CN102364846B - 永磁无刷直流电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种永磁无刷直流电机，其包括前端盖、后端盖、机壳、定子、转子、霍尔元件传感器线路板，其中，所述转子包括转子轴、转子轭、磁钢、磁钢挡板和磁钢隔板，所述转子轭不具有转子冲片，所述磁钢固定在所述转子轭的外圆周上并通过位于该转子轭两端的磁钢挡板挡住，不同磁极的所述磁钢之间设置有磁钢隔板。本发明的转子不具有转子冲片，使得转子结构更加合理，并且在加工时无需开转子冲片，从而，加工方便，装配简单，磁钢固定更加牢固。
Description
技术领域
本发明总体上涉及电动机技术，尤其涉及一种适合用于电动载货汽车的永磁无刷直流电机。
背景技术
永磁无刷直流电机产业是从微电机发展而来。现有的转子通常是开转子冲片，然后叠压成，生产具有这种结构的电机导致生产成本增加，并且在安装转子磁钢时非常复杂，导致生产效率低下。
发明内容
鉴于上述技术问题，本发明提供一种适合用于电动载货汽车的永磁无刷直流电机。
本发明提供了一种永磁无刷直流电机，其包括前端盖、后端盖、机壳、定子、转子、霍尔元件传感器线路板，其中，所述转子包括转子轴、转子轭、磁钢、磁钢挡板和磁钢隔板，所述转子轭不具有转子冲片，所述磁钢固定在所述转子轭的外圆周上并通过位于该转子轭两端的磁钢挡板挡住，不同磁极的所述磁钢之间设置有磁钢隔板。本发明的转子不具有转子冲片，使得转子结构更加合理，并且在加工时无需开转子冲片，从而，加工方便，装配简单，磁钢固定更加牢固。
其中，所述转子轭采用低碳钢加工而成，所述磁钢通过高温胶粘贴在所述转子轭的外圆周上，或者所述磁钢焊接在所述转子轭的外圆周上。
在本发明的另一实施方式中，所述定子的定子冲片的槽宽与槽高的比例等于或大于4∶1，其轭高和齿宽比例为2∶1～3∶1，优选地，轭高和齿宽比例为2.43∶1。在本实施方式中，定子冲片槽高和槽宽，轭高和齿宽采用合理的比例，使得定子冲片各磁密饱和均匀，电机冲片利用充分，电机效率提高，发热降低。
在本发明的另一实施方式中，所述永磁无刷直流电机为三相电机，下线方式为双层下法，每一槽中有两层线圈。每一相由多组线圈组组成，其中每组线圈组又由多个线圈组成。电机接线方法为多路星形接法，所述三相尾线采用星形接法连接在一起，槽满率控制在75％左右。使得电机线密减小，电机发热慢，温度升高较低。
在本发明的其他实施方式中，在所述转子轴上安装传感器磁钢，在所述后端盖上安装霍尔元件传感器线路板，使得电机传感装置结构简易，操作方便，调试简单。
由上述可知，实施本发明具有以下优点：
1、转子轭采用低碳钢并且没有转子冲片，使磁铁表面积比转子极表面积大的多，增大了聚磁作用。
2、采用合理的定子冲片槽高槽宽比例和轭高齿宽比例，最充分的优化了定子铁心，使铁心磁饱和均匀，而且能最大的发挥转子磁钢磁能积的作用，使气隙磁密增大。采用多路电源进线，减小相电流，使线密减小，电机发热降低。
3、采用合理的换向结构，调节正反转电流方便，能使正反转电流达到最佳效果。
综合以上优点使得电机效率增大，输出功率增大，最大扭矩增大。
附图说明
图1是根据本发明的一种永磁无刷直流电机的剖视图；
图2是图1所示永磁无刷直流电机的转子的立体图；
图3是图1所示永磁无刷直流电机的定子冲片的部分示意图；
图4是图1所示永磁无刷直流电机的接线示意图；
图5是图1所示永磁无刷直流电机的磁钢隔板的示意图。
101.前端盖；102.转子轴；103.封油圈；104.轴承；105.机壳；106.定子铁芯；107.磁钢；108.转子轭；109.磁钢隔板；110.磁钢挡板；111.线圈；112.后端盖；113.风叶；114.传感器磁钢；115.霍尔传感器元件线路板；116.风罩；117.M5X15平角螺钉；118.M5X25外六角螺钉。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行具体说明。
如图1所示，永磁无刷直流电机，其包括前端盖101、后端盖112、机壳105、定子、转子、霍尔传感器元件线路板115，其中，机壳105和前端盖101、后端盖112构成作为整个电机的支撑点。定子铁心106装在机壳105内。其中，所述转子包括转子轴102、转子轭108、磁钢107、磁钢挡板110和磁钢隔板109，在本发明实施方式中，转子轭108不具有转子冲片，其可以直接由低碳钢(例如20圆钢、A3钢等)形成，磁钢107固定在转子轭108的外圆周上并通过位于该转子轭108两端的磁钢挡板110挡住，其中磁钢挡板110通过螺钉(如M5X25外六角螺钉118)与转子轭108固定，不同磁极的磁钢107之间设置有磁钢隔板109，如图5所示，所述磁钢隔板109中间具有通孔，其中间部分向下凸起从而与两长边侧形成台阶状，即横截面形成T形，通过M5X15平角螺钉117穿过通孔与转子轭108外圆周表面固定，并且其两长边侧的台阶状与磁钢107的形状配合将磁钢107固定在转子轭108上。本领域的技术人员应当理解，磁钢挡板、磁钢隔板可以采取用本领域公知的其他连接方式固定到转子轭上。其中，所述磁钢隔板采用高强度铝合金制成，当然本发明不局限于此，本领域的技术人员应当理解，可以采用具有强度且没有磁性的材料来制作磁钢隔板。通过在不同磁极的磁钢之间设置磁钢隔板，既可以将不同磁极的磁钢之间磁隔开来，又可以通过该磁钢隔板将磁钢可靠地固定在转子轭上，从而实现了提高转子磁场性能、装配简单、磁钢固定更加牢固的技术效果。
