元件40，用于感应所述电机转子1的磁场方向，从而传递信息给相关部件。

所述电机定子2包括套设于转子铁芯11的外周的定子铁芯20及缠绕于定子铁芯20上的绕组21，所述定子铁芯20设有沿径向向内延伸的数个齿部(未图示)及位于相邻齿部之间的绕线槽(未图示)，所述绕组21缠绕于齿部上且收容于绕线槽内；所述定子端板3嵌接于齿部与绕线槽上，从而使得所述绕组21缠绕于定子铁芯20与定子端板3上，进一步地，使得所述定子端板3与定子铁芯20连接更稳固。

所述电机转子1设有位于转子铁芯11上的软磁体13，所述软磁体13靠近电路板4上的霍尔元件40。由于所述软磁体13的特性，当所述软磁体13进入磁钢12产生的磁场后，所述软磁体13内部的磁畴会被外磁场磁化，由此形成一个叠加在外磁场上的附加磁场。本实施方式中，外磁场是指所述磁钢12产生的磁场。

请参阅图5所示，由于所述磁钢12是由硬磁材料制成，磁场稳定，因而软磁体13内部的磁畴会大量的转向，以趋于外磁场的方向，直至饱和形成一个稳定的附加磁场，该附加磁场的方向与磁钢12产生的磁场方向一致，从而使得合成后的磁场强度增大；所述软磁体13在轴向上部分位于转子铁芯11与霍尔元件40之间，进而使得所述霍尔元件40能更好地感应电机转子1的位置。

所述转子铁芯11设有沿轴向均匀分布的接收孔111，所述软磁体13固定至接收孔111内。所述软磁体13通过过盈配合的方式压配至接收孔111内，使得加工工艺简单，可靠性强，且降低了材料成本和装配成本。所述软磁体13沿周向均匀分布且软磁体13的数量与磁钢12的数量相同，使得附加的磁场强度均衡，避免了因磁场强度不均衡，而产生无刷电机100在高速运转下因受到的离心力不一致而偏转，进而引起电机转子1震动的现象。

本实用新型中，所述电机转子1设有位于转子铁芯11上的软磁体13，所述软磁体13沿周向均匀分布且软磁体13的数量与磁钢12的数量相同。通过在所述转子铁芯11上设置软磁体13，其在原来的磁场上产生了方向与原磁场的方向一致的附加磁场，因此磁场强度变强，霍尔元件40能更好地感应转子的位置；通过确定了软磁体13的位置分布和数量，软磁体13产生的附加磁场强度均衡，无刷电机100运转更稳定。

本实用新型不局限于上述具体实施方式。本领域普通技术人员可以很容易地理解到，在不脱离本实用新型原理和范畴的前提下，本实用新型的无刷电机还有很多的替代方案。本实用新型的保护范围以权利要求书的内容为准。

Claims (10)

1.一种无刷电机，包括电机转子及套设于所述电机转子的外周的电机定子，所述电机转子具有沿轴向延伸的转子轴、固定于所述转子轴上的转子铁芯及位于所述转子铁芯上的磁钢，所述磁钢沿周向均匀分布于所述转子铁芯上；其特征在于：所述电机转子设有位于所述转子铁芯上的软磁体，所述软磁体沿周向均匀分布且所述软磁体的数量与所述磁钢的数量相同。

2.根据权利要求1所述的无刷电机，其特征在于：所述转子铁芯设有沿轴向均匀分布的接收孔，所述软磁体固定至所述接收孔内。

3.根据权利要求2所述的无刷电机，其特征在于：所述转子铁芯内设有沿周向均匀分布的磁钢孔，所述接收孔位于对应的所述磁钢孔的径向外侧，所述软磁体通过过盈配合的方式压配至所述接收孔内。

4.根据权利要求1所述的无刷电机，其特征在于：所述无刷电机包括位于所述电机定子的轴向一端的定子端板及连接于所述定子端板上的电路板，所述电路板通过数个螺钉固定至所述定子端板上。

5.根据权利要求4所述的无刷电机，其特征在于：所述电路板上嵌设有数个霍尔元件，所述软磁体在轴向上位于所述转子铁芯与所述霍尔元件之间。

6.根据权利要求4所述的无刷电机，其特征在于：所述电机定子包括套设于所述转子铁芯的外周的定子铁芯及缠绕于所述定子铁芯上的绕组，所述定子铁芯设有沿径向向内延伸的数个齿部及位于相邻所述齿部之间的绕线槽，所述绕组缠绕于所述齿部上且收容于所述绕线槽内。

7.根据权利要求6所述的无刷电机，其特征在于：所述定子端板嵌接于所述齿部与所述绕线槽上，从而使得所述绕组缠绕于所述定子铁芯与所述定子端板上。

8.根据权利要求1所述的无刷电机，其特征在于：所述电机转子还包括套设于所述转子轴上的平衡元件，所述平衡元件抵接于所述转子铁芯的两端且部分覆盖所述磁钢孔。

9.根据权利要求1所述的无刷电机，其特征在于：所述电机转子包括套设于所述转子轴的两端的轴承，所述轴承支承于一电动工具内以使得所述无刷电机相对于所述电动工具转动。

10.根据权利要求1所述的无刷电机，其特征在于：所述电机转子还包括固定于所述转子轴上的风扇，所述风扇旋转以产生气流。