CN201403038Y - 直流式永磁无刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机技术，特指一种直流式永磁无刷电机。该电机的定子铁心为拼装结构，由两个或两个以上环形单元套设拼接形成，线圈绕组绕制在定子铁心上；在电机外壳内部固定的U型导磁圈的两内侧设置两永磁体。本实用新型的定子铁心无须开嵌线槽口，彻底解决了因定子铁心线槽开口而产生突出的不可克服的齿槽脉动转矩问题，线圈可先绕制好，然后装在无槽口定子铁心上，再整装成整体定子，并通过固定盘安装在主轴上，结构简单，安装及维修方便；双永磁体的设置，增大了输出转矩和输出功率。

Description

直流式永磁无刷电机

技术领域：

本实用新型涉及电机技术，特指一种直流式永磁无刷电机。

背景技术：

现在运行的直流永磁无刷电机，定子铁心都是整体结构，铁心要绕制绕组就必须在铁心上开嵌线槽口，这样，由槽口带来的齿槽脉动转矩就会产生，由槽口齿与永磁体在圆周方向产生的转矩(此转矩与定子绕组工作电流无关)总是试图将转子定位在某些位置，尤其是在变速驱动中，当转矩频率与定子或转子的机械共振频率一致时，齿槽转矩产生的振动和噪声将被放大，这是永磁体磁场和有线槽开口定子铁心的齿槽相互作用的结果，这也是目前运行的直流永磁无刷电机存在的最突出和最难克服的问题。

新型永磁材料钕铁硼，因具高剩磁、高矫顽力和高磁能积，大大提高了电机的功率密度和性能，而较低的磁导率减少了电枢反应的影响，使绕组电感小有利于电机的运行。钕铁硼在直流永磁无刷电机的应用，使电机各优良性能更为突出，但齿槽脉动转矩也随之增大。该转矩直接影响直流永磁无刷电机向更广阔领域的应用，尤其是在电动汽车、机器人、精密电子仪器与设备、卫星姿态控制惯性执行机构等对电机控制精度要求高场合的应用。为克服齿槽脉动转矩，世界各国都投入大量人力物力进行研究：如采用不等槽口宽度配合方法、永磁磁偏移方法、不等厚永磁磁极方法、不同极弧系数组合方法、辅助槽方法、内置永磁磁极方法、斜槽方法、磁性槽楔方法、闭口槽方法、分数槽方法、并且与优化的控制方法如重叠换相方法、滞环电流方法相结合的方法，以及拼装式内转子方法都无法从根本上消除定子铁心开有嵌线槽口而产生的齿槽脉动转矩。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种定子铁心无须开嵌线槽口，由此消除齿槽脉动转矩的直流式永磁无刷电机，其结构简单，加工制作容易。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

直流式永磁无刷电机，包括电机外壳、电机轴，在U型导磁圈的两内侧设置两永磁体，U型导磁圈固定在电机外壳上；定子铁心通过固定盘安装在电机轴上，两永磁体配合定子铁心及线圈绕组工作；定子铁心为拼装结构，由两个或两个以上环形单元套设拼接形成，线圈绕组绕制在定子铁心上。

铁心之环形单元之间设有嵌接口和嵌接块配合的安装结构。

内磁体和外磁体均由数个磁块排布形成。

本实用新型提供的电机，其定子铁心无须开嵌线槽口，彻底解决了因定子铁心线槽开口而产生突出的不可克服的齿槽脉动转矩问题，线圈可先绕制好，然后装在无槽口定子铁心上，再整装成整体定子，并通过固定盘安装在主轴上，结构简单，安装及维修方便。

本实用新型再一优点是：双永磁体的设置，增大了输出转矩和输出功率，永磁体装置在U型导磁盘的两内侧，通过电机外壳、两端盖、两轴承装置在主轴上；定子铁心无须开嵌线槽口，使电机具有性能优良，制造工艺简单、体积小、重量轻、高输出转矩、高输出功率、高效率、高可靠性、低噪音、运行平稳、成本低廉。

附图说明：

附图1为本实用新型结构示意图；

附图2为本实用新型之定子铁欣结构示意图；

附图3为本实用新型之局部结构整合示意图。

具体实施方式：

为了使审查委员能对本实用新型之目的、特征及功能有更进一步了解，兹举较佳实施例并配合图式详细说明如下：

首先请先参阅图1、图2及图3，系为本实用新型之较佳实施例的结构示意图，本实用新型是有关直流式永磁无刷电机，包括电机轴1、外壳2、线圈绕组3，在U型导磁圈4的两内侧设置两永磁体5，以满足电机工作，U型导磁圈4固定在电机外壳2上；定子铁心6通过固定盘7安装在电机轴1上；定子铁心6为拼装结构，由两个或两个以上环形单元套设拼接形成，线圈绕组3绕制在定子铁心6上。图2所示，定子铁心6由三块环形单元套设拼接形成，分为内环61、中环62、外环63，在环形单元之间设有嵌接口和嵌接块配合的安装结构，如图2所示，在中环62的内缘和外缘分别开设有嵌接口621，而对应的内环61和外环63上分别设有嵌接块611和631，以实现定位安装，而环与环之间套设，组装相当方便、快捷。定子铁心上无须开嵌线槽口，线圈绕组可先绕制好，然后装在无槽口定子铁心上，再整装成整体定子；也可直接绕在相应环形单元上，然后再将三块环形单元套设拼接，最后再整装成整体定子。

图3所示，两永磁体5均由数个磁块排布形成，设置在U型导磁圈4的两内侧，配合定子铁心及线圈绕组工作，永磁体通过粘连、嵌设等方式固定，U型导磁圈4固定在外壳2上，外壳的两端装置有端盖，并通过两轴承安装在电机轴，实现自由转动，输出动力。

本实用新型用无槽口的定子铁心来彻底解决了因定子铁心线槽开口而产生突出的不可克服的齿槽脉动转矩问题，定子铁心经固定盘7安装在电机轴上。位置传感器8安装在定子铁心上或直接固定在电机轴上，位置传感器可采用霍尔位置传感器、电磁位置传感器或光电式位置传感器。

以上实施例仅为本实用新型较佳实施例，并非以此限定本实用新型的实施范围，故，凡是依照本实用新型之原理做等效变化或修饰，均应涵盖于本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1、直流式永磁无刷电机，主要包括定子、线圈绕组、电机轴及外壳，其特征在于：定子铁心为拼装结构，由两个或两个以上环形单元套设拼接形成，线圈绕组绕制在定子铁心上。

2、根据权利要求1所述的直流式永磁无刷电机，其特征在于：在电机外壳内部固定的U型导磁圈的两内侧设置两永磁体，以配合定子铁心及线圈绕组工作，定子铁心通过固定盘安装在电机轴上。

3、根据权利要求1所述的直流式永磁无刷电机，其特征在于：铁心之环形单元之间设有嵌接口和嵌接块配合的安装结构。

4、根据权利要求2所述的直流式永磁无刷电机，其特征在于：两永磁体均由数个磁块排布形成。

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