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CN112152411A - 一种三相无刷永磁直流电机 - Google Patents

一种三相无刷永磁直流电机 Download PDF

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CN112152411A
CN112152411A CN201910982653.7A CN201910982653A CN112152411A CN 112152411 A CN112152411 A CN 112152411A CN 201910982653 A CN201910982653 A CN 201910982653A CN 112152411 A CN112152411 A CN 112152411A
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CN
China
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center
phase brushless
air gap
brushless permanent
permanent magnet
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CN201910982653.7A
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English (en)
Inventor
黄治平
刘斌
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Zhongshan Yuelai Intelligent Technology Co ltd
Original Assignee
Zhongshan Yuelai Intelligent Technology Co ltd
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K5/24—Casings; Enclosures; Supports specially adapted for suppression or reduction of noise or vibrations

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  • Power Engineering (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
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Abstract

本发明提供了一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于包括有壳体，所述的壳体内部设有定子组件和转子组件和控制电路板；所述的定子组件包括有定子铁芯、包裹定子铁芯的塑料骨架、缠绕在塑料骨架上的线圈；所述的转子组件包括有多极磁铁、转子骨架以及旋转轴；所述的旋转轴上在转子组件的前后设有轴套；所述的定子铁芯设有轭部和自轭部向中心方向延伸的多个相同齿部，所述的齿部呈圆弧状，所述的齿部与多级磁铁之间设有槽口气隙和齿中心气隙；所述齿部圆弧对应圆的圆心与转子组件中心存在偏心距A，使槽口气隙的大小与齿中心气隙的大小不一致，可有效削弱齿槽转矩，电机工作时可产生聚磁效应，磁场波形为正弦波的磁场密度。

