CN112928884A - 一种用于氢燃料电池***的新型无刷直流电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于氢燃料电池***的新型无刷直流电机，包括定子组件和转子组件；所述定子组件包括机壳、定子铁芯、下绝缘骨架、上绝缘骨架、线圈、后盖和前盖；所述后盖和前盖与机壳的两端固定连接，所述定子铁芯固定安装在机壳内侧，所述下绝缘骨架和上绝缘骨架分别固定安装在定子铁芯的轴向下部和轴向上部，所述线圈绕制在定子铁芯槽口内；所述转子组件包括下球轴承、上球轴承、芯轴、转子铁芯和环形磁钢；所述芯轴的轴向下部和轴向上部通过下球轴承和上球轴承与后盖和前盖固定连接，所述转子铁芯固定安装在芯轴外侧，所述环形磁钢通过热压成型固定安装在转子铁芯外侧。本发明具有装配便捷，输出力矩平稳，噪音小的优点。
Description
技术领域
本发明涉及无刷直流电机技术领域，特别是涉及一种用于氢燃料电池***的新型无刷直流电机。
背景技术
电机是针对氢燃料电池***的“空气压缩机***总成”和“氢气循环泵***总成”两个核心动力部分进行研发的新型电动机产品，具有性能稳定、效率高、功率密度大、体积小、安装适应性强等优点。目前国内生产氢泵电机厂较少，随着汽车节能减排的进一步提高，新能汽车将逐步取代传统燃油汽车，氢燃料电池也将作为新能源汽车一种新的驱动方式，具有巨大市场前景。
无刷直流电机原理：无刷直流电动机采用电子换向装置，代替了传统的机械换向装置(换向器和电刷)，不但保留了直流电动机良好的调速与启动特性，而且具有交流电动机结构简单和维修方便等优点，这种电动机性能良好，工作可靠，因此，近年来迅速发展。传统型直流电动机电枢是旋转的，磁极是静止的，但无刷直流电动机于此相反，磁极是旋转的，电枢是静止的，电枢绕组的电流换向可借助位置传感器和电子开关电路来完成。无刷直流电动机一般由电动机、位置传感器、和电子开关三部分组成。
专利申请号为201921128212.2的一种燃料电池用氢气循环泵，磁钢贴附于所述冲片外周面并且增加磁钢外的不锈钢防护套，这种表贴式的转子磁钢通过粘接固定在转子铁芯上，其工艺性较差，装配困难，同时由于是用胶水粘接和磁钢与磁钢之间的间隙存在，转子动平衡将难以保证。
专利申请号为202010187396.0的一种防爆结构氢气循环泵的电机的线圈未设绝缘骨架，该形式在线圈绕线过程中极易损坏漆包线，工艺性差，同时在主动转子外覆非金属涂层，间接增加定子和转子之间的间隙，不利于磁感线通过气隙，将损害电机的性能。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是如何提供一种装配便捷，输出力矩平稳，噪音小的用于氢燃料电池***的新型无刷直流电机。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种用于氢燃料电池***的新型无刷直流电机，包括定子组件和转子组件；所述定子组件包括机壳、定子铁芯、下绝缘骨架、上绝缘骨架、线圈、后盖和前盖；所述后盖和前盖与机壳的两端固定连接，所述定子铁芯固定安装在机壳内侧，所述下绝缘骨架和上绝缘骨架分别固定安装在定子铁芯的轴向下部和轴向上部，所述线圈绕制在定子铁芯槽口内；所述转子组件包括下球轴承、上球轴承、芯轴、转子铁芯和环形磁钢；所述芯轴的轴向下部和轴向上部通过下球轴承和上球轴承与后盖和前盖固定连接，所述转子铁芯固定安装在芯轴外侧，所述环形磁钢通过热压成型固定安装在转子铁芯外侧。
其中，所述的环形磁钢为热压各向异性钕铁硼磁环，充磁采用三对极形式。
其中，所述的定子铁芯和环形磁钢之间存在间隙，间隙为0.5-1.5mm。
其中，所述定子铁芯通过环氧树脂胶固定安装在机壳内侧止口内。
其中，所述下绝缘骨架和上绝缘骨架通过环氧树脂胶固定安装在定子铁芯槽口内。
其中，所述的定子铁芯为九槽形式，材质为冷轧电工钢带DW250系列；所述的转子铁芯为无槽整圈形式，材质为冷轧电工钢带DW250系列。
其中，所述的下绝缘骨架和上绝缘骨架材质均为高温尼龙PA46。
其中，所述的芯轴为阶梯轴形式，其材质为30Cr13。
其中，所述后盖通过后盖垫圈和后盖螺栓与机壳固定连接；所述前盖与机壳通过前盖螺栓和前盖螺母固定连接，所述前盖螺母与机壳之间还设置有前盖垫片。
其中，所述的机壳、后盖、前盖的材质均为铝合金2A12。
综上，本发明采用可多极充磁的整圈热压钕铁硼磁环作为电机永磁体，具有转子装配便捷，输出力矩平稳，运行安静的优点，同时采用绝缘骨架物理分隔定子铁芯和漆包线，既做到定子铁芯和线圈之间的绝缘，还保证定子装配过程中不损伤漆包线，且工艺性好，线包易于固定，利于整机装配，该发明广泛适用于氢燃料电池***。
附图说明
图1为本发明一种用于氢燃料电池***的新型无刷直流电机的轴测图。
图2为图1的主视图。
图3为图2的A-A剖视图。
图4为下绝缘骨架或上绝缘骨架的轴测图。
图5为环形磁钢的轴测图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“上、下”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
