一種直流無刷電機的制作方法

本發明涉及一種直流無刷電機。

背景技術：

直流無刷電機理想的調速電機，直流無刷電機的控制技術也已是較為成熟的技術。它以電子方式控制電機換相，得到類似直流電機特性又沒有直流電機機構上缺失的一種應用。

目前，廣泛使用的直流無刷電機的機械構架部分普遍含有繞電樞線圈用的槽形鐵芯沖片的定子，如申請號為200620053694.6的中國專利文件記載的，定子鐵芯采用沖片形式，也帶有霍爾元件。

這樣的結構不僅給纏繞電樞線圈帶來很多不便，而且不利于散熱；熱量積累致使電動機的線圈損壞，是電動機失效的主要形式之一。同時，當電樞線圈通電時，在定子和轉子之間會產生一定的徑向力，當這個徑向力不能被平衡抵消時，徑向力的合力就會作用于軸承，讓電動機產生振動及噪音，降低電動機的使用壽命。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種直流無刷電機，用以解決現有沖片結構不利于散熱的問題。

為實現上述目的，本發明的方案包括：

一種直流無刷電機，包括轉子軸，以及穿設在轉子軸上的定子架和轉子架；定子架上設置有若干電樞線圈，轉子架上設有若干永磁體塊，各電樞線圈處于以轉子軸為圓心的第一圓周上，各永磁體塊處于以轉子軸為圓心的第二圓周上。

進一步的，所述定子架和轉子架為：轉子軸上依次設置有第一定子支架、第一轉子支架、第二轉子支架和第二定子支架；所述第一定子支架、第一轉子支架、第二轉子支架和第二定子支架均由中心部位和中心部位上的若干輻條構成；所述第一、第二定子支架的各輻條端部之間均固定設有對應的定子鐵芯，定子鐵芯上纏繞定子電樞線圈；所述第一、第二轉子支架的各輻條端部之間均固定設有對應的永磁體塊。

進一步的，所述第一圓周半徑大于第二圓周半徑。

進一步的，電樞線圈數量小于永磁體塊數量。

進一步的，所述第一或第二定子支架上設有霍爾元件。

進一步的，第一、第二定子支架的端部對應設有用于裝卡定子鐵芯的卡槽，卡槽沿轉子軸徑向的切線方向延伸，用于定子鐵芯沿卡槽延伸方向的位置調整。

進一步的，所述第一、第二定子支架輻條端部之間還設有通過預緊定子支架的方式壓緊定子鐵芯的螺釘。

本發明的直流無刷電機，其定轉子結構不采用沖片形式，而采用支架結構，利于散熱，而且使得電機結構簡單化，容易維護。

通過將定子架形成第一、第二定子支架結構，轉子架形成第一、第二轉子支架結構，定子架包圍轉子架，使電樞線圈與永磁體塊在同一徑向上設置，進一步優化了電機結構。采用輻條結構使得電機散熱效果很好。同時還能有效降低電機運轉過程中定子和轉子之間的徑向力，故障率低。

定子架的電樞線圈所處圓周大于轉子架永磁體塊所處圓周，即轉子部分較小，利于電機結構優化。

附圖說明

圖1是本發明實施例的結構圖；

圖2是圖1的A-A方向剖視圖；

圖3是原理示意圖；

圖4是圖1的局部視圖；

圖5是實施例的控制框圖；

101.電樞線圈接線端，102.電樞線圈，103.鐵芯，104.永磁體塊，201.定子架，202.轉子架，203.霍爾元件，204.轉子軸，205.電磁體，401.螺釘，402.磁感線，403.卡槽。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。

如圖1、圖2所示的一種直流無刷電機，其定轉子結構包括轉子軸204，定子架和轉子架，具體的，轉子軸204上依次設置有第一定子支架201-1、第一轉子支架202-1、第二轉子支架202-2和第二定子支架201-2；第一、第二定子支架通過軸承裝配在轉子軸上，第一、第二轉子支架固定穿設在轉子軸上。

