CN203632511U - 永磁无刷电机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种永磁无刷电机，包括定子和转子。所述定子包括定子铁芯（11）以及安装到定子铁芯（11）端部的端盖，所述定子铁芯（11）包括环形部（13）以及从所述环形部（13）向内伸出的齿（15）。所述转子包括转轴、固定到转轴的转子铁芯（21）、以及嵌装到所述转子铁芯（21）的若干永磁体（29）；所述转轴通过轴承安装到所述端盖；所述转子铁芯（21）的外径（OD2）与所述定子铁芯（11）的外径（OD1）比值是0.55～0.57。该电机具有槽转矩较小、电机效率较高的优点。

Description

永磁无刷电机
【技术领域】
本实用新型涉及一种电机，具体地，涉及一种永磁无刷电机。
【背景技术】
永磁无刷电机的转子通常包括转轴、固定安装到转轴的转子铁芯、固定到转子铁芯的若干永磁体。转子铁芯由若干叠片堆叠而成，以减少磁损耗。转子铁芯包括轴向贯穿的中心通孔供转轴穿过并紧配，还包括若干轴向贯穿的磁体槽。该若干磁体槽环绕着中心通孔分布，每个磁体槽安装有一块永磁体。
永磁无刷电机的定子包括定子铁芯、绕制到定子铁芯的定子绕组、固定到定子铁芯的端盖等。转子的转轴通过轴承安装到定子的端盖，从而能够相对于定子转动。现有的永磁无刷电机的主要缺点是齿槽转矩较大，效率不高。
【实用新型内容】
本实用新型的一个目的是改善无刷电机的效率，降低齿槽转矩。
为此，本实用新型提供的无刷电机，包括定子和转子。所述定子包括定子铁芯以及安装到定子铁芯端部的端盖，所述定子铁芯包括环形部以及从所述环形部向内伸出的齿。所述转子包括转轴、固定到转轴的转子铁芯、以及嵌装到所述转子铁芯的若干永磁体；所述转轴通过轴承安装到所述端盖。所述转子铁芯的外径与所述定子铁芯的外径比值是0.50～0.62。
作为一种优选方案，所述转子铁芯的外径与所述定子铁芯的外径比值是0.55～0.57。
作为一种优选方案，所述永磁体为块状，沿转子铁芯的轴向和径向嵌装到所述转子铁芯；所述永磁体的垂直转子铁芯径向的尺寸视为所述永磁体的厚度，所述永磁体的厚度与所述转子铁芯的外半径的比值是0.16～0.22。
作为一种优选方案，所述永磁体的厚度与所述转子铁芯的外半径的比值是0.18～0.20。
作为一种优选方案，所述永磁体为块状，沿转子铁芯的轴向和径向嵌装到所述转子铁芯；所述永磁体的沿转子铁芯径向的尺寸视为所述永磁体的宽度，所述永磁体的宽度与所述转子铁芯的外半径的比值是0.45～0.55。
作为一种优选方案，所述永磁体的宽度与所述转子铁芯的外半径的比值是047～0.49。
作为一种优选方案，所述齿包括沿定子径向向内延伸的齿身、以及位于所述齿身径向内端并沿定子周向伸出的齿冠；所述齿身的沿转子周向的尺寸视为所述齿身的厚度，所述齿身的厚度与所述定子铁芯内半径的比值是0.20～0.30。
作为一种优选方案，所述齿身的厚度与所述定子铁芯内半径的比值是0.24～0.26。
作为一种优选方案，所述转子铁芯的内径与其外径的比值是0.25～0.32。
作为一种优选方案，所述转子铁芯的内径与其外径的比值是0.27～0.29。
作为一种优选方案，所述转子铁芯由若干芯片沿电机轴向堆叠而成，每一芯片为整体式结构，芯片的圆周表面中，对应于永磁体（29）径向外端的位置向内凹陷。
作为一种优选方案，所述转子铁芯的中心通孔为阶梯孔，所述转轴收容于所述中心通孔的较大孔径处。
本实用新型优选实施例的电机具有以下优点：结构紧凑、齿槽转矩较小、电机效率较高。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
【附图说明】
图1是本实用新型一个实施例提供的无刷电机的局部示意图；
图2是图1所示无刷电机的另一角度的示意图；
图3是图1所示无刷电机的平面示意图；
