CN220325485U - 无刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无刷电机，包括：定子组件；转子组件，设置在定子组件内，且转子组件的中心轴与定子组件的中心轴重合；定子组件包括：定子铁芯，具有环形轭部和多个齿部，环形轭部具有内环面，多个齿部基于内环面周向向内辐射，线圈绕组，环绕设置在齿部上，线槽，形成于两个相邻的齿部之间，用于容纳线圈绕组；环形轭部具有外环面，外环面的直径为定子外径，齿部远离环形轭部的一端为圆弧面，圆弧面的直径为定子内径，定子内径和定子外径的比值范围为0.6～0.7。本实用新型公开的无刷电机，通过优化定子铁芯的定子内径和定子外径的比值，有效的提升了无刷电机的转矩密度和效率。

Description

无刷电机

技术领域

本实用新型涉及一种无刷电机，特别是一种内转子无刷电机。

背景技术

内转子永磁无刷直流电机因为体积小、运行效率高、功率密度高、低速输出扭矩大等优点，广泛应用于各行各业。目前市场上常见的内转子无刷电机主要有两种：一种是内嵌式内转子无刷电机，转子铁芯内部开磁钢槽，磁钢插入磁钢槽中；另外一种是表贴式内转子无刷电机，磁钢粘贴在转子铁芯外表面。但是，无论是哪一种内转子直流电机，都存在扭矩密度和效率低，且振动噪音大的问题。

发明内容

为了解决上述内转子无刷电机的扭矩密度和效率低，振动噪音大的问题，本实用新型提出了如下技术方案：

一种无刷电机，包括：定子组件；转子组件，设置在定子组件内，且转子组件的中心轴与定子组件的中心轴重合；定子组件包括：定子铁芯，具有环形轭部和多个齿部，环形轭部具有内环面，多个齿部基于内环面周向向内辐射，线圈绕组，环绕设置在齿部上，线槽，形成于两个相邻的齿部之间，用于容纳线圈绕组；环形轭部具有外环面，外环面的直径为定子外径，齿部远离环形轭部的一端为圆弧面，圆弧面的直径为定子内径，定子内径和定子外径的比值范围为0.6～0.7。

优选地，定子外径的为100mm～200mm。

优选地，定子外径的为115mm。

优选地，转子组件包括：转子铁芯和多个永磁体，多个永磁体周向均匀分布的设置在转子铁芯的外表面。

优选地，永磁体为钕铁硼磁钢。

优选地，转子铁芯设置有中空内孔，永磁体为扇环状，内孔的孔心和多个永磁体的外径圆心均不重合。优选地，多个永磁体的外径圆心均位于内孔的孔心和对应永磁体的内环面之间。

优选地，转子铁芯上还设置有多个转子铁芯通孔，转子铁芯通孔的个数与永磁体相同

优选地，定子铁芯具有12个齿部，齿部沿着内环面对称设置，转子组件具有14个永磁体。

优选地，无刷电机还包括：电机轴，沿着转子组件的中心轴设置；所述转子组件包括转子铁芯和多个永磁体，转子铁芯设置在所述电机轴上。

优选地，定子外径的为175mm。

本实用新型提出的无刷电机，通过优化定子铁芯的定子内径和定子外径的比值提升了无刷电机的转矩密度和效率；另外采用钕铁硼磁钢作为永磁体，进一步提高了电机的转矩密度和效率，同时优化永磁体形状，有效的降低了电机的齿槽转矩，从而优化了无刷电机的反电动势波形，降低了无刷电机的振动噪音。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步描写和阐述。