Description

一种三相无刷永磁直流电机
【技术领域】
本发明涉及电机领域，特别涉及一种三相无刷永磁直流电机。
【背景技术】
随着科技与技术的发展，三相无刷永磁直流电机越来越多的应用在家用电器上。在家用电器的规格标准中，噪音是及其重要的一项指标。现有的三相无刷直流电机采用的结构是定子组件与转子组件之间的气隙是均匀的。这样的结构存在着：电机齿槽转矩大、转矩波动大、磁场密度波形与驱动电流波形匹配度差等诸多缺点，使得电机造成的震动大、噪音大，极大的影响消费者的使用体验。为解决上述问题，研发出一种齿槽转矩小、转矩波动小、磁场密度波形与驱动电流波形匹配度良好、震动小、噪音小的电机。
【发明内容】
本发明的目的为了解决电机齿槽转矩大、转矩波动大、磁场密度波形与驱动电流波形匹配度差、震动大、噪音大等缺点，提供一种齿槽转矩小、转矩波动小、磁场密度波形与驱动电流波形匹配度良好、震动小、噪音小的电机。
为了解决上述问题，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于包括有壳体，所述的壳体内部设有定子组件和转子组件和控制电路板；所述的定子组件包括有定子铁芯、包裹定子铁芯的塑料骨架、缠绕在塑料骨架上的线圈；所述的转子组件包括有多极磁铁、转子骨架以及旋转轴；所述的旋转轴上在转子组件的前后设有轴套；所述的定子铁芯设有轭部和自轭部向中心方向延伸的多个相同齿部，所述的齿部呈圆弧状，所述的齿部与多级磁铁之间设有槽口气隙和齿中心气隙；所述齿部圆弧对应圆的圆心与转子组件中心存在偏心距A，使槽口气隙的大小与齿中心气隙的大小不一致，电机工作时产生波形为正弦波的磁场密度。
如上所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述的偏心距A的范围为：A>0。
如上所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述的槽口气隙为相邻齿部圆弧端点连线的中心至多级磁铁的距离，所述齿中心气隙为齿部圆弧的中心至多级磁铁的距离。
如上所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述的槽口气隙与齿中心气隙的比值范围为：1.1-10。
如上所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述的定子组件的线圈的绕线形式为分数槽集中绕组，定子组件三相绕组接法为Y形或三角形，每一相绕组的绕线方式为串联或并联或多股并绕。
如上所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述的控制电路板输入正弦波电流驱动，其输入的正弦波电流与磁场密度的波形相匹配。
如上所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述的壳体的材料为工程塑料或定子整体包塑或其他材料。
如上所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述多极磁铁为环形磁铁或贴于转子骨架上的块型磁铁或其他形式的磁铁结构。
如上所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述多极磁铁的材料为铁氧体或钕铁硼；成型方式为烧结或注塑或粘接或热挤压。
如上所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述壳体与轴套之间设有减震圈。
本发明具有以下优点：
1、本发明所指的一种三相无刷永磁直流电机，所述定子铁芯齿部圆弧对应圆的圆心与转子组件中心存在偏心距A，槽口气隙大于齿中心气隙，有利于减少齿槽转矩、转矩波动，有利于减少电机的震动、降低噪音，使电机更加静音。
2、本发明所指的一种三相无刷永磁直流电机，采用正弦波电流驱动时，产生的磁场密度的波形与驱动电流的波形相匹配，采用方波电流驱动时也可以有效削弱齿槽转矩，有利于减少转矩波动、减少电机震动，使电机更加静音。
3、本发明所指的一种三相无刷永磁直流电机，在壳体与轴套之间设有减震圈，所述的减震圈8可有效减低电机的震动，有利于减小电机的噪音
4、本发明所指的一种三相无刷永磁直流电机，便于加工制造、有利于节约生产成本。
【附图说明】
图1是本发明剖视示意图；
图2是本发明实施例一定子铁芯和转子组件示意图；
图3是本发明实施例二定子铁芯和转子组件示意图。
【具体实施方式】
结合附图1-附图3，本发明提供了一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于包括有壳体1，所述的壳体1内部设有定子组件2和转子组件3和控制电路板4；所述的定子组件包括有定子铁芯21、包裹定子铁芯的塑料骨架22、缠绕在塑料骨架22上的线圈23；所述的转子组件3包括有多极磁铁31、转子骨架32以及旋转轴33；所述的旋转轴33上在转子组件的前后设有轴套5；所述的定子铁芯21设有轭部211和自轭部211向中心方向延伸的多个相同齿部212，所述的齿部212呈圆弧状，所述的齿部212与多级磁铁31之间设有槽口气隙6和齿中心气隙7；所述齿部212圆弧对应圆的圆心与转子组件3中心存在偏心距A，使槽口气隙6的大小与齿中心气隙7的大小不一致，电机工作时产生波形为正弦波的磁场密度,能更好的削弱齿槽转矩，产生聚磁效应；由于偏心距A的存在，使得定子组件2和转子组件3之间的气隙不均匀，槽口气隙6的值大于齿中心气隙7的值，有利于减少齿槽转矩、降低转矩波动，有利于减少电机的震动、降低噪音，有利于产生正弦波波形的磁场密度，使磁场密度的波形与驱动电机电流的波形相匹配，使电机更加静音。
本发明所述的一种三相无刷永磁直流电机，偏心距A的范围为：A>0，实施例一为所述的定子铁芯21的齿部的圆弧对应圆的圆心位于转子组件3中心的下方；实施例二为所述的定子铁芯21的齿部的圆弧对应圆的圆心位于转子组件3中心的上方。
本发明优选方式之一为所述的槽口气隙6为相邻齿部212圆弧端点连线的中心至多级磁铁31的距离，所述齿中心气隙7为齿部212圆弧的中心至多级磁铁31的距离，所述的槽口气隙大于齿中心气隙，有利于减少齿槽转矩、转矩波动，有利于减少电机的震动、降低噪音，有利于产生正弦波波形的磁场密度，使磁场密度的波形与驱动电机电流的波形相匹配，使电机更加静音。
本发明优选方式之一为所述的槽口气隙6与齿中心气隙7的比值范围为：1.1-10，便于产生正弦波磁场密度，有效削弱齿槽转矩，使磁场密度的波形与驱动电机电流的波形相匹配，使电机更加静音。
本发明优选方式之一所述的定子组件2的线圈23的绕线形式为分数槽集中绕组，定子组件2三相绕组接法为Y形或三角形，每一相绕组的绕线方式为串联或并联或多股并绕，绕线方式多样，便于生产加工。
本发明优选方式之一为所述的控制电路板4输入正弦波电流驱动或方波电流驱动，其输入的正弦波电流与磁场密度的波形相匹配，所述的正弦波电流波形的波峰与波谷跟磁场密度波形的波峰与波谷的位置同步，其输入为方波电流时，可有效削弱齿槽转矩波动，有利于减少转矩波动、减少电机震动，使电机更加静音。
本发明优选方式之一为所述的壳体1的材料为工程塑料或定子整体包塑或其他材料，在满足电机使用强度的前提下节约了制造成本，便于工业生产。
本发明优选方式之一为所述多极磁铁31为环形磁铁或贴于转子骨架32上的块型磁铁或其他形式的磁铁结构，多极磁铁31形式的选择多样，方便制造。
本发明优选方式之一为所述多极磁铁31的材料为铁氧体或钕铁硼；成型方式为烧结或注塑或粘接或热挤压，多极磁铁的材料选择和成型方式多样，便于加工制造。
本发明优选方式之一为所述壳体1与轴套5之间设有减震圈8，所述的轴套可以是滚动轴承或含油轴承，有利于减少摩擦；所述的减震圈8可有效减低电机的震动，有利于减小电机的噪音。

