專利名稱：雙定轉子直流無刷電動機的制作方法
技術領域：
雙定轉子直流無刷電動機，屬于電動機領域。適用于家用、商用電動跑步機及其它 場合。
背景技術：
電動跑步機是家庭及健身房常備的器材，而且是目前家庭健身器材中應用最為普 遍的一種。近幾年，電動跑步機得到長足發展，廣泛深入到家庭之中。現在家庭用電動跑步 機所配驅動系統一般采用①普通直流永磁電動機加直流調速電源，達到驅動跑步帶的功 能；普通電動跑步機一般采用電機通過同步帶輪減速，用同步帶帶動驅動輥，實現跑步帶的 直線運動。②采用三相交流變頻電動機加變頻驅動器，或者采用永磁直流無刷電動機加無刷 控制器達到驅動跑步帶的功能；兩種電機調速系統各有優缺點普通直流永磁電動機加直 流調速電源驅動系統具有結構簡單，調速范圍廣，調速簡單的優點，但是由于采用直流永磁 電動機，內部含有電刷，電機使用壽命受到電刷的影響，一般使用1000-2000h之后需要更 換電刷，若換向器磨損，電機即報廢。三相交流變頻電動機加變頻驅動器驅動系統，壽命長， 噪聲低，但是由于采用交流電動機，體積大、重量大，調速方案復雜，系統整體效率偏低，不 符合目前節能社會的需求。永磁直流無刷電動機加無刷控制器是近年來發展起來的新的電 動跑步機驅動系統，各大電動跑步機廠家都注入相當大的精力，進行研制開發，近期并有批 量上市。采用永磁直流無刷電動機加無刷控制器驅動系統，具有效率高、調速方便、壽命長、 過載能力強、相同功率體積小的優點，缺點是價格偏高，整套系統與交流變頻電動機加變頻 驅動器驅動系統價格相當，高于直流永磁電動機加直流調速電源的價格。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術存在的問題，設計一種體積小、重量 輕、效率高、壽命長，還可節省大量原材料的雙定轉子直流無刷電動機。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是該雙定轉子直流無刷電動機，包括 定子、中心軸和轉子，其特征在于在中心軸的兩端部安裝兩個完全相同的定子，兩個定子 槽槽相對，兩定子間用跨線串聯，定子的外端分別裝置有圓柱滾子軸承和雙列球軸承，外轉 子安裝在兩個定子的外面，在外轉子內對應兩個定子的位置粘接兩組磁瓦，兩端通過左右 端蓋固定。所述的兩個定子分別由繞組線、槽楔、沖片和絕緣端板組成，沖片疊高相同，兩端 裝置有絕緣端板，槽絕緣放入槽內，完成繞線后用槽楔固定。所述的兩組磁瓦片數和磁性能相同，每組磁瓦的片數為10片。所述的電動機整體為長度600mm，直徑90mm的細長結構。工作原理雙定轉子直流無刷電動機，使用在電動跑步機上，用驅動輥作為電機的外轉子，同步帶繞在外轉子上，電機旋轉時，直接驅動跑步帶，實現跑步帶直線運動。這樣，整個系統省 掉兩個同步帶輪，一條同步帶，并可節省電動跑步機前面安裝電機和同步帶的空間，從而減 少電動跑步機的總體長度，比較適合小居室家庭使用。與現有技術相比，本發明的雙定轉子直流無刷電動機與同功率交流電動機相比， 電機體積小、重量輕，具有較高的過載能力和啟動轉矩；與直流永磁電動機相比，由于采用 無刷結構，壽命長、能有效減少電刷磨損產生的粉塵污染和對外界的電磁干擾。雙定轉子 直流無刷電動機加無刷控制器調速方便，可靠性高，是典型的機電一體化產品，它具有細而 長的體形，電機內部安裝有兩個完全相同的定子，分別位于電機的兩端，易于繞線，由于分 布在兩端，傳送轉矩時，亦可有效消除對軸承的單邊拉力。應用到電動跑步機上，作為電動 跑步機的新型的驅動元件，不但具有一般直流無刷電機所具有的體積小、重量輕、效率高、 壽命長的特點，還可節省大量鑄鐵材料，兩個同步帶輪的重量約為3-5Kg，不通過同步帶傳 遞能量，減少效率損失，適應當前節能社會的主旋律。細長的外轉子直接作為電動跑步機的 驅動輥，節省了兩個同步帶輪和一條同步帶，可節省大量黑色金屬，節約電動跑步機前面的 空間，有效縮短電動跑步機的總長度，具有較為廣闊的應用前景，適應當前節能社會的大環
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圖1是本發明雙定轉子直流無刷電動機結構剖視示意圖；圖2是定子結構示意圖；圖3是定子沖片結構示意圖；圖4是兩個定子繞組接線圖。圖1-4是本發明雙定轉子直流無刷電動機的最佳實施例。其中1.軸用擋圈 2.左端蓋 3.圓柱滾子軸承 4.孔用擋圈 5.繞組線 6.絕緣端板 7.沖 片 8.槽絕緣 9.槽楔 10.跨線 11.中心軸 12.外轉子 13.磁瓦 14.雙列球軸承 15.右端蓋 16.螺釘 17.引接線。下面結合附圖對本發明雙定轉子直流無刷電動機做進一步說明現有技術的電動跑步機采用直流永磁電動機或交流電動機及一般結構的直流無 刷電動機及其驅動系統。由于電機直徑較大，只能放置于電動跑步機的前端。