图1是本实用新型首选实施方式的无刷电机的整体示意图。

图2是本实用新型首选实施方式的无刷电机的定子组件和转子组件的装配示意图。

图3是本实用新型首选实施方式的无刷电机的定子铁芯的剖面示意图。

图4是本实用新型首选实施方式的无刷电机的转子组件的剖面示意图。

图5是现有技术中外径为100mm的内转子无刷电机的反电动势波形图。

图6是本实用新型外径为100mm且内径和外径比值为0.6的无刷电机的反电动势波形图。

图7是本实用新型外径为100mm且内径和外径比值为0.6的无刷电机与图5中现有技术中的无刷电机输出效率对比示意图。

图8是本实用新型外径为100mm且内径和外径比值为0.65的无刷电机的反电动势波形图。

图9是本实用新型外径为100mm且内径和外径比值为0.65的无刷电机与图5中现有技术中的无刷电机输出效率对比示意图。

图10是本实用新型外径为100mm且内径和外径比值为0.7的无刷电机的反电动势波形图。

图11是本实用新型外径为100mm且内径和外径比值为0.7的无刷电机与图5中现有技术中的无刷电机输出效率对比示意图。

图12是现有技术中外径为115mm的内转子无刷电机的反电动势波形图。

图13是本实用新型外径为115mm且内径和外径比值为0.6的无刷电机的反电动势波形图。

图14是本实用新型外径为115mm且内径和外径比值为0.6的无刷电机与图12中现有技术中的无刷电机输出效率对比示意图。

图15是本实用新型外径为115mm且内径和外径比值为0.65的无刷电机的反电动势波形图。

图16是本实用新型外径为115mm且内径和外径比值为0.65的无刷电机与图12中现有技术中的无刷电机输出效率对比示意图。

图17是本实用新型外径为115mm且内径和外径比值为0.65的无刷电机的反电动势波形图。

图18是本实用新型外径为115mm且内径和外径比值为0.65的无刷电机与图12中现有技术中的无刷电机输出效率对比示意图。

图19是现有技术中外径为175mm的内转子无刷电机的反电动势波形图。

图20是本实用新型外径为175mm且内径和外径比值为0.6的无刷电机的反电动势波形图。

图21是本实用新型外径为175mm且内径和外径比值为0.6的无刷电机与图19中现有技术中的无刷电机输出效率对比示意图。

图22是本实用新型外径为175mm且内径和外径比值为0.65的无刷电机的反电动势波形图。

图23是本实用新型外径为175mm且内径和外径比值为0.65的无刷电机与图19中现有技术中的无刷电机输出效率对比示意图。

图24是本实用新型外径为175mm且内径和外径比值为0.7的无刷电机的反电动势波形图。

图25是本实用新型外径为175mm且内径和外径比值为0.7的无刷电机与图19中现有技术中的无刷电机输出效率对比示意图。

图26是现有技术中外径为200mm的内转子无刷电机的反电动势波形图。

图27是本实用新型外径为200mm且内径和外径比值为0.6的无刷电机的反电动势波形图。

图28是本实用新型外径为200mm且内径和外径比值为0.6的无刷电机与图26中现有技术中的无刷电机输出效率对比示意图。

图29是本实用新型外径为200mm且内径和外径比值为0.65的无刷电机的反电动势波形图。

图30是本实用新型外径为200mm且内径和外径比值为0.65的无刷电机与图26中现有技术中的无刷电机输出效率对比示意图。

图31是本实用新型外径为200mm且内径和外径比值为0.7的无刷电机的反电动势波形图。

图32是本实用新型外径为200mm且内径和外径比值为0.7的无刷电机与图26中现有技术中的无刷电机输出效率对比示意图。图33是本实用新型另一种实施方式的无刷电机的转子组件的剖面示意图。

图34是本实用新型外径为100mm的无刷电机与图5中现有技术的无刷电机的齿槽转矩曲线对比示意图。

图35是本实用新型外径为115mm的无刷电机与图12中现有技术的无刷电机的齿槽转矩曲线对比示意图。

图36是本实用新型外径为175mm的无刷电机与图19中现有技术的无刷电机的齿槽转矩曲线对比示意图。

图37是本实用新型外径为200mm的无刷电机与图26中现有技术的无刷电机的齿槽转矩曲线对比示意图。

附图标记：

1、电机；10、定子组件；11、定子铁芯；111、环形轭部；111A、外环面；111B、内环面；112、齿部；112A、圆弧面；113、线槽；12、绝缘端板；13、线圈绕组；20、转子组件；21、转子铁芯；211、内孔；212、转子铁芯通孔；22、永磁体；30、外壳；40、轴承。