上述各支架形狀相似，均由中心部位和中心部位上的若干輻條構成。輻條沿轉子軸徑向設置。

第一、第二定子支架的各輻條端部之間均固定設有對應的鐵芯103（如硅鋼片鐵芯），鐵芯103上纏繞電樞線圈102；第一、第二轉子支架的各輻條端部之間均固定設有對應的永磁體塊104。第一或第二定子支架上設有霍爾元件。各電樞線圈處于以轉子軸為圓心的第一圓周上，各永磁體塊處于以轉子軸為圓心的第二圓周上。第一圓周大于第二圓周，定子架包圍了轉子架。

如圖3、圖4所示，鐵芯卡裝在設置于對應的定子支架輻條端部的卡槽403中。在卡槽內可以沿滑槽方向調整鐵芯的位置。調節使定子電磁體205通電時，轉子永磁體能帶動轉子支架轉動到圖4位置。螺釘401穿設于對應的定子支架輻條端部之間，由螺釘401預緊定子架的方式固定定子鐵芯。

各個電磁體205都是獨立的，可以方便取下更換；在定子支架的每一個有電樞線圈的位置都設有霍爾元件203（圖3所示位置）用于檢測轉子的位置。

永磁體和電樞線圈的安裝及其之間通電后的相互作用如圖3、圖4所示，定子支架和轉子支架采用對稱設計，定子上電樞線圈的數量少于轉子上永磁體的數量，即轉子之間輻條數大于定子支架輻條數，可保證電機轉子的連續轉動；每一對對稱的定子電樞線圈通電，轉子上對稱的一對永磁體受力，可增大轉子的輸出扭矩，同時減輕轉子轉動過程中的振動。

在電機轉子每轉動到一個平衡態時，電機定子電樞線圈和轉子之間的徑向作用力非常小，且由于電機的這種結構使其在轉動過程中定子與轉子之間的作用力為轉子的自重；而轉子和定子支架的材料可用使用輕質的剛度大的非金屬材料，從而可有效降低轉子軸和定子之間的摩擦損耗和電機的振動。

本實施例的電機結構簡單，拆裝非常容易。

本實施例中定子架、轉子架均設置為雙層支架，作為其他實施方式，定子架、轉子架均設置為單個支架；電樞線圈和永磁體塊也可以在對應輻條的設定位置處。

作為其他實施方式，定子架、轉子架也可以不設置輻條結構，比如定子架、轉子架設置為與轉子軸同軸的筒體結構。

圖1-圖4所示的電機很容易維護，使用方便。因其原理簡單，也可用于無刷電動機基礎理論的教學設備等。定子上有很多個電磁體，各個電磁體相互獨立，暴露在電機的最外層，散熱效果極佳，拆卸方便；當某個電磁體線圈出問題時，在不用停機的情況下可實現對其進行更換，特別適用于某些需電動機連續工作的場合。

本發明的控制系統如圖5所示，主要由單片機及其附屬控制電路、驅動放大電路、位置反饋電路和速度顯示模塊組成。啟停及速度調控電路通過手動訪問單片機的內部程序或是向單片機寫入新程序，單片機根據啟停及速度調控電路和位置反饋電路和直流動力電路共同作用于驅動放大電路；由于本發明中電動機的結構，驅動放大電路可直接作用于無槽形鐵芯沖片直流無刷電機，而無需再布置逆變電路。電動機再通過位置反饋電路作用于單片機，單片機通過速度顯示模塊，對外顯示出電動機的轉動速度。霍爾元件的信號作為電機的位置反饋信號，控制系統根據反饋信號，控制電樞線圈的依此通電，使轉子永磁體塊連續受力，永磁體塊通過轉子架帶動轉子軸連續轉動。具體控制過程屬于現有技術，在此不再贅述。