一種高效無(wú)刷直流電機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種高效無(wú)刷直流電機(jī)，該電機(jī)包括：定子，包括定子鐵芯和繞組，定子鐵芯包括環(huán)形的軛部以及在軛部上向其軸心延伸設(shè)置的齒部，定子鐵芯包括沿圓周方向均勻設(shè)置的多個(gè)齒部，在每個(gè)齒部的端部上設(shè)置有固定槽口，固定槽口的中心與齒部的中心一致，固定槽口的繞組纏繞于每個(gè)齒部上，齒部的頭部的截面呈弧形，多個(gè)齒部的頭部形成內(nèi)孔，定子鐵芯的外圓尺寸與定子鐵芯的內(nèi)孔尺寸的比值為2.9，定子鐵芯的外圓尺寸與定子鐵芯的厚度尺寸的比值為3.5，定子鐵芯齒部的寬度尺寸與定子鐵芯軛部的寬度尺寸的比值為2.4；轉(zhuǎn)子，其設(shè)置于定子鐵芯的內(nèi)孔中。本實(shí)用新型一種高效無(wú)刷直流電機(jī)在有限空間內(nèi)獲取了較高效率值，更節(jié)能。
【專利說(shuō)明】
一種高效無(wú)刷直流電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效無(wú)刷直流電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，無(wú)刷電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，定子包括定子鐵芯和繞組，定子鐵芯由定子芯片沿電機(jī)軸向堆疊而成。定子鐵芯包括環(huán)狀的軛部以及從軛部向內(nèi)伸出的齒部，繞組纏繞于齒部上?，F(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)刷電機(jī)的效率值較低，不能滿足生產(chǎn)要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種高效無(wú)刷直流電機(jī)，該無(wú)刷直流電機(jī)在有限空間內(nèi)獲取了較高效率值，更節(jié)能。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]—種高效無(wú)刷直流電機(jī)包括:定子，包括定子鐵芯和繞組，定子鐵芯包括環(huán)形的軛部以及在軛部上向其軸心延伸設(shè)置的齒部，定子鐵芯包括沿圓周方向均勻設(shè)置的多個(gè)齒部，在每個(gè)齒部的端部上設(shè)置有固定槽口，固定槽口的中心與齒部的中心一致，固定槽口的繞組纏繞于每個(gè)齒部上，齒部的頭部的截面呈弧形，多個(gè)齒部的頭部形成內(nèi)孔，內(nèi)孔的中心與定子鐵芯外圓的中心一致，定子鐵芯的外圓尺寸與定子鐵芯的內(nèi)孔尺寸的比值為2.9，定子鐵芯的外圓尺寸與定子鐵芯的厚度尺寸的比值為3.5，定子鐵芯齒部的寬度尺寸與定子鐵芯軛部的寬度尺寸的比值為2.4;轉(zhuǎn)子，其設(shè)置于定子鐵芯的內(nèi)孔中。
[0006]本發(fā)明公開了一種高效無(wú)刷直流電機(jī)，該電機(jī)應(yīng)用于一款大功率家用吸塵器，由于該電機(jī)的效率指標(biāo)要求高，根據(jù)其原有結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使電機(jī)的銅損耗、鐵損耗及風(fēng)磨損耗在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上有明顯降低，同時(shí)平衡工作點(diǎn)的可變損耗及不變損耗的比例，最終在要求的工作區(qū)域(600W?10000W)獲取較高的效率值。
[0007]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還可做如下改進(jìn):
[0008]作為優(yōu)選的方案，定子鐵芯的內(nèi)孔直徑為24mm，定子鐵芯的厚度尺寸為20mm，定子鐵芯齒部的寬度尺寸為19.4mm，定子鐵芯軛部的寬度尺寸為2.4mm。
[0009]采用上述優(yōu)選的方案，通過控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)，可較好地滿足在現(xiàn)有體積(重量)條件下輸出600W?1000W功率范圍內(nèi)的80%效率要求。
[0010]作為優(yōu)選的方案，齒部的頭部的兩側(cè)沿圓周方向延伸設(shè)置有凸塊，凸塊的端部為弧形。
