專利名稱：無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子，更特別地，涉及一種可以通過(guò)最小化磁鐵的磁通泄露而提高電機(jī)轉(zhuǎn)矩的無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
通常，根據(jù)磁路的結(jié)構(gòu)，無(wú)刷直流電機(jī)被歸類為表面安裝磁鐵型電機(jī)和內(nèi)部永磁式電機(jī)。
表面安裝磁鐵型電機(jī)的轉(zhuǎn)矩是由磁鐵產(chǎn)生的磁通和定子的風(fēng)流之間的相互作用而產(chǎn)生的磁轉(zhuǎn)矩。內(nèi)部永磁式電機(jī)的轉(zhuǎn)矩是由定子電流的磁極和轉(zhuǎn)子磁鐵磁極的相對(duì)位置而產(chǎn)生的不同磁阻而產(chǎn)生的反應(yīng)力矩的相互作用而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和表面安裝磁鐵型電機(jī)的轉(zhuǎn)矩兩者的和。
圖1是一種傳統(tǒng)無(wú)刷直流電機(jī)的分解透視圖，圖2是該傳統(tǒng)無(wú)刷直流電機(jī)的平面圖。
該傳統(tǒng)無(wú)刷直流電機(jī)包括一個(gè)定子102和一個(gè)轉(zhuǎn)子104，該定子固定在洗衣機(jī)的外殼上用于接收電能，該轉(zhuǎn)子被布置在定子102的外圓周，兩者之間有一個(gè)預(yù)定的空隙，該轉(zhuǎn)子被連接到洗衣機(jī)的洗衣水槽上，并當(dāng)電能作用在定子102上時(shí)，該轉(zhuǎn)子與定子102相互作用而轉(zhuǎn)動(dòng)。
在這，定子102具有一個(gè)定子芯106，該定子芯是由多個(gè)環(huán)形薄片堆疊而成的，多個(gè)齒108，這些齒在徑向上以預(yù)定的間隔固定在定子芯106的外圓周上，以及多個(gè)線圈110，這些線圈環(huán)繞著每個(gè)齒108，用于接收電能。
轉(zhuǎn)子104包括一個(gè)轉(zhuǎn)子架120以及多個(gè)磁鐵122，該轉(zhuǎn)子架具有一個(gè)用于安放定子102的空間，并在其外圓周上具有后磁軛即磁通路線，這些磁鐵被布置在轉(zhuǎn)子架120的內(nèi)圓周上。
磁鐵122為圓弧狀，在徑向方向上已被磁化，并在圓周方向上被布置在轉(zhuǎn)子架120的內(nèi)圓周上。
該傳統(tǒng)無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理將說(shuō)明如下當(dāng)電能作用在線圈110上，通過(guò)由轉(zhuǎn)子104的磁鐵122形成的磁通與由定子102的線圈110形成的磁通之間的相互作用而產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩。因此，固定磁鐵122的轉(zhuǎn)子架120也開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖3所示，該傳統(tǒng)無(wú)刷直流電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)子104的相對(duì)位置而顯示出磁通分布。由電流作用在定子102的線圈110上的磁極和磁鐵122的磁力的磁極之間的相對(duì)位置并不產(chǎn)生任何磁阻差異。
在該傳統(tǒng)無(wú)刷直流電機(jī)中，為了提高反電動(dòng)勢(shì)，轉(zhuǎn)子104的堆疊長(zhǎng)度要大于定子102的堆疊長(zhǎng)度，這就是通常所說(shuō)的突出。這種突出通過(guò)將與定子102的線圈110互連的磁鐵122的磁通提高一定的量而提高反電動(dòng)勢(shì)。在這種情況下，反電動(dòng)勢(shì)由轉(zhuǎn)子104的突出部而提高。但是，當(dāng)突出部超過(guò)一個(gè)預(yù)定值后，反電動(dòng)勢(shì)就不會(huì)再增加，而是保持一定的水平。因此，電機(jī)轉(zhuǎn)矩的提高是有限制的。
圖4的圖表中顯示了該傳統(tǒng)無(wú)刷直流電機(jī)中的突出長(zhǎng)度而對(duì)應(yīng)的磁通密度。