图4是图1所示无刷电机的定子铁芯的平面示意图；
图5是图1所示无刷电机的转子铁芯的平面示意图。
【具体实施方式】
参考图1至图3，本实用新型一个实施例提供的永磁无刷电机包括定子和转子。其中，定子包括定子铁芯11、绕制到定子铁芯的齿15的定子绕组（图中未显示）、安装到定子铁芯11端部的端盖（图中未显示）等。
转子包括转轴（图中未显示）、固定到转轴的转子铁芯21、以及嵌装到转子铁芯21的若干永磁体29。转轴通过轴承可转动地安装到端盖，使转子可相对于定子转动。
参考图4，定子铁芯11包括环形部13以及从环形部13向内伸出的若干齿15。齿15包括沿定子径向向内延伸的齿身16、以及位于齿身16径向内端并沿定子周向延伸的齿冠17。本实用新型中，将环形部13的最大外径视为定子铁芯11的外径，该外径在图3中使用OD1表示。齿15的径向内端与定子铁芯11的中心O1的距离视为定子铁芯11的内半径，该内半径在图4中使用IR1表示。齿身16的沿定子周向的尺寸视为齿身16的厚度，该厚度在图4中使用T1表示。
参考图5，转子包括转轴（图中未显示）、安装到转轴的转子铁芯、嵌装的转子铁芯内的永磁体29等。转子铁芯包括内环部23和外环部。内环部23具有中心通孔23a以固定安装到转轴。本实施例中，该中心通孔23a为阶梯孔，孔壁具有一个台阶24。转轴安装到中心通孔内的较小孔径段，中心通孔的较大孔径段用于收容从端盖或安装座延伸出的轴承，转轴穿过轴承，轴承的外径小于中心通孔的较大孔径段的内径以避免轴承干涉转子铁芯。因为轴承收容于中心通孔，因此，该电机具有很紧凑的结构，减小了电机的轴向尺寸。在中心通孔为阶梯孔的情况下，将中心通孔的最小内径作为转子铁芯的内径。
外环部包括排成环状的若干扇形部25，每个扇形部25的内端具有肋条27与内环部23连接，外端具有沿转子周向伸出的连接部26用于与相邻的扇形部25连接。本实施例中，所述转子铁芯由若干芯片沿电机轴向堆叠而成，每一芯片为整体式结构，上述内环部23、扇形部25、肋条27、连接部26一体成型，例如，通过冲压的方式一体冲压而成。芯片的圆周表面中，连接相邻的扇形部的连接部，与永磁体（29）径向外端相抵靠位置处向内凹陷。相邻的两个扇形部25之间形成永磁体收容腔；永磁体29安装到对应的收容腔内，永磁体29的径向外端靠近或者抵顶到对应的连接部26。本实施例中，连接部26的尺寸沿着远离扇形部25的方向逐渐缩小，以减小磁损耗。
转子铁芯21的最大外径视为转子铁芯21的外径，该外径在图5中使用OD2表示；转子铁芯21的最大外半径视为转子铁芯21的外半径，该外径在图5中使用OR2表示。
本实施例中，转子铁芯21的外径OD2与定子铁芯11的外径OD1比值是0.50～0.62。优选地，转子铁芯21的外径OD2与定子铁芯11的外径OD1比值是0.55～0.57。
本实施例中，永磁体29为块状。永磁体29嵌装到转子铁芯21内，并沿转子的轴向和径向延伸。本实用新型中，将永磁体29的轴向尺寸视为永磁体29的高度；将永磁体29的径向尺寸视为永磁体29的宽度，该宽度在图4中使用W2表示；将永磁体29的另一维的尺寸（即，垂直于转子径向的尺寸）视为永磁体29的厚度，该厚度在图5中使用T2表示。永磁体29的厚度T2与转子铁芯21的外半径OR2的比值是0.16～0.22。优选地，永磁体29的厚度T2与转子铁芯21的外半径OR2的比值是0.18～0.20。
进一步地，永磁体29的宽度W2与转子铁芯21的外半径OR2的比值是0.45～0.55。更优选地，永磁体29的宽度W2与转子铁芯21的外半径OR2的比值是0.47～0.49。
齿身16的宽度T1与定子铁芯11内半径IR1的比值是0.20～0.30。优选地，齿身15的厚度T1与定子铁芯11内半径IR1的比值是0.24～0.26。