[0011 ]采用上述優(yōu)選的方案，凸塊的端部為弧形，避免產(chǎn)生局部磁飽和，避免電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)熱嚴(yán)重。
[0012]作為優(yōu)選的方案，任意相鄰齒部的相臨近的凸塊在圓周方向的距離為3_5mm。
[0013]采用上述優(yōu)選的方案，定子鐵芯與轉(zhuǎn)子的尺寸設(shè)計(jì)，可使得電機(jī)的效率達(dá)到80%以上。
[0014]作為優(yōu)選的方案，定子鐵芯與轉(zhuǎn)子的間隙為0.5-0.75mm。
[0015]采用上述優(yōu)選的方案，定子鐵芯與轉(zhuǎn)子的尺寸設(shè)計(jì)，可使得電機(jī)的效率達(dá)到80%以上。
[0016]作為優(yōu)選的方案，轉(zhuǎn)子通過支架設(shè)置于定子鐵芯的內(nèi)孔中。
[0017]采用上述優(yōu)選的方案，安裝便捷。
[0018]作為優(yōu)選的方案，定子鐵芯的極弧系數(shù)為0.83。
[0019]采用上述優(yōu)選的方案，控制電感量是電機(jī)設(shè)計(jì)的另一個(gè)要點(diǎn)。因采用分?jǐn)?shù)槽的設(shè)計(jì)及繞組并繞方案，較好的減少了磁路長(zhǎng)度，選用小極弧系數(shù)，控制導(dǎo)線繞制圈匝數(shù)都帶來(lái)了明顯的電感及電阻值下降，銅損耗更小，用有位置傳感器和無(wú)位置傳感器驅(qū)動(dòng)器都能順利驅(qū)動(dòng)，并可提供較大的輸出功率值及效率值。
[0020]作為優(yōu)選的方案，轉(zhuǎn)子為具有設(shè)定長(zhǎng)度的中空?qǐng)A柱形永磁體，轉(zhuǎn)子的外壁上設(shè)置有緊固套，永磁體粘接釹鐵硼，緊固套由碳纖維材料制成。
[0021]采用上述優(yōu)選的方案，該結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)軸組合形成轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)軸材料可選用導(dǎo)磁性較好的碳鋼，也可選用不導(dǎo)磁的不銹鋼;而增加碳纖維制成的緊固套粘接在磁鋼的外表面避免磁鋼在離心力的作用下甩脫，并可在兩端面緊固套的內(nèi)圓做動(dòng)平衡，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能和安全性能。
[0022]作為優(yōu)選的方案，轉(zhuǎn)子在其軸向的一端卡接有中空?qǐng)A柱形永磁體。
[0023]采用上述優(yōu)選的方案，在轉(zhuǎn)子的軸向增加永磁體，在電機(jī)有位置傳感器結(jié)構(gòu)時(shí)提供傳感器磁場(chǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種高效無(wú)刷直流電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]其中:I定子、11定子鐵芯、12繞組、13軛部、14齒部、15固定槽口、16凸塊、2轉(zhuǎn)子、3支架。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0027]為了達(dá)到本實(shí)用新型的目的，一種高效無(wú)刷直流電機(jī)的其中一些實(shí)施例中，
[0028]如圖1所示，一種高效無(wú)刷直流電機(jī)包括:定子1、轉(zhuǎn)子2(圖中未示出)和支架3(圖中未示出)。
[0029]定子I包括定子鐵芯11和繞組12(圖中未示出)，定子鐵芯11包括環(huán)形的軛部13以及在軛部13上向其軸心延伸設(shè)置的齒部14，定子鐵芯11包括沿圓周方向均勻設(shè)置的三個(gè)齒部14，在每個(gè)齒部14的端部上設(shè)置有固定槽口 15，固定槽口 15的中心與齒部14的中心一致，固定槽口 15的繞組12纏繞于每個(gè)齒部14上，齒部14的頭部的截面呈弧形，多個(gè)齒部14的頭部形成內(nèi)孔，內(nèi)孔的中心與定子鐵芯11外圓的中心一致，定子鐵芯11的外圓尺寸與定子鐵芯11的內(nèi)孔尺寸的比值為2.9，定子鐵芯11的外圓尺寸與定子鐵芯11的厚度尺寸的比值為3.5，定子鐵芯11齒部的寬度尺寸與定子鐵芯11軛部的寬度尺寸的比值為2.4。
[0030]轉(zhuǎn)子2通過支架3設(shè)置于定子鐵芯11的內(nèi)孔中。