具体实施方式

下面将结合附图、通过对本实用新型的优选实施方式的描述，更加清楚、完整地阐述本实用新型的技术方案。

如图1～图4所示，本实用新型首选实施方式的一种无刷电机1，包括：定子组件10，转子组件20，设置在定子组件10内，且转子组件20的中心轴与定子组件10的中心轴重合；定子组件10包括：定子铁芯11，具有环形轭部111和多个齿部112，环形轭部111具有内环面111B，多个齿部112基于内环面111B周向向内辐射，线圈绕组13(图中未示出)，环绕设置在齿部112上，线槽113，形成于两个相邻的齿部112之间，用于容纳线圈绕组13；环形轭部111具有外环面111A，外环面的直径Do为定子外径，齿部112远离环形轭部111的一端为圆弧面112A，圆弧面112A的直径Di为定子内径，定子内径和定子外径的比值范围为0.6～0.7。在本实施方式中，通过优化定子铁芯11的定子内径和定子外径的比值，有效的提升了无刷电机的转矩密度和效率。在本实施方式中，定子铁芯11的两端还设置有绝缘端板12，线圈绕组13环绕套设在绝缘端板12的外侧，对于本领技术人员来说是常规设计，在此不再赘述。另外，定子铁芯11是由多片形状相同的定子冲片堆叠而成，对于本领域技术上人员来说也是常规设计，在此不再赘述。

由于定子外径尺寸与电机输出性能相关，在另一个可选的实施方式中，定子外径的为110mm～120mm，适合用于多种家用及工业用途的低转速高扭矩的工具。在其中一个优选的实施方式中，定子外径的为115mm。例如，通过设计合适的定子铁芯高度，也就是堆叠合适片数的定子冲片，当定子外径为115mm，无刷电机的功率可以为3000W，同时转速为4000转。

在另一个可选的实施方式中，转子组件20包括：转子铁芯21和多个永磁体22，多个永磁体22周向均匀分布的设置在转子铁芯21的外表面。在一个优选的实施方式中，永磁体22为钕铁硼磁钢。相较于现有技术中，通常采用铁氧体作为永磁体，采用钕铁硼磁钢作为永磁体可以进一步有效地提升无刷电机的扭矩密度和效率。

如图4所示，在一个优选的实施方式中，转子铁芯21设置有中空内孔211，图4中内孔211为圆形,内孔211的孔心也就是圆心Or，永磁体22为扇环状，具有内环面和外环面，外环面的圆心Om为外径圆心，内孔211的孔心Or和多个永磁体22的外径圆心Om均不重合(图4中仅示意一个永磁体)。多个永磁体22的外径圆心Om均位于内孔211的孔心Or和对应永磁体22的内环面之间。在本实施方式中，优化了永磁体22的形状，解决了由于采用钕铁硼磁钢作为永磁体带来的齿槽转矩过大的问题，优化了无刷电机的反电动势波形，从而实现无刷电机的振动噪音小。如图33所示，在本实用新型另一种实施中，转子铁芯21也设置有中空内孔211，在图33中转子铁芯21的内孔211并不是一个标准的圆形，而是在圆形的基础上设置了一个装配槽孔，在图33中，内孔211的孔心为内孔211除装配槽孔部分的其他圆弧段的圆心，也就是内孔211的孔心为Or，同样的内孔211的孔心Or和多个永磁体22的外径圆心Om均不重合(图4中仅示意一个永磁体)。多个永磁体22的外径圆心Om均位于内孔211的孔心Or和对应永磁体22的内环面之间。在其他可选的实施方式中，为了实现电机轴和转子铁芯的内孔之间过盈配合的安装，根据需求适当设置不同个数装配槽孔对于本领域技术人员来说是常规设计，因此，本实用新型保护的方案不限于在转子铁芯内孔上开多少个装配槽孔，转子铁芯内孔的孔心都是指内孔除装配槽孔部分的其他圆弧段的圆心。