在圖4中可以看出，在該傳統(tǒng)無(wú)刷直流電機(jī)中，當(dāng)轉(zhuǎn)子104的突出部增大，磁鐵122的磁通密度逐漸增大。當(dāng)轉(zhuǎn)子104的突出部達(dá)到6毫米，磁鐵122的磁通密度就不再增大，而是保持在相同的水平。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子，通過(guò)面對(duì)面地布置相同極性的磁鐵而在圓周方向上最小化磁通泄露，使之可以提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。
為了達(dá)到這些以及其他的優(yōu)點(diǎn)并與本發(fā)明的目的一致，如在本文中的具體和廣泛的說(shuō)明中，提供了一種無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在定子內(nèi)圓周上的框架；連接到框架的外圓周上并在徑向上等間隔布置的轉(zhuǎn)子齒；以及固定在轉(zhuǎn)子齒之間的磁鐵，這些磁鐵被布置成在徑向上相對(duì)的兩個(gè)磁鐵極性相同。
優(yōu)選地，所述的框架形成為圓盤狀，并由非磁性材料所組成，在框架的中心上形成有一個(gè)用于固定轉(zhuǎn)軸的固定孔。
優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子齒相互分離，并以一定的間隔連接到該框架的外圓周上。
每個(gè)轉(zhuǎn)子齒為梯形，其寬度從內(nèi)向外而逐漸增大，用于接觸磁鐵的兩側(cè)。
在轉(zhuǎn)子齒的內(nèi)外部分上形成有用于阻止磁鐵分離的第一和第二止動(dòng)突起。
框架、轉(zhuǎn)子齒和磁鐵被裝配并鑄模形成。
磁鐵在圓周方向上被磁化，并固定在轉(zhuǎn)子齒之間，使得相對(duì)側(cè)面具有相同的極性。
本發(fā)明上述的以及其他的目的、特點(diǎn)、方面和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)在下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明中顯得更加清楚。


附圖用于輔助對(duì)本發(fā)明的理解，并結(jié)合作為本說(shuō)明中的一部分，這些附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例，連同說(shuō)明一起用于解釋本發(fā)明的原理。
在這些附圖中圖1是一種傳統(tǒng)無(wú)刷直流電機(jī)的分解透視圖；圖2是該傳統(tǒng)無(wú)刷直流電機(jī)的平面圖；圖3是該傳統(tǒng)無(wú)刷直流電機(jī)的磁通分布圖；圖4是該傳統(tǒng)無(wú)刷直流電機(jī)的突出長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的磁通密度圖表；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一種無(wú)刷直流電機(jī)的透視圖；圖6是如圖5中的A部分的放大圖；圖7是如圖6中的B部分的放大圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子的平面圖；圖9是如圖8中的C部分的放大圖；以及圖10是根據(jù)本發(fā)明的無(wú)刷直流電機(jī)的磁通分布圖。
具體實(shí)施例方式
下面將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，其中結(jié)合了附圖對(duì)這些例子進(jìn)行說(shuō)明。
根據(jù)本發(fā)明的最優(yōu)選的實(shí)施例的一個(gè)無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子將在下面結(jié)合附圖加以說(shuō)明。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的無(wú)刷直流電機(jī)的透視圖，圖6是如圖5中的A部分的放大圖，而圖7是如圖6中的B部分的放大圖。