[0031 ]在本實(shí)施例中，定子鐵芯11的內(nèi)孔直徑為24mm，定子鐵芯11的厚度尺寸為20mm，定子鐵芯11齒部的寬度尺寸為19.4mm，定子鐵芯11軛部的寬度尺寸為2.4mm。
[0032]本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)，定子鐵芯11外圓的固定槽口15—側(cè)通過定位及焊接方法將定子鐵芯11固定成一體，使得沖片疊裝更為密實(shí)，另一方面留有空間提供通風(fēng)通道，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，便于安裝和拆卸。
[0033]本發(fā)明公開了一種高效無(wú)刷直流電機(jī)，該電機(jī)應(yīng)用于一款大功率家用吸塵器，由于該電機(jī)的效率指標(biāo)要求高，根據(jù)其原有結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使電機(jī)的銅損耗、鐵損耗及風(fēng)磨損耗在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上有明顯降低，同時(shí)平衡工作點(diǎn)的可變損耗及不變損耗的比例，最終在要求的工作區(qū)域(600W?10000W)獲取較高的效率值，通過控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)，可較好地滿足在現(xiàn)有體積(重量)條件下輸出600W?1000W功率范圍內(nèi)的80 %效率要求。
[0034]為了進(jìn)一步地優(yōu)化本實(shí)用新型的實(shí)施效果，在另外一些實(shí)施方式中，其余特征技術(shù)相同，不同之處在于，齒部14的頭部的兩側(cè)沿圓周方向延伸設(shè)置有凸塊16，凸塊16的端部為弧形。
[0035]采用上述優(yōu)選實(shí)施例的方案，凸塊16的端部為弧形，避免產(chǎn)生局部磁飽和，避免電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)熱嚴(yán)重。
[0036]進(jìn)一步，任意相鄰齒部14的相臨近的凸塊14在圓周方向的距離為3-5mm。
[0037]采用上述優(yōu)選實(shí)施例的方案，定子鐵芯11與轉(zhuǎn)子2的尺寸設(shè)計(jì)，可使得電機(jī)的效率達(dá)到80%以上。
[0038]為了進(jìn)一步地優(yōu)化本實(shí)用新型的實(shí)施效果，在另外一些實(shí)施方式中，其余特征技術(shù)相同，不同之處在于，定子鐵芯11與轉(zhuǎn)子2的間隙為0.5-0.75mm。
[0039]采用上述優(yōu)選實(shí)施例的方案，定子鐵芯11與轉(zhuǎn)子的尺寸設(shè)計(jì)，可使得電機(jī)的效率達(dá)到80%以上。
[0040]為了進(jìn)一步地優(yōu)化本實(shí)用新型的實(shí)施效果，在另外一些實(shí)施方式中，其余特征技術(shù)相同，不同之處在于，定子鐵芯11的極弧系數(shù)為0.83。
[0041]采用上述優(yōu)選實(shí)施例的方案，控制電感量是電機(jī)設(shè)計(jì)的另一個(gè)要點(diǎn)。因采用分?jǐn)?shù)槽的設(shè)計(jì)及繞組并繞方案，較好的減少了磁路長(zhǎng)度，選用小極弧系數(shù)，控制導(dǎo)線繞制圈匝數(shù)都帶來(lái)了明顯的電感及電阻值下降，銅損耗更小，用有位置傳感器和無(wú)位置傳感器驅(qū)動(dòng)器都能順利驅(qū)動(dòng)，并可提供較大的輸出功率值及效率值。
[0042]為了進(jìn)一步地優(yōu)化本實(shí)用新型的實(shí)施效果，在另外一些實(shí)施方式中，其余特征技術(shù)相同，不同之處在于，轉(zhuǎn)子2為具有設(shè)定長(zhǎng)度的中空?qǐng)A柱形永磁體(圖中未示出)，轉(zhuǎn)子2的外壁上設(shè)置有緊固套(圖中未示出)，永磁體粘接釹鐵硼，緊固套由碳纖維材料制成。
