CN2805186Y - 振动器驱动用低噪永磁无刷电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种振动器驱动用低噪永磁无刷电机，包括机壳，机壳内的定子和转子，所述定子包括固定在机壳内壁的定子铁芯和定子绕组，机壳兼作定子导磁磁轭，转子包括主轴和固定在主轴上的永磁磁极，主轴的外端头固定有偏心轮；本实用新型具有高效、低噪、快响应和良好的电磁兼容性能，可广泛用于医疗、化工和按摩椅、按摩垫、循环机、脂肪运动机等场合。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种振动器驱动用低噪永磁无刷电机。
背景技术
为了不断满足市场和信息时代的需求，包括保健产品在内的家用电器，必须实现节能化、舒适化、电磁兼容化、低噪化和小型轻量化。目前，医疗保健和化工等场合振动器用电机，极大部分是单相异步电动机驱动，有一部分是永磁直流电机驱动，存在着电磁兼容性差、噪音大、力矩波动大、过载能力低、换向器火花、电刷磨损和可靠性差等缺陷。
发明内容
本实用新型的目的是：提供一种振动器驱动用低噪永磁无刷电机，具有高效、低噪、快响应和良好的电磁兼容性能，可广泛用于医疗、化工和按摩椅、按摩垫、循环机、脂肪运动机等场合。
本实用新型的技术方案是：一种振动器驱动用低噪永磁无刷电机，包括机壳，机壳内的定子和转子，所述定子包括固定在机壳内壁的定子铁芯和定子绕组，机壳兼作定子导磁磁轭，转子包括主轴和固定在主轴上的永磁磁极，主轴的外端头固定有偏心轮。
本实用新型进一步的技术方案是：一种振动器驱动用低噪永磁无刷电机，包括机壳，机壳内的定子和转子，所述定子包括固定在机壳内壁的定子铁芯和定子绕组，机壳兼作定子导磁磁轭，转子包括主轴和固定在主轴上的永磁磁极，主轴的外端头固定有偏心轮；所述永磁磁极为固定套在主轴上的圆柱形永磁磁环，永磁磁环为磁力线渐变的异向定向，磁极两边磁力线向磁极中间磁力线靠近，并汇聚于磁极中心，形成一个极。
本实用新型更详细的技术方案是：一种振动器驱动用低噪永磁无刷电机，包括机壳，机壳内的定子和转子，所述定子包括固定在机壳内壁的定子铁芯和定子绕组，机壳兼作定子导磁磁轭，转子包括主轴和固定在主轴上的永磁磁极，主轴的外端头固定有偏心轮；所述永磁磁极为固定套在主轴上的圆柱形永磁磁环，永磁磁环为磁力线渐变的异向定向，磁极两边磁力线向磁极中间磁力线靠近，并汇聚于磁极中心，形成一个极；所述机壳内固定有霍尔传感器和控制线路板，控制线路板内装有位置传感器、控制电路和功率逻辑开关组成电子换向装置。
使用时，直流安全电压通过电源引出线给电机供电，由位置传感器、控制电路和功率逻辑开关共同构成电子换向装置，使电机在运行过程中，定子绕组所产生的磁场和转动中的磁极产生的永磁磁场，在空间始终保持在约90弧度电角度，电机旋转时，借助偏心轮的离心力产生不平衡转动惯量，使机体全方位振动，带动振动器壳体共振。
本实用新型的优点是：
1.由于本实用新型的电机转子采用永磁磁环，体积小、重量轻、惯量小，因而具有高的功率比特性、高速、响应快。
2.本实用新型通过由位置传感器、控制电路和功率逻辑开关共同构成的电子换向，取代直流有刷电机换向器和电刷的机械换向，可靠性高。
3.有刷电机必须定期清理更换电刷，可靠性差，不能在恶劣环境下运行，而本实用新型维护保养要求低。
4.电机主要损耗在定子绕组和铁芯上，本实用新型的无刷电机热源—定子在外，损耗引起的发热易于散发，且便于定子槽内安放热保护传感元件，有刷电机损耗主要在转子电枢上，内部散热困难，部分热量还要经轴传给负载，对负载产生不良影响，而本实用新型的无刷电机具有更高的功率重量比，功率体积比和效率。
5.有刷电机存在电刷与换向器的摩擦和换向火花，电磁和无线电辐射大，电气噪音大，影响视听等家用电器的正常使用，本实用新型为电子换向，无电气接触，可允许在电气、电子设备附近使用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为现有永磁无刷电机局部剖面图；
图3为现有永磁转子结构示意图；
图4、图5为本实用新型永磁磁环的磁力线示意图；
图6为现有永磁有刷电机剖面图；