如图4和图33所示，在另一个优选的实施方式中，转子铁芯21上还设置有多个转子铁芯通孔212，转子铁芯通孔212的个数与永磁体22相同，也就是每一个永磁体22的内环面与内孔211的孔心Or之间对应设置一个转子铁芯通孔212。

进一步地，定子铁芯11具有12个齿部112，齿部112沿着内环面111B对称设置，转子组件20具有14个永磁体22。

如图5～7所示，图5为现有技术的无刷电机反电动势波形图，现有技术的无刷电机的定子外径D1为100mm，定子内径和定子外径之比为0.55，图6为本实用新型定子外径为100mm，定子内径和定子外径之比为0.6的无刷电机反电动势波形图，图5和图6中的波形图对比可以明显看出，现有技术的无刷电机反电动势波形在波峰和波谷处有明显的波动，左右波形不对称，且整个波形的上升和下降趋势都是不平滑的，也就是变化趋势是不平稳的，而定子内径和定子外径的比值为0.6的无刷电机的反电动势波形是平滑的正弦波，明显本实用新型的无刷电机工作时会更平稳，抖动也更小，因此无刷电机的效率会更高，噪音会更低。如图7所示，是本实用新型定子外径为100mm，定子内径和定子外径之比为0.6的无刷电机和现有技术的无刷电机效率对比示意图，其中实线为本实用新型的无刷电机在不同扭矩下的效率，虚线为图5现有技术的无刷电机在不同扭矩下的效率，从对比示意图中可以清楚的看出，本实用新型的无刷电机在任何扭矩下，其效率都是高于图5中现有技术的无刷电机。由于本实用新型的无刷电机，首先优化了定子铁芯内径和外径的比值，进一步的永磁体22为钕铁硼磁钢，同时优化了永磁体22的形状，提高了电机的转矩密度和效率，有效降低了齿槽转矩，如图34所示为本实用新型定子外径为100mm，定子内径和定子外径之比为0.6～0.7的无刷电机和图5中现有技术的无刷电机的齿槽转矩对比示意图，其中实线为本实用新型的无刷电机在不同角度下的齿槽转矩，虚线为图5现有技术的无刷电机在不同角度下的齿槽转矩，可以明显的看出，本实用新型的无刷电机的齿槽转矩曲线波动更小，进一步优化了反电动势波形，从而实现电机效率的进一步提升，同时振动噪音小。从图6可以看出，实施方式一的无刷电机的反电动势波形图趋于正弦，谐波畸形率低于2％，从图7中可以明显看出电机效率也提升了将近10％。

如图8～9所示，图8为本实用新型定子外径为100mm，定子内径和定子外径之比为0.65的无刷电机反电动势波形图，与图5中现有技术无刷电机的反电动势波形图进行比对，本实用新型中无刷电机的反电动势波形是平滑的正弦波，明显本实用新型的无刷电机工作时会更平稳，抖动也更小，因此无刷电机的效率会更高，噪音会更低。如图9所示，是本实用新型定子外径为100mm，定子内径和定子外径之比为0.65的无刷电机和现有技术的无刷电机效率对比示意图，其中实线为本实用新型的无刷电机在不同扭矩下的效率，虚线为图5中现有技术的无刷电机在不同扭矩下的效率，从对比示意图中可以清楚的看出，本实用新型的无刷电机在任何扭矩下，其效率都是高于现有技术的无刷电机。从图8可以看出，本实用新型的无刷电机的反电动势波形图趋于正弦，谐波畸形率低于2％，从图9中可以明显看出电机效率也提升了将近10％。