該無(wú)刷直流電機(jī)包括一個(gè)環(huán)形的定子12，圍繞在定子12周圍的用于接收電能的線圈14，以及一個(gè)轉(zhuǎn)子10，該轉(zhuǎn)子10被布置在定子12的內(nèi)圓周上并與定子12之間有一定的間隙，當(dāng)電能作用在線圈14上時(shí)，該轉(zhuǎn)子通過(guò)與定子12的相互作用而轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)該無(wú)刷直流電機(jī)用在一個(gè)洗衣機(jī)上時(shí)，定子12固定在一個(gè)固定物體如洗衣機(jī)的外殼上，而轉(zhuǎn)子10則連接到該洗衣機(jī)的洗衣水槽上，用以轉(zhuǎn)動(dòng)該洗衣水槽。
定子12具有一個(gè)定子芯16，該定子芯由多個(gè)圓形薄片堆疊而成，多個(gè)定子齒18，這些定子齒在徑向方向上以一定的間隔而安裝在定子芯16的內(nèi)圓周上，以及多個(gè)線圈14，每個(gè)線圈圍繞著每個(gè)定子齒18并相互連接，用于接收電能。
為了將定子12固定在一個(gè)固定物體(圖中沒(méi)有示出)上，在定子芯16的外圓周上以規(guī)則的間隔形成多個(gè)螺栓可通過(guò)的固定孔20。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子的平面圖，圖9是如圖8中的C部分的放大圖。
轉(zhuǎn)子10包括一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在定子12內(nèi)圓周上的框架30，該框架的中心上有一根轉(zhuǎn)動(dòng)軸，多個(gè)在徑向方向上以規(guī)則的間隔連接在框架30外圓周上的轉(zhuǎn)子齒32，以及多個(gè)位于轉(zhuǎn)子齒32之間的磁鐵34。
框架30形成為一個(gè)盤形。用于固定轉(zhuǎn)軸的一個(gè)固定孔36形成于框架30的中心上。轉(zhuǎn)子齒32以規(guī)則的間隔固定在框架30的外圓周上。優(yōu)選地，該框架30由一種非磁性材料所組成。
轉(zhuǎn)子齒32在徑向方向上以規(guī)則的間隔布置在框架30的外圓周上。磁鐵34分別固定在轉(zhuǎn)子齒32之間。在這，每個(gè)轉(zhuǎn)子齒32為梯形，其寬度從內(nèi)向外逐漸增大，用于接觸磁鐵34的兩側(cè)。
在轉(zhuǎn)子齒32的內(nèi)、外部分上形成有用于防止磁鐵34分離的第一和第二止動(dòng)突起40和42。在這，第一止動(dòng)突起40在寬度方向上從轉(zhuǎn)子齒32的內(nèi)端上延伸，從而使磁鐵34的內(nèi)表面被鉤住，而第二止動(dòng)突起42在寬度方向上從轉(zhuǎn)子齒32的外端上延伸，從而使磁鐵34的外表面被鉤住。
優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子齒32通過(guò)板金加工硅鋼或燒結(jié)磁粉制造而成。
轉(zhuǎn)子齒32可以通過(guò)連接內(nèi)表面而結(jié)合起來(lái)。在這種情況下，通過(guò)轉(zhuǎn)子齒32的橋接而產(chǎn)生磁通泄露，從而減小轉(zhuǎn)矩。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子齒32通過(guò)單體制造，而不使用橋接方式，并在徑向上固定到框架30上。
用于將轉(zhuǎn)子齒32固定到框架30的外圓周上的固定單元46和48形成于轉(zhuǎn)子齒32和框架30之間。也就是說(shuō)，固定單元46和48實(shí)際上是從轉(zhuǎn)子齒32內(nèi)端的頂端上突出的凸鉤46，以及形成于框架30的外圓周上的鉤狀槽48。凸鉤46被插入到鉤狀槽48內(nèi)。
磁鐵34固定在轉(zhuǎn)子齒32之間，在徑向上布置在框架30的外圓周上，形狀為矩形，其中徑向上的長(zhǎng)度大于圓周方向上的寬度。磁鐵34在圓周方向上被磁化，并布置成相對(duì)側(cè)面具有相同的極性。
鉤在轉(zhuǎn)子齒32的頂面上用于防止磁鐵34在向下的方向上分離的鉤爪50形成于磁鐵34的兩側(cè)的頂端上。