[0043]采用上述優(yōu)選實(shí)施例的方案，該結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)軸組合形成轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)軸材料可選用導(dǎo)磁性較好的碳鋼，也可選用不導(dǎo)磁的不銹鋼;而增加碳纖維制成的緊固套粘接在磁鋼的外表面避免磁鋼在離心力的作用下甩脫，并可在兩端面緊固套的內(nèi)圓做動(dòng)平衡，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能和安全性能。
[0044]進(jìn)一步，轉(zhuǎn)子2在其軸向的一端卡接有中空?qǐng)A柱形永磁體。
[0045]采用上述優(yōu)選實(shí)施例的方案，在轉(zhuǎn)子2的軸向增加永磁體，在電機(jī)有位置傳感器結(jié)構(gòu)時(shí)提供傳感器磁場(chǎng)。
[0046]新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效無(wú)刷直流電機(jī)，其特征在于，包括: 定子，包括定子鐵芯和繞組，所述定子鐵芯包括環(huán)形的軛部以及在所述軛部上向其軸心延伸設(shè)置的齒部，所述定子鐵芯包括沿圓周方向均勻設(shè)置的多個(gè)齒部，在每個(gè)齒部的端部上設(shè)置有固定槽口，所述固定槽口的中心與所述齒部的中心一致，所述固定槽口的所述繞組纏繞于每個(gè)齒部上，所述齒部的頭部的截面呈弧形，多個(gè)所述齒部的頭部形成內(nèi)孔，所述內(nèi)孔的中心與所述定子鐵芯外圓的中心一致，所述定子鐵芯的外圓尺寸與所述定子鐵芯的內(nèi)孔尺寸的比值為2.9，所述定子鐵芯的外圓尺寸與所述定子鐵芯的厚度尺寸的比值為3.5，所述定子鐵芯齒部的寬度尺寸與所述定子鐵芯軛部的寬度尺寸的比值為2.4; 轉(zhuǎn)子，其設(shè)置于所述定子鐵芯的內(nèi)孔中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效無(wú)刷直流電機(jī)，其特征在于，所述定子鐵芯的外圓直徑為70mm，所述定子鐵芯的內(nèi)孔直徑為24mm，所述定子鐵芯的厚度尺寸為20mm，所述定子鐵芯齒部的寬度尺寸為19.4mm，所述定子鐵芯軛部的寬度尺寸為2.4mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效無(wú)刷直流電機(jī)，其特征在于，所述齒部的頭部的兩側(cè)沿圓周方向延伸設(shè)置有凸塊，所述凸塊的端部為弧形。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效無(wú)刷直流電機(jī)，其特征在于，任意相鄰齒部的相臨近的凸塊在圓周方向的距離為3-5mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效無(wú)刷直流電機(jī)，其特征在于，所述定子鐵芯與所述轉(zhuǎn)子的間隙為0.5-0.75mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效無(wú)刷直流電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子通過支架設(shè)置于所述定子鐵芯的內(nèi)孔中。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效無(wú)刷直流電機(jī)，其特征在于，所述定子鐵芯的極弧系數(shù)為0.83。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效無(wú)刷直流電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子為具有設(shè)定長(zhǎng)度的中空?qǐng)A柱形永磁體，所述轉(zhuǎn)子的外壁上設(shè)置有緊固套，所述永磁體粘接釹鐵硼，所述緊固套由碳纖維材料制成。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高效無(wú)刷直流電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子在其軸向的一端卡接有中空?qǐng)A柱形永磁體。
【文檔編號(hào)】H02K1/14GK205509812SQ201620284037
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月7日
【發(fā)明人】朱云舫
【申請(qǐng)人】蘇州工業(yè)園區(qū)星德勝電機(jī)有限公司