图7为现有永磁无刷电机剖面图。
其中：1机壳；2定子；3转子；4定子铁芯；5定子绕组；6主轴；7永磁磁环；8偏心轮；9霍尔传感器；10控制线路板。
具体实施方式
实施例：如图1、图4、图5所示，一种振动器驱动用低噪永磁无刷电机，包括机壳1，机壳1内的定子2和转子3，所述定子2包括固定在机壳1内壁的定子铁芯4和定子绕组5，机壳1兼作定子导磁磁轭，转子3包括主轴6和固定在主轴6上的永磁磁极7，永磁磁极7为固定套在主轴6上的圆柱形永磁磁环7，永磁磁环7为磁力线渐变的异向定向，磁极两边磁力线向磁极中间磁力线靠近，并汇聚于磁极中心，形成一个极，主轴6的外端头固定有偏心轮8，机壳1内固定有霍尔传感器9和控制线路板10，控制线路板10内装有位置传感器、控制电路和功率逻辑开关组成电子换向装置。
如图1所示，机壳1内的定子2包括定子铁芯4和定子绕组5，转子3包括主轴6和固定于主轴6上的永磁磁极7，机壳1兼作定子导磁磁轭，主轴6外端固定有偏心轮8，电机端面固定有霍尔支架和控制线路板10，霍尔支架内装有霍尔位置传感器9，控制线路板10内装有控制电路和功率逻辑开关(图中未画出)，低压直流(24V)通过电源引出线给电机供电，由位置传感器、控制电路和功率逻辑开关共同构成的电子换向装置，使永磁直流无刷电机(PMBLM)在运行过程中，定子绕组5所产生的磁场和转动中的永磁磁极7产生的永磁磁场，在空间始终保持在约π/2弧度电角度，电机旋转时，借助偏心轮8的离心力产生不平衡转动惯量，使整个机体全方位振动，带动振动器壳体共振。
本实施例中的关键部件为永磁转子，其转子主轴6上套的永磁磁极7经过优化设计，采用图4、图5所示的异向定向圆柱永磁磁环，其磁力线走向如图5所示，由图5可知，该永磁磁环7为磁力线渐变的异向定向，磁极两边磁力线向磁极中间磁力线靠近，同时，汇聚于磁极中心，形成一个极(如图5中的N极)，有良好的聚磁功能，使定转子之间的气隙磁通密度Bg显著提高。因为电机的出力与Bg成正比，从而提高了电机的出力，用于振动器驱动，使整机波形轻量化。此外，无刷电机的定子磁场为非圆形跳跃式的旋转磁场，存在较大的力矩波动，同时，常规永磁无刷电机的转子磁极象图2一样，采用径向取向的永磁磁极，其磁场分布为矩形，导致该类电机力矩的波动较大。电机的力矩波动将产生不平衡的噪音和振动，对家用电器的品质影响很大，必须加以抑制。本实用新型采用渐变磁力线的异向定向永磁磁环7，使构成磁极的磁场分布得到改善，如图4所示，中间磁场磁力线密、两边磁场磁力线稀，从而使定转子之间的气隙磁场在一个极距范围呈正弦波分布，大大降低了电机的力矩和不对称振动，保证电机能低噪音、高可靠性运行。异向定向磁环还有一大优点：磁场(磁力线)在转子磁环中自成闭路，不需要象图2一样的导磁磁环，从而减少了转子3的重量和惯量，提高了振动器频率和动态快速响应性，磁环7本身是整体结构，还抗离心力，同心度也容易保证，有利于电机的高速、安全、平稳、低噪运行。
图3也是采用环形磁钢的永磁转子，但该环形磁钢的磁场磁力线是平行取向的，缺点是：无聚磁功能，不能提高气隙磁通密度，一个极距内磁场分布为梯形波，使电机有较大的力矩波动，磁场磁力线不能在磁环内自成闭路，需要导磁轭，增加了转子的重量和惯量。
图6和图7是永磁有刷和无刷电机结构比较示意图，定转子磁钢安排正好内外相反，有刷电机内部是绕线转子，外部是定子永磁磁极，无刷电机内部是永磁转子，外部是绕线定子，很明显，无刷电机散热容易，转子重量、惯量也小，外径相同的电机槽面积也大，可多放绕组、提高出力。
提高电机定转子之间的气隙磁通密度是提高出力、提高功率重量比、功率体积比从而提高综合性能价格比的关键途径，而电机的力矩波动、稳定性、可靠性和噪音等又和定转子之间的气隙磁场分布的波形密切相关，永磁无刷电机与有刷电机相比，定转子永磁磁极的设置是内外相反的，永磁转子在内部，其体积、重量的增加，直接影响电机的快速响应和高速性能，对振动器而言，直接关系到振动频率的提高和稳定性，此外，一般无刷电机转子永磁体是“径向取向”的，永磁体贴在转子磁轭圆周的，这种结构有三大缺点：受离心力作用，磁体有飞出的危险，径向取向的磁体无聚磁功能，径向取向的磁体必须有导磁轭，使磁路形成闭合回路，这样增加了转子重量和惯量。