如图1-5所示，一种用于氢燃料电池***的新型无刷直流电机，包括定子组件和转子组件；所述定子组件包括机壳1、定子铁芯2、下绝缘骨架3A、上绝缘骨架3B、线圈4、后盖5和前盖8；所述后盖和前盖与机壳的两端固定连接，所述定子铁芯固定安装在机壳内侧，所述下绝缘骨架和上绝缘骨架分别固定安装在定子铁芯的轴向下部和轴向上部，所述线圈绕制在定子铁芯槽口内；所述转子组件包括下球轴承12A、上球轴承12B、芯轴13、转子铁芯14和环形磁钢15；所述芯轴的轴向下部和轴向上部通过下球轴承和上球轴承与后盖和前盖固定连接，所述转子铁芯固定安装在芯轴外侧，所述环形磁钢通过热压成型固定安装在转子铁芯外侧。
本实施例中，所述的环形磁钢为热压各向异性钕铁硼磁环，充磁采用三对极形式，牌号为GHM-43R。
本实施例中，所述的定子铁芯和环形磁钢之间存在间隙，间隙为0.5-1.5mm。
本实施例中，所述定子铁芯通过环氧树脂胶固定安装在机壳内侧止口内。
本实施例中，所述下绝缘骨架和上绝缘骨架通过环氧树脂胶固定安装在定子铁芯槽口内。
本实施例中，所述的定子铁芯为九槽形式，材质为冷轧电工钢带DW250系列；所述的转子铁芯为无槽整圈形式，材质为冷轧电工钢带DW250系列。
本实施例中，所述的下绝缘骨架和上绝缘骨架材质均为高温尼龙PA46。
本实施例中，所述的芯轴为阶梯轴形式，其材质为30Cr13。
本实施例中，所述后盖通过后盖垫圈6和后盖螺栓7与机壳固定连接；所述前盖与机壳通过前盖螺栓9和前盖螺母11固定连接，所述前盖螺母与机壳之间还设置有前盖垫片10。
本实施例中，所述的机壳、后盖、前盖的材质均为铝合金2A12。
最后应说明的是：本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等统计数的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。
Claims (10)
1.一种用于氢燃料电池***的新型无刷直流电机，包括定子组件和转子组件；其特征在于，
所述定子组件包括机壳、定子铁芯、下绝缘骨架、上绝缘骨架、线圈、后盖和前盖；所述后盖和前盖与机壳的两端固定连接，所述定子铁芯固定安装在机壳内侧，所述下绝缘骨架和上绝缘骨架分别固定安装在定子铁芯的轴向下部和轴向上部，所述线圈绕制在定子铁芯槽口内；
所述转子组件包括下球轴承、上球轴承、芯轴、转子铁芯和环形磁钢；所述芯轴的轴向下部和轴向上部通过下球轴承和上球轴承与后盖和前盖固定连接，所述转子铁芯固定安装在芯轴外侧，所述环形磁钢通过热压成型固定安装在转子铁芯外侧。
2.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池***的新型无刷直流电机，其特征在于，所述的环形磁钢为热压各向异性钕铁硼磁环，充磁采用三对极形式。
3.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池***的新型无刷直流电机，其特征在于，所述的定子铁芯和环形磁钢之间存在间隙，间隙为0.5-1.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池***的新型无刷直流电机，其特征在于，所述定子铁芯通过环氧树脂胶固定安装在机壳内侧止口内。
5.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池***的新型无刷直流电机，其特征在于，所述下绝缘骨架和上绝缘骨架通过环氧树脂胶固定安装在定子铁芯槽口内。
6.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池***的新型无刷直流电机，其特征在于，所述的定子铁芯为九槽形式，材质为冷轧电工钢带DW250系列；所述的转子铁芯为无槽整圈形式，材质为冷轧电工钢带DW250系列。
7.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池***的新型无刷直流电机，其特征在于，所述的下绝缘骨架和上绝缘骨架材质均为高温尼龙PA46。
8.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池***的新型无刷直流电机，其特征在于，所述的芯轴为阶梯轴形式，其材质为30Cr13。
9.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池***的新型无刷直流电机，其特征在于，所述后盖通过后盖垫圈和后盖螺栓与机壳固定连接；所述前盖与机壳通过前盖螺栓和前盖螺母固定连接，所述前盖螺母与机壳之间还设置有前盖垫片。
10.根据权利要求1所述的一种用于氢燃料电池***的新型无刷直流电机，其特征在于，所述的机壳、后盖、前盖的材质均为铝合金2A12。
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