當(dāng)轉(zhuǎn)子齒32在徑向上固定到框架30的外圓周上，而磁鐵34固定在轉(zhuǎn)子齒32之間后，轉(zhuǎn)子10的部件通過(guò)注射模塑法而緊固固定。在這，轉(zhuǎn)子齒32之間的橋由非磁性材料組成，以最小化磁通泄露。
下面將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的無(wú)刷直流電機(jī)的制造過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。
首先，轉(zhuǎn)子齒32通過(guò)板金加工硅鋼或燒結(jié)磁粉而作為一個(gè)單體而制造。轉(zhuǎn)子齒32被放在位于徑向上的一個(gè)模子中，而磁鐵34則被布置在轉(zhuǎn)子齒32之間。由于轉(zhuǎn)子齒32為梯形，磁鐵34被布置在轉(zhuǎn)子齒32之間，并與轉(zhuǎn)子齒32接觸。在轉(zhuǎn)子齒32的兩端上形成的第一和第二止動(dòng)突起40和42支撐住磁鐵34，防止其分離。
通過(guò)將形成于轉(zhuǎn)子齒32內(nèi)圓周上的凸鉤48插入到形成于框架30的外圓周上的鉤狀槽46內(nèi)，而將轉(zhuǎn)子齒32而框架30相互連接。
轉(zhuǎn)子齒32、磁鐵34和框架30通過(guò)將一種非磁性材料例如塑料噴入到模子中而合成一體。
下面將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。
當(dāng)電能作用在線圈14上，在轉(zhuǎn)子10的磁鐵34形成的磁通和定子12的線圈14形成的磁通之間的相互作用而產(chǎn)生一個(gè)力矩，用于轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵34。固定磁鐵34的框架30隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使固定在框架30上的轉(zhuǎn)軸也轉(zhuǎn)動(dòng)。
電流作用在定子12的線圈14上而產(chǎn)生的磁極與磁鐵34的磁力產(chǎn)生的磁極之間的相對(duì)位置而產(chǎn)生不同的磁阻，從而產(chǎn)生一個(gè)磁阻力矩。如圖10所示，該無(wú)刷直流電機(jī)在圓周方向上展示出具有高磁通密度的磁通分布。
如上所述，與具有同樣疊片結(jié)構(gòu)和體積的普通電機(jī)相比，這種無(wú)刷直流電機(jī)通過(guò)增大磁通密度而相當(dāng)?shù)靥岣吡肆?，從而具有較高的電機(jī)性能。
此外，圍繞在無(wú)刷直流電機(jī)周圍的線圈得以減少，從而降低成本。對(duì)于同樣的力矩，無(wú)刷直流電機(jī)可以具有更小的尺寸。
由于本發(fā)明可以在不偏離其精神和基本特性的范圍內(nèi)以多種方式實(shí)施，因此應(yīng)當(dāng)理解除非另有說(shuō)明，上述的實(shí)施例并不被限制于上述說(shuō)明的細(xì)節(jié)中，而應(yīng)當(dāng)在如權(quán)利要求所述的精神和范圍之內(nèi)廣泛地解釋，因此所有落在這些權(quán)利要求的范圍內(nèi)、或等價(jià)于權(quán)利要求所述的各種變化和修改都應(yīng)被包含在權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括一個(gè)框架，可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在一個(gè)定子的內(nèi)圓周上；多個(gè)轉(zhuǎn)子齒，這些轉(zhuǎn)子齒在徑向上以規(guī)則的間隔連接到該框架的外圓周上；以及多個(gè)磁鐵，這些磁鐵固定在轉(zhuǎn)子齒之間，并在徑向上布置成面對(duì)面的側(cè)面具有相同的極性。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中該框架形成為一個(gè)盤狀，并且在框架的中心形成有一個(gè)用于固定轉(zhuǎn)軸的固定孔。
3.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中該框架由一種非磁性材料所組成。
4.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中所述的轉(zhuǎn)