如图10～11所示，图10为本实用新型定子外径为100mm，定子内径和定子外径之比为0.7的无刷电机反电动势波形图，本实用新型的无刷电机的反电动势波形是平滑的正弦波，明显本实用新型的无刷电机工作时与图5中现有技术的无刷电机进行比较会更平稳，抖动也更小，因此无刷电机的效率会更高，噪音会更低。如图11所示，是本实用新型定子外径为100mm，定子内径和定子外径之比为0.7的无刷电机和图5中现有技术的无刷电机效率对比示意图，其中实线为本实用新型的无刷电机在不同扭矩下的效率，虚线为图5中现有技术的无刷电机在不同扭矩下的效率，从对比示意图中可以清楚的看出，本实用新型的无刷电机在任何扭矩下，其效率都是高于现有技术的无刷电机。从图10可以看出，本实用新型的无刷电机的反电动势波形图趋于正弦，谐波畸形率低于2％，从图11中可以明显看出电机效率也提升了将近10％。

如图12～14所示，图12为现有技术的无刷电机反电动势波形图，现有技术的无刷电机的定子外径D1为115mm，定子内径和定子外径之比为0.56，图13为本实用新型定子外径为115mm，定子内径为73.5的无刷电机反电动势波形图，图12和图13中的波形图对比可以明显看出，现有技术的无刷电机反电动势波形在波峰和波谷处有明显的波动，左右波形不对称，且整个波形的上升和下降趋势都是不平滑的，也就是变化趋势是不平稳的，而本实用新型的无刷电机的反电动势波形是平滑的正弦波，明显本实用新型的无刷电机工作时会更平稳，抖动也更小，因此无刷电机的效率会更高，噪音会更低。如图14所示，是本实用新型定子外径为115mm，定子外径为115mm，定子内径为73.5的无刷电机和现有技术的无刷电机效率对比示意图，其中实线为本实用新型的无刷电机在不同扭矩下的效率，虚线为图12现有技术的无刷电机在不同扭矩下的效率，从对比示意图中可以清楚的看出，本实用新型的无刷电机在任何扭矩下，其效率都是高于图12中现有技术的无刷电机。由于本实用新型的无刷电机，首先优化了定子铁芯内径和外径的比值，进一步的永磁体22为钕铁硼磁钢，同时优化了永磁体22的形状，提高了电机的转矩密度和效率，有效降低了齿槽转矩，如图35所示为本实用新型定子外径为115mm，定子内径为73.5的无刷电机和图12中现有技术的无刷电机的齿槽转矩对比示意图，其中实线为本实用新型的无刷电机在不同角度下的齿槽转矩，虚线为图12现有技术的无刷电机在不同角度下的齿槽转矩，可以明显的看出，本实用新型的无刷电机的齿槽转矩曲线波动更小，进一步优化了反电动势波形，从而实现电机效率的进一步提升，同时振动噪音小。从图13可以看出，本实用新型的无刷电机的反电动势波形图趋于正弦，谐波畸形率低于2％，从图14中可以明显看出电机效率也提升了将近10％。

如图15～16所示，图15为本实用新型定子外径为115mm，定子内径和定子外径之比为0.6的无刷电机反电动势波形图，与图12中现有技术无刷电机的反电动势波形图进行比对，本实用新型中无刷电机的反电动势波形是平滑的正弦波，明显本实用新型的无刷电机工作时会更平稳，抖动也更小，因此无刷电机的效率会更高，噪音会更低。如图16所示，是本实用新型定子外径为115mm，定子内径和定子外径之比为0.6的无刷电机和现有技术的无刷电机效率对比示意图，其中实线为本实用新型的无刷电机在不同扭矩下的效率，虚线为图12中现有技术的无刷电机在不同扭矩下的效率，从对比示意图中可以清楚的看出，本实用新型的无刷电机在任何扭矩下，其效率都是高于现有技术的无刷电机。从图15可以看出，本实用新型的无刷电机的反电动势波形图趋于正弦，谐波畸形率低于2％，从图16中可以明显看出电机效率也提升了将近10％。