进一步地，转子铁芯21的内径ID2与其外径OD2的比值是0.25～0.32。更为优选地，转子铁芯21的内径ID2与其外径OD2的比值是0.27～0.29。
在本实施中，所述转子包括10个永磁体，所述定子包括12个齿，相邻齿之间形成绕线槽，从而形成一个10极12槽电机。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种永磁无刷电机，包括：
定子，所述定子包括定子铁芯（11）以及安装到定子铁芯（11）端部的端盖，所述定子铁芯（11）包括环形部（13）以及从所述环形部（13）向内伸出的齿（15）；以及
转子，所述转子包括转轴、固定到转轴的转子铁芯（21）、以及嵌装到所述转子铁芯（21）内的若干永磁体（29）；所述转轴通过轴承安装到所述端盖；
其特征在于，所述转子铁芯（21）的外径（OD2）与所述定子铁芯（11）的外径（OD1）比值是0.50～0.62。
2.如权利要求1所述的永磁无刷电机，其特征在于，所述转子铁芯（21）的外径（OD2）与所述定子铁芯（11）的外径（OD1）比值是0.55～0.57。
3.如权利要求1所述的永磁无刷电机，其特征在于，所述永磁体（29）为块状，沿转子铁芯（21）的轴向和径向嵌装到所述转子铁芯；所述永磁体（29）的垂直转子铁芯（21）径向的尺寸视为所述永磁体（29）的厚度（T2），所述永磁体（29）的厚度（T2）与所述转子铁芯（21）的外半径（OR2）的比值是0.16～0.22。
4.如权利要求3所述的永磁无刷电机，其特征在于，所述永磁体（29）的厚度（T2）与所述转子铁芯（21）的外半径（OR2）的比值是0.18～0.20。
5.如权利要求1所述的永磁无刷电机，其特征在于，所述永磁体（29）为块状，沿转子铁芯（21）的轴向和径向嵌装到所述转子铁芯；所述永磁体（29）的沿转子铁芯（21）径向的尺寸视为所述永磁体（29）的宽度（W2），所述永磁体（29）的宽度（W2）与所述转子铁芯（21）的外半径（OR2）的比值是0.45～0.55。
6.如权利要求5所述的永磁无刷电机，其特征在于，所述永磁体（29）的宽度（W2）与所述转子铁芯（21）的外半径（OR2）的比值是047～0.49。
7.如权利要求1所述的永磁无刷电机，其特征在于：
所述齿（15）包括沿定子径向向内延伸的齿身（16）、以及位于所述齿身（16）径向内端并沿定子周向伸出的齿冠（17）；
所述齿身（15）的沿转子周向的尺寸视为所述齿身（15）的厚度（T1），所述齿身（15）的厚度（T1）与所述定子铁芯（11）内半径（IR1）的比值是0.20～0.30。
8.如权利要求7所述的永磁无刷电机，其特征在于，所述齿身（15）的厚度（T1）与所述定子铁芯（11）内半径（IR1）的比值是0.24～0.26。
9.如权利要求1所述的永磁无刷电机，其特征在于，所述转子铁芯（21）的内径（ID2）与其外径（OD2）的比值是0.25～0.32。
10.如权利要求1所述的永磁无刷电机，其特征在于，所述转子铁芯（21）的内径（ID2）与其外径（OD2）的比值是0.27～0.29。
11.如权利要求1所述的永磁无刷电机，其特征在于，所述转子铁芯由若干芯片沿电机轴向堆叠而成，每一芯片为整体式结构，芯片的圆周表面中，对应于永磁体（29）径向外端的位置向内凹陷。
12.如权利要求1至11中任意一项所述的永磁无刷电机，其特征在于，所述转子铁芯的中心设阶梯状通孔，所述转轴收容于所述通孔的较小孔径段，所述轴承收容于所述通孔的较大孔径段，所述转轴穿过轴承。
13.如权利要求1至11中任意一项所述的永磁无刷电机，其特征在于，所述转子包括10个永磁体，所述定子包括12个齿及12个分别位于相邻齿之间的绕线槽，从而形成一个10极12槽电机。
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