CN1797911A - 一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，包括在壳体内的定子、转子、端盖和传感器组件，技术特征在于：定子铁芯由若干金属硅钢片叠压而成，转子磁钢由两个性能相同的环形磁钢拼接而成，嵌套并粘贴于转子轭之上。传感器的磁钢粘贴在传感器磁钢支架上，传感器支架压装在转轴上，与转子轭同轴相连。转子轴的前端为螺杆结构，与蜗轮轴上的蜗轮相啮合，可将电机以轴向为法向的运动转变为以电机径向为法向的运动。本发明的有益效果是：本发明由于采用上述一系列技术手段，使得电机噪声小于40分贝，转矩脉动小，安全性及效率高，造价低廉。较之牙科座椅用单相异步电机及有刷直流电机具有明显优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，用于牙科座椅机构的驱动。
背景技术：
目前，市售牙科座椅机构用驱动电机均为单相异步电机或者有刷直流电机。单相异步电机采用220V单相交流电，由于在使用中，整个机构很可能会与人体相接触，易产生危险，因此其安全性、可靠性都不高。除此而外，还有体积大、重量沉、效率低的缺点。采用有刷直流电机，虽然克服了单相异步电机在安全性及体积重量方面的缺陷，并且在效率上也有了一定的提高，但有刷直流电机采用电刷——换向器换向，存在换向火花，并且噪声大、电磁干扰严重，这些缺点往往会给医院、疗养院中的医疗电子设备带来不可忽视的影响。此外机械换向导致电刷磨损，致使其寿命不长，可维护性不高。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机。
技术方案
本发明的技术思想是：包括在壳体1内的定子、转子、端盖和传感器组件，技术特征在于：所述定子的铁芯5由若干金属硅钢片20叠压而成，嵌放在机壳1内部；所述转子的磁钢3由两个性能相同的环形磁钢拼接而成，嵌套并粘贴于转子轭17之上。由此在不影响电机出力等性能的基础上，降低了磁钢的充磁难度，有效的降低了电机的成本。所述传感器的磁钢8粘贴在传感器磁钢支架10上，传感器支架10压装在转轴2上，与转子轭17同轴相连。传感器支架10与转子轭17为一体化结构设计，保证对电机转子位置的准确感应。壳体1与端盖7之间有橡胶绝缘体；转子轴2的前端为螺杆结构19，与蜗轮轴25上的蜗轮26相啮合。转子轴2前端的蜗杆结构，结合端盖7上的蜗轮，可将电机以轴向为法向的运动转变为以电机径向为法向的运动。此种结构简化了电机与外加机构的联接，可降低整个系统的成本。
所述的若干硅钢片20在叠压时顺时针扭转一个槽距角，以减小齿槽引起的转矩脉动。
在转子轴2与蜗杆之间设计一个嵌放卡簧的小槽18，装配时放入卡簧，防止转子的轴向窜动。
所述的转子磁钢3可以选用钕铁硼径向激磁环形磁钢，极弧系数为大于0.85。环形磁钢采用一体化四极径向充磁，不但保护磁体，使其抗去磁、抗振动冲击，而且增强了电机气隙磁密，有效的减小电机体积。
转子磁钢3和转子轭17的配合通过采用耐高温高强度粘贴胶粘贴，选用0～0.012的间隙配合公差。使得磁钢与转子轭之间不过于紧密，亦不过于疏松，保证了转子磁钢3在电机高速及带载运行时能牢固的固定在转子轭17之上，同时保护磁钢3不致断裂。
传感器磁钢8为轴向充磁，磁钢厚度为1.2mm～2.8mm。
电机底部选用含油轴承16，即保证了电机转子的高效运行，又保证了电机的密闭性。电机端部选用高精度轴承23，用以提高转速平稳度。
电机定子与转子之间的径向气隙4宽度为0.8mm～1.2mm。
转子磁钢3厚度为2.4mm～3.6mm，由两块长度为26mm～29mm的环形磁钢构成长度为52mm～58mm转子磁钢。
定子内径为33.6mm～36.4mm，定子外径为58.6mm～62.4mm，定子铁芯长度为52mm～58mm。
端盖7内部为空心结构，用以减轻机体重量。
有益效果
本发明的有益效果是：本发明由于采用上述一系列技术手段，使得电机噪声小于40分贝，转矩脉动小，安全性及效率高，造价低廉。较之牙科座椅用单相异步电机及有刷直流电机具有明显优点。
附图说明
图1为本发明稀土永磁无刷直流牙科座椅电机结构纵向剖面图
图2为电机转子结构示意图
图3为电机定子冲片示意图
图4为定子铁芯侧视图
图5为转子径向示意图
图6传感器结构示意图
图7传感器接线示意图
图8为端盖结构示意图
图9为蜗轮结构示意图
1—机壳 2—转轴 3—转子磁钢 4—气隙 5—定子铁芯
6—传感器支架 7—端盖 8—传感器磁钢 9—卡簧
10—传感器磁钢支架 11—十字盘头螺钉 12—垫圈 13—联接片
14—衬垫 15—衬套 16—含油轴承 17—转子轭 18—卡簧槽
19—蜗杆 20—定子冲片 21—霍尔传感器 22—挡圈
23—轴承 24—轴承衬套 25—蜗轮轴 26—蜗轮
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步描述：
本发明实施例为一55W/24V稀土永磁无刷直流牙科座椅电动机。
定子轭高为3.95mm，定子轭长度55mm。
电机定子由定子铁芯及电枢绕组构成。定子整体嵌放在机壳1内部。定子铁芯5由若干金属硅钢片20叠压而成，并且硅钢片在叠压时顺时针扭转一个槽距角，以减小齿槽引起的转矩脉动。定子组件中，定子铁芯5采用高性能导磁材料，定子内径为35mm，定子外径为60mm，定子铁芯长度为55mm。采用集中整距绕组，铁芯5斜槽分布，减小了电机的机身尺寸，降低了齿槽引起的转矩脉动。定子铁芯5通过在绝缘漆中浸漆，以提高绝缘性能。