如图17～18所示，图17为本实用新型定子外径为115mm，定子内径和定子外径之比为0.7的无刷电机反电动势波形图，本实用新型的无刷电机的反电动势波形是平滑的正弦波，明显本实用新型的无刷电机工作时与图12中现有技术的无刷电机进行比较会更平稳，抖动也更小，因此无刷电机的效率会更高，噪音会更低。如图18所示，是本实用新型定子外径为115mm，定子内径和定子外径之比为0.7的无刷电机和图12中现有技术的无刷电机效率对比示意图，其中实线为本实用新型的无刷电机在不同扭矩下的效率，虚线为图12中现有技术的无刷电机在不同扭矩下的效率，从对比示意图中可以清楚的看出，本实用新型的无刷电机在任何扭矩下，其效率都是高于现有技术的无刷电机。从图17可以看出，本实用新型的无刷电机的反电动势波形图趋于正弦，谐波畸形率低于2％，从图18中可以明显看出电机效率也提升了将近10％。

如图19～21所示，图19为现有技术的无刷电机反电动势波形图，现有技术的无刷电机的定子外径D1为175mm，定子内径和定子外径之比为0.56，图20为本实用新型定子外径为175mm，定子内径为110mm的无刷电机反电动势波形图，图19和图20中的波形图对比可以明显看出，现有技术的无刷电机反电动势波形在波峰和波谷处有明显的波动，左右波形不对称，且整个波形的上升和下降趋势都是不平滑的，也就是变化趋势是不平稳的，而本实用新型的无刷电机的反电动势波形是平滑的正弦波，明显本实用新型的无刷电机工作时会更平稳，抖动也更小，因此无刷电机的效率会更高，噪音会更低。如图21所示，是本实用新型定子外径为175mm，定子内径为110mm的无刷电机和现有技术的无刷电机效率对比示意图，其中实线为本实用新型的无刷电机在不同扭矩下的效率，虚线为图19现有技术的无刷电机在不同扭矩下的效率，从对比示意图中可以清楚的看出，本实用新型的无刷电机在任何扭矩下，其效率都是高于图19中现有技术的无刷电机。由于本实用新型的无刷电机，首先优化了定子铁芯内径和外径的比值，进一步的永磁体22为钕铁硼磁钢，同时优化了永磁体22的形状，提高了电机的转矩密度和效率，有效降低了齿槽转矩，如图36所示为本实用新型定子外径为175mm，定子内径为110mm的的无刷电机和图19中现有技术的无刷电机的齿槽转矩对比示意图，其中实线为本实用新型的无刷电机在不同角度下的齿槽转矩，虚线为图19现有技术的无刷电机在不同角度下的齿槽转矩，可以明显的看出，本实用新型的无刷电机的齿槽转矩曲线波动更小，进一步优化了反电动势波形，从而实现电机效率的进一步提升，同时振动噪音小。从图20可以看出，本实用新型的无刷电机的反电动势波形图趋于正弦，谐波畸形率低于2％，从图21中可以明显看出电机效率也提升了将近10％。

如图22～23所示，图22为本实用新型定子外径为175mm，定子内径和定子外径之比为0.6的无刷电机反电动势波形图，与图19中现有技术无刷电机的反电动势波形图进行比对，本实用新型中无刷电机的反电动势波形是平滑的正弦波，明显本实用新型的无刷电机工作时会更平稳，抖动也更小，因此无刷电机的效率会更高，噪音会更低。如图23所示，是本实用新型定子外径为175mm，定子内径和定子外径之比为0.6的无刷电机和现有技术的无刷电机效率对比示意图，其中实线为本实用新型的无刷电机在不同扭矩下的效率，虚线为图19中现有技术的无刷电机在不同扭矩下的效率，从对比示意图中可以清楚的看出，本实用新型的无刷电机在任何扭矩下，其效率都是高于现有技术的无刷电机。从图22可以看出，本实用新型的无刷电机的反电动势波形图趋于正弦，谐波畸形率低于2％，从图23中可以明显看出电机效率也提升了将近10％。