本实用新型的转子主轴6上套有磁化方向渐变的异向定向的永磁磁环7，接近磁极中心线的磁体磁力线和磁极两边的磁体磁力线同时集聚于磁极中心，有良好的聚磁功能，提高电机的定转子间气隙磁密，提高出力，无刷电机的定子磁场为非圆形跳跃式的旋转磁场，存在较大的力矩波动，本实用新型采用渐变磁力线的异向定向永磁磁环7，使构成磁极的磁场分布，中间磁场密、两边磁场稀，从而使定转子间气隙磁场在每个极距范围呈正弦波分布，大大降低了电机力矩波动和不对称振动，保证电机静音或低噪运行，异向定向磁环7，磁场在转子3中磁7自成闭路，不需要导磁轭，减少了转子3重量和惯量，提高了振动器频率，磁环7结构抗离心力，同心度也好，可高速、安全、平稳运行。
按照本实用新型生产的永磁无刷电机驱动的振动器，可很好地替代单相感应电机驱动的振动器，具有高效、节能、低噪、电磁兼容性好、功率比大、响应快、封闭防爆和高速可靠运行等特点。
Claims (3)
1.一种振动器驱动用低噪永磁无刷电机，包括机壳(1)，机壳(1)内的定子(2)和转子(3)，其特征在于：所述定子(2)包括固定在机壳(1)内壁的定子铁芯(4)和定子绕组(5)，机壳(1)兼作定子导磁磁轭，转子(3)包括主轴(6)和固定在主轴(6)上的永磁磁极(7)，主轴(6)的外端头固定有偏心轮(8)。
2.根据权利要求1所述的振动器驱动用低噪永磁无刷电机，其特征在于：所述永磁磁极(7)为固定套在主轴(6)上的圆柱形永磁磁环，永磁磁环(7)为磁力线渐变的异向定向，磁极两边磁力线向磁极中间磁力线靠近，并汇聚于磁极中心，形成一个极。
3.根据权利要求1所述的振动器驱动用低噪永磁无刷电机，其特征在于：所述机壳(1)内固定有霍尔传感器(9)和控制线路板(10)，控制线路板(10)内装有位置传感器、控制电路和功率逻辑开关组成电子换向装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200420054553 CN2805186Y (zh) | 2004-12-15 | 2004-12-15 | 振动器驱动用低噪永磁无刷电机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200420054553 CN2805186Y (zh) | 2004-12-15 | 2004-12-15 | 振动器驱动用低噪永磁无刷电机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2805186Y true CN2805186Y (zh) | 2006-08-09 |
Family
ID=36910469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN 200420054553 Expired - Lifetime CN2805186Y (zh) | 2004-12-15 | 2004-12-15 | 振动器驱动用低噪永磁无刷电机 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN2805186Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101951046A (zh) * | 2010-08-26 | 2011-01-19 | 苏州工业园区和鑫电器有限公司 | 高功率密度的太阳跟踪系统用永磁驱动电机 |
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2004
- 2004-12-15 CN CN 200420054553 patent/CN2805186Y/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN101951046A (zh) * | 2010-08-26 | 2011-01-19 | 苏州工业园区和鑫电器有限公司 | 高功率密度的太阳跟踪系统用永磁驱动电机 |
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