在本发明实施方式中，所述转子不具有转子冲片，使得转子结构更加合理，并且在加工时无需开转子冲片，从而，加工方便，装配简单，磁钢固定更加牢固。
在本发明实施方式中，磁钢107通过高温胶粘贴在转子轭108的外圆周上，或者磁钢107焊接在转子轭108的外圆周上。当然，本发明并不局限于此，还可以采用本领域熟知的其他固定方式将磁钢固定在转子轭上，例如，通过在转子轭上形成键槽，在磁钢上形成与键槽配合的键，通过键滑入键槽并与之结合的方式实现磁钢与转子轭的固定。
在本发明实施方式中，如图3所示，所述定子的定子冲片的槽宽与槽高 的比例等于或大于4∶1，优选地，槽宽与槽高的比例等于4∶1；其定子冲片的轭高和齿宽比例为2∶1～3∶1，具体而言，可以设置轭高和齿宽的比例可以为2∶1，也可以为3∶1，优选地，轭高和齿宽比例为2.43∶1。在本实施方式中，定子冲片槽高和槽宽，轭高和齿宽采用合理的比例，使得定子冲片各磁密饱和均匀，电机冲片利用充分，电机效率提高，发热降低。
此外，与现有技术一样，所述永磁无刷直流电机还包括封油圈103、轴承104、线圈111、风叶113、风罩116。在本发明的实施方式中，如图4所示，例如，永磁无刷直流电机为三相，36槽，每相6组线圈，每组的线圈数为2个，共18组36个线圈，每个线圈跨距5，其中，A、B、C为电机三相电源进线，X、Y、Z为三相尾线，其中所述定子的每一个定子绕组直下两层线圈连接所述三相电源进线A、B、C的其中一相和所述三相尾线X、Y、Z的其中一相。其中，所述三相尾线X、Y、Z采用星形接法连接在一起。采用双层下线法，槽满率控制在75％左右，尾线采用星形接法，使得电机线密减小，电机发热慢，温度升高较低。
在本发明的实施方式中，在转子轴102上安装传感器磁钢114，在后端盖112上安装霍尔元件传感器线路板115，使得电机传感装置结构简易，操作方便，调试简单。其中，传感器磁钢114的安装方式按照现有技术进行：传感器磁钢和转子上的磁钢，极性要相对应，N极对N极，S极对S极，而且同极性要在一条直线上。
由上述可知，实施本发明具有以下优点：
1、转子轭采用低碳钢并且没有转子冲片，使磁铁表面积比转子极表面积大的多，增大了聚磁作用。
2、采用合理的定子冲片槽高比例和轭高齿宽比例，最充分的优化了定子铁心，使铁心磁饱和均匀，而且能最大的发挥转子磁钢磁能积的作用，使气隙磁密增大。采用多路电源进线，减小相电流，使线密减小，电机发热降低。
3、采用合理的换向结构，调节正反转电流方便，能使正反转电流达到最佳效果。
综合以上优点使得电机效率增大，输出功率增大，最大扭矩增大，从而保证电机在高速时恒扭矩，低速时电机恒功率。从而，克服现有技术中电动汽车电机用的永磁无刷直流电机很难平衡汽车高速时电机恒功率运行，汽车 低速时电机恒扭矩运行的技术问题，并且解决了现有技术中汽车额定载重长时爬坡电机发热过快的技术问题。
以上结合具体实施方式对本发明进行了说明，这些具体实施方式仅仅是示例性的，不能以此限定本发明之保护范围，本领域技术人员在不脱离本发明实质的前提下可以进行各种修改、变化或替换。因此，依照本发明所作的各种等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种永磁无刷直流电机，其包括前端盖、后端盖、机壳、定子、转子、霍尔元件传感器线路板，其特征在于，所述转子包括转子轴、转子轭、磁钢、磁钢挡板和磁钢隔板，其中，所述转子轭不具有转子冲片，所述磁钢固定在所述转子轭的外圆周上并通过位于该转子轭两端的磁钢挡板挡住，不同磁极的所述磁钢之间设置有磁钢隔板，
其中，所述磁钢隔板具有通孔，并且该磁钢隔板的中间部分向下凸起从而与其两长边侧形成台阶状，并且所述两长边侧的台阶状与所述磁钢的形状配合将所述磁钢固定在所述转子轭上；
所述定子的定子冲片的槽宽与槽高的比例等于或大于4∶1，所述定子的定子冲片的轭高和齿宽比例为2∶1～3∶1。
2.如权利要求1所述的永磁无刷直流电机，其特征在于，所述转子轭采用低碳钢加工而成。
3.如权利要求1或2所述的永磁无刷直流电机，其特征在于，所述磁钢通过高温胶粘贴在所述转子轭的外圆周上。
4.如权利要求1所述的永磁无刷直流电机，其特征在于，所述定子的定子冲片的轭高和齿宽优选比例为2.43∶1。
5.如权利要求1所述的永磁无刷直流电机，其特征在于，所述永磁无刷直流电机为三相电机，电机采用多路进电，电机下线方式为双层下法。
6.如权利要求5所述的永磁无刷直流电机，其特征在于，所述三相电机的尾线采用星形接法连接在一起。
7.如权利要求1所述的永磁无刷直流电机，其特征在于，在所述转子轴上安装传感器磁钢，在所述后端盖上安装所述霍尔元件传感器线路板。
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