如图24～25所示，图24为本实用新型定子外径为175mm，定子内径和定子外径之比为0.7的无刷电机反电动势波形图，本实用新型的无刷电机的反电动势波形是平滑的正弦波，明显本实用新型的无刷电机工作时与图19中现有技术的无刷电机进行比较会更平稳，抖动也更小，因此无刷电机的效率会更高，噪音会更低。如图25所示，是本实用新型定子外径为175mm，定子内径和定子外径之比为0.7的无刷电机和图19中现有技术的无刷电机效率对比示意图，其中实线为本实用新型的无刷电机在不同扭矩下的效率，虚线为图19中现有技术的无刷电机在不同扭矩下的效率，从对比示意图中可以清楚的看出，本实用新型的无刷电机在任何扭矩下，其效率都是高于现有技术的无刷电机。从图24可以看出，本实用新型的无刷电机的反电动势波形图趋于正弦，谐波畸形率低于2％，从图25中可以明显看出电机效率也提升了将近10％。

如图26～28所示，图26为现有技术的无刷电机反电动势波形图，现有技术的无刷电机的定子外径D1为200mm，定子内径和定子外径之比为0.54，图27为本实用新型定子外径为200mm，定子内径和定子外径之比为0.6的无刷电机反电动势波形图，图26和图27中的波形图对比可以明显看出，现有技术的无刷电机反电动势波形在波峰和波谷处有明显的波动，左右波形不对称，且整个波形的上升和下降趋势都是不平滑的，也就是变化趋势是不平稳的，而本实用新型的无刷电机的反电动势波形是平滑的正弦波，明显本实用新型的无刷电机工作时会更平稳，抖动也更小，因此无刷电机的效率会更高，噪音会更低。如图28所示，是本实用新型定子外径为200mm，定子内径和定子外径之比为0.6的无刷电机和现有技术的无刷电机效率对比示意图，其中实线为本实用新型的无刷电机在不同扭矩下的效率，虚线为图26现有技术的无刷电机在不同扭矩下的效率，从对比示意图中可以清楚的看出，本实用新型的无刷电机在任何扭矩下，其效率都是高于图26中现有技术的无刷电机。由于本实用新型的无刷电机，首先优化了定子铁芯内径和外径的比值，进一步的永磁体22为钕铁硼磁钢，同时优化了永磁体22的形状，提高了电机的转矩密度和效率，有效降低了齿槽转矩，如图37所示为本实用新型定子外径为200mm，定子内径和定子外径之比为0.6～0.7的无刷电机和图26中现有技术的无刷电机的齿槽转矩对比示意图，其中实线为本实用新型的无刷电机在不同角度下的齿槽转矩，虚线为图26现有技术的无刷电机在不同角度下的齿槽转矩，可以明显的看出，本实用新型的无刷电机的齿槽转矩曲线波动更小，进一步优化了反电动势波形，从而实现电机效率的进一步提升，同时振动噪音小。从图27可以看出，实施方式一的无刷电机的反电动势波形图趋于正弦，谐波畸形率低于2％，从图28中可以明显看出电机效率也提升了将近10％。

如图29～30所示，图29为本实用新型定子外径为200mm，定子内径和定子外径之比为0.65的无刷电机反电动势波形图，与图26中现有技术无刷电机的反电动势波形图进行比对，本实用新型中无刷电机的反电动势波形是平滑的正弦波，明显本实用新型的无刷电机工作时会更平稳，抖动也更小，因此无刷电机的效率会更高，噪音会更低。如图30所示，是本实用新型定子外径为200mm，定子内径和定子外径之比为0.65的无刷电机和现有技术的无刷电机效率对比示意图，其中实线为本实用新型的无刷电机在不同扭矩下的效率，虚线为图26中现有技术的无刷电机在不同扭矩下的效率，从对比示意图中可以清楚的看出，本实用新型的无刷电机在任何扭矩下，其效率都是高于现有技术的无刷电机。从图29可以看出，实施方式一中的无刷电机的反电动势波形图趋于正弦，谐波畸形率低于2％，从图30中可以明显看出电机效率也提升了将近10％。