參照圖1 本發明雙定轉子直流無刷電動機由軸用擋圈1、左端蓋2、圓柱滾子軸承3、孔用擋 圈4、繞組線5、絕緣端板6、沖片7、槽絕緣8、槽楔9、跨線10、中心軸11、外轉子12、磁瓦13、 雙列球軸承14、右端蓋15、螺釘16和引接線17組成。在中心軸11的兩端部安裝兩個完全 相同的定子，兩個定子槽槽相對，結構和電磁參數完全相同，兩定子間用跨線10串聯，使其 在電氣上同步，定子的外端分別裝置有圓柱滾子軸承3和雙列球軸承14，外轉子12安裝在 兩個定子的外面作為驅動輥，在外轉子12內圓上對應定子位置粘接兩組片數和磁性能相 同的磁瓦13，兩組磁瓦13片數和磁性能相同，每組磁瓦13的片數為10片，兩端通過左右端 蓋2、15固定。電動機整體為長度600mm，直徑90mm的細長結構。參照圖2:兩個定子分別由繞組線5、絕緣端板6、沖片7、槽絕緣8、槽楔9組成。沖片7疊高相同，以軸肩定位分別從中心軸11兩端壓入，槽內放入槽絕緣8，按圖4所示繞線，用槽楔9固定。參照圖3:定子沖片采用21槽均布結構，冷軋硅鋼片，轉子采用10片高磁能積釹鐵硼磁鋼， 這種10極、21槽配合，有助于減小轉矩波動，提高系統低速運行平穩性。定子鐵心分成兩部分后，鐵心長度縮短為原先的一半，提高了繞線、嵌線的工藝 性；對應定子位置，在轉子內圓上粘接兩組片數和磁性能相同的磁瓦13，分布在跑步帶驅 動輥的兩端，提高了磁瓦13粘接的可靠性和工藝性，亦可有效消除驅動輥工作時對軸承的 單邊拉力。驅動輥加工時可兩端加工，只加工粘接磁瓦13部分，減少了加工量，提高了加工 工藝性。參照圖4:兩組完全相同的定子結構，繞線方式相同，電磁方案相同，分別繞制完成后，用跨 線10串聯在一起，構成一個電氣完整的定子。鐵心變短，提高繞線工藝性。該雙定子外轉子直流無刷電動機，結構細長，用在電動跑步機上，接通電源，電動 機外轉子12作為驅動輥直接驅動跑步帶作直線運動，省去了兩個同步帶輪，一條同步帶， 節省了電動跑步機前放置電機的空間，使電動跑步機結構更加緊湊，更適用于小居室家庭 使用。由于采用直接驅動結構，提高了電動跑步機的工作可靠性，提高了電動跑步機的動態 響應。作為驅動該電機的直流無刷控制器原理與一般無刷電機控制器接近，由于可單獨安 裝固定，故可設計為細長結構，獨立安裝在電動跑步機的某一支撐臂上，不影響使用；該電 機結構新穎，可節省黑色金屬和塑料使用量，非常適合當前節能型社會的大趨勢，具有非常 廣闊的推廣、使用前景。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非是對本發明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等 效實施例。但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所 作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發明技術方案的保護范圍。
權利要求
雙定轉子直流無刷電動機，包括定子、中心軸和轉子，其特征在于在中心軸(11)的兩端部安裝兩個完全相同的定子，兩個定子槽槽相對，兩定子間用跨線(10)串聯，定子的外端分別裝置有圓柱滾子軸承(3)和雙列球軸承(14)，外轉子(12)安裝在兩個定子的外面，在外轉子(12)內對應兩個定子的位置粘接兩組磁瓦(13)，兩端通過左右端蓋(2、15)固定。
2.根據權利要求1所述的雙定轉子直流無刷電動機，其特征在于所述的兩個定子分 別由繞組線(5)、槽楔(9)、沖片(7)和絕緣端板(6)組成，沖片(7)疊高相同，兩端裝置有 絕緣端板(6)，槽絕緣(8)放入槽內，完成繞線后用槽楔(9)固定。
3.根據權利要求1所述的雙定轉子直流無刷電動機，其特征在于所述的兩組磁瓦 (13)片數和磁性能相同，每組磁瓦(13)的片數為10片。
4.根據權利要求3所述的雙定轉子直流無刷電動機，其特征在于所述的電動機整體 為長度600mm，直徑90mm的細長結構。
全文摘要
雙定轉子直流無刷電動機，屬于電動機領域。適用于家用、商用電動跑步機及其它場合。包括定子、中心軸和轉子，其特征在于在中心軸(11)的兩端部安裝兩個完全相同的定子，兩個定子槽槽相對，兩定子間用跨線(10)串聯，定子的外端分別裝置有圓柱滾子軸承(3)和雙列球軸承(14)，外轉子(12)安裝在兩個定子的外面，在外轉子(12)內對應兩個定子的位置粘接兩組磁瓦(13)，兩端通過左右端蓋(2、15)固定。具有的體積小、重量輕、效率高、壽命長的特點，還可節省大量鑄鐵材料等優點。
文檔編號H02K1/16GK101931292SQ20101026390
公開日2010年12月29日 申請日期2010年8月24日 優先權日2010年8月24日
發明者于賓 申請人:山東山博電機集團有限公司