转子组件中，转子磁钢3由两个性能相同的钕铁硼(NdFeB)径向激磁环形磁钢拼接而成，极弧系数大于0.85。每个磁钢长度为27.5mm，厚度3mm，嵌套并粘贴于转子轭17之上，整个磁钢长度为55mm。用两块磁钢拼接作为转子磁钢3整体，可以在不影响电机出力等性能的基础上，降低磁钢的充磁难度，有效的降低了电机的成本。环形磁钢采用一体化四极径向充磁，不但保护磁体，使其抗去磁、抗振动冲击，而且增强了电机气隙磁密，有效的减小电机体积。转子磁钢3经电泳处理，有防锈作用。转子磁钢3和转子轭17的配合通过采用耐高温高强度粘贴胶(DG-3S)粘贴，选用0～0.012的间隙配合公差，使得磁钢与转子轭之间不过于紧密，亦不过于疏松，保证了转子磁钢3在电机高速及带载运行时能牢固的固定在转子轭17之上，同时保护磁钢3不致断裂。
电机定子与转子之间的径向气隙4为0.4mm。
传感器组件中，传感器磁钢8为轴向充磁，轴向厚度为3mm，粘贴在传感器磁钢支架10上，传感器支架10与转子轭17为一体化结构设计，保证对电机转子位置的准确感应。传感器电路板卡在机壳1与端盖7之间，并嵌入端盖7旁设有的槽口。
转子轴2的前端为螺杆结构19，与蜗轮轴25上的蜗轮26相啮合。转子轴2前端的蜗杆结构，结合端盖7上的蜗轮，可将电机以轴向为法向的运动转变为以电机径向为法向的运动。此种结构简化了电机与外加机构的联接，可降低整个系统的成本。
壳体1采用封闭式结构，表面经镀镉钝化，能有效的防尘，防腐蚀，防干扰。壳体1与端盖7之间有橡胶绝缘体，提高了绝缘性能。绕组采用耐高温聚酯线，即保证了电机的低成本，又保证了耐高温性能。
电机底部选用含油轴承16，即保证了电机转子的高效运行，又保证了电机的密闭性。端部选用高精度轴承23，用以提高转速平稳度。
端盖7为内部空心设计，用以减轻机体重量。
本实施例中转子磁钢额定转速3000RPM(转/分)，测试噪声仅为36分贝。通过传动机构，推力可达4000N，且运行平稳。
Claims (11)
1.一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，包括在壳体(1)内的定子、转子、端盖和传感器组件，其特征在于：所述定子的铁芯(5)由若干金属硅钢片(20)叠压而成，嵌放在机壳(1)内部；所述转子的磁钢(3)由两个性能相同的环形磁钢拼接而成，嵌套并粘贴于转子轭(17)之上；所述传感器的磁钢(8)粘贴在传感器磁钢支架(10)上，传感器支架(10)压装在转轴(2)上，与转子轭(17)同轴相连；壳体(1)与端盖(7)之间有橡胶绝缘体；转子轴(2)的前端为螺杆结构(19)，与蜗轮轴(25)上的蜗轮(26)相啮合。
2.根据权利要求1所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：所述的若干硅钢片(20)在叠压时顺时针扭转一个槽距角。
3.根据权利要求3所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：在转子轴(2)与蜗杆之间设计一个嵌放卡簧的小槽(18)。
4.根据权利要求1所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：所述的转子磁钢(3)可以选用钕铁硼径向激磁环形磁钢，极弧系数为大于0.85。
5.根据权利要求1所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：转子磁钢(3)和转子轭(17)的配合通过采用耐高温高强度粘贴胶粘贴，选用0～0.012的间隙配合公差。
6.根据权利要求1所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：传感器磁钢(8)为轴向充磁，磁钢厚度为1.2mm～2.8mm。
7.根据权利要求1所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：电机底部选用含油轴承(16)，电机端部选用高精度轴承(23)。
8.根据权利要求1所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：电机定子与转子之间的径向气隙(4)宽度为0.8mm～1.2mm。
9.根据权利要求1或4所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：转子磁钢(3)厚度为2.4mm～3.6mm，由两块长度为26mm～29mm的环形磁钢构成长度为52mm～58mm转子磁钢。
10.根据权利要求1所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：定子内径为33.6mm～36.4mm，定子外径为58.6mm～62.4mm，定子铁芯长度为52mm～58mm。
11.根据权利要求1所述的一种稀土永磁无刷直流牙科座椅电机，其特征在于：端盖(7)内部为空心结构。
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