如图31～32所示，图31为本实用新型定子外径为200mm，定子内径和定子外径之比为0.7的无刷电机反电动势波形图，本实用新型的无刷电机的反电动势波形是平滑的正弦波，明显本实用新型的无刷电机工作时与图26中现有技术的无刷电机进行比较会更平稳，抖动也更小，因此无刷电机的效率会更高，噪音会更低。如图32所示，是本实用新型定子外径为200mm，定子内径和定子外径之比为0.7的无刷电机和图26中现有技术的无刷电机效率对比示意图，其中实线为本实用新型的无刷电机在不同扭矩下的效率，虚线为图26中现有技术的无刷电机在不同扭矩下的效率，从对比示意图中可以清楚的看出，本实用新型的无刷电机在任何扭矩下，其效率都是高于现有技术的无刷电机。从图31可以看出，本实用新型的无刷电机的反电动势波形图趋于正弦，谐波畸形率低于2％，从图32中可以明显看出电机效率也提升了将近10％。在一个可选的实施方式中，无刷电机1还包括：电机轴40，沿着转子组件20的中心轴设置；转子铁芯21设置在电机轴40上。

上述具体实施方式仅仅对本实用新型的优选实施方式进行描述，而并非对本实用新型的保护范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本实用新型所提供的文字描述、附图对本实用新型的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本实用新型的保护范畴。本实用新型的保护范围由权利要求确定。

Claims (11)

1.一种无刷电机，其特征在于，包括：

定子组件；

转子组件，设置在所述定子组件内，且所述转子组件的中心轴与所述定子组件的中心轴重合；

所述定子组件包括：

定子铁芯，具有环形轭部和多个齿部，所述环形轭部具有内环面，多个所述齿部基于所述内环面周向向内辐射，

线圈绕组，环绕设置在所述齿部上，

线槽，形成于两个相邻的所述齿部之间，用于容纳所述线圈绕组；

所述环形轭部具有外环面，所述外环面的直径为定子外径，所述齿部远离所述环形轭部的一端为圆弧面，所述圆弧面的直径为定子内径，所述定子内径和所述定子外径的比值范围为0.6～0.7。

2.根据权利要求1所述的无刷电机，其特征在于，所述定子外径为100mm～200mm。

3.根据权利要求2所述的无刷电机，其特征在于，所述定子外径为115mm。

4.根据权利要求1所述的无刷电机，其特征在于，所述转子组件包括：转子铁芯和多个永磁体，多个所述永磁体周向均匀分布的设置在所述转子铁芯的外表面。

5.根据权利要求4所述的无刷电机，其特征在于，所述永磁体为钕铁硼磁钢。

6.根据权利要求5所述的无刷电机，其特征在于，所述转子铁芯设置有中空内孔，所述永磁体为扇环状，所述内孔的孔心和多个所述永磁体的外径圆心均不重合。

7.根据权利要求6所述的无刷电机，其特征在于，多个所述永磁体的外径圆心均位于所述内孔的孔心和对应所述永磁体的内环面之间。

8.根据权利要求7所述的无刷电机，其特征在于，所述转子铁芯上还设置有多个转子铁芯通孔，所述转子铁芯通孔的个数与所述永磁体相同。

9.根据权利要求8所述的无刷电机，其特征在于，所述定子铁芯具有12个所述齿部，所述齿部沿着所述内环面对称设置，所述转子组件具有14个所述永磁体。

10.根据权利要求1所述的无刷电机，其特征在于，还包括：

电机轴，沿着所述转子组件的中心轴设置；

所述转子组件包括转子铁芯和多个永磁体，所述转子铁芯设置在所述电机轴上。

11.根据权利要求2所述的无刷电机，其特征在于，所述定子外径为175mm。