Claims (10)

1.一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于包括有壳体(1)，所述的壳体(1)内部设有定子组件(2)和转子组件(3)和控制电路板(4)；所述的定子组件包括有定子铁芯(21)、包裹定子铁芯的塑料骨架(22)、缠绕在塑料骨架(22)上的线圈(23)；所述的转子组件(3)包括有多极磁铁(31)、转子骨架(32)以及旋转轴(33)；所述的旋转轴(33)上在转子组件的前后设有轴套(5)；所述的定子铁芯(21)设有轭部(211)和自轭部(211)向中心方向延伸的多个相同齿部(212)，所述的齿部(212)呈圆弧状，所述的齿部(212)与多级磁铁(31)之间设有槽口气隙(6)和齿中心气隙(7)；所述齿部(212)圆弧对应圆的圆心与转子组件(3)中心存在偏心距A，使槽口气隙(6)的大小与齿中心气隙(7)的大小不一致，电机工作时产生波形为正弦波的磁场密度。
2.根据权利要求1所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述的偏心距A的范围为：A>0。
3.根据权利要求1所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述的槽口气隙(6)为相邻齿部(212)圆弧端点连线的中心至多级磁铁(31)的距离，所述齿中心气隙(7)为齿部(212)圆弧的中心至多级磁铁(31)的距离。
4.根据权利要求1所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述的槽口气隙(6)与齿中心气隙(7)的比值范围为：1.1-10。
5.根据权利要求1所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述的定子组件(2)的线圈(23)的绕线形式为分数槽集中绕组，定子组件(2)三相绕组接法为Y形或三角形，每一相绕组的绕线方式为串联或并联或多股并绕。
6.根据权利要求1所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述的控制电路板(4)输入正弦波电流驱动或方波电流驱动，其输入的正弦波电流与磁场密度的波形相匹配；其输入为方波电流时，可有效削弱齿槽转矩波动。
7.根据权利要求1所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述的壳体(1)的材料为工程塑料或定子包塑或其他材料。
8.根据权利要求1所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述多极磁铁(31)为环形磁铁或贴于转子骨架(32)上的块型磁铁或其他形式的磁铁结构。
9.根据权利要求8所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述多极磁铁(31)的材料为铁氧体或钕铁硼；成型方式为烧结或注塑或粘接或热挤压。
10.根据权利要求1所述的一种三相无刷永磁直流电机，其特征在于所述壳体(1)与轴套(5)之间设有减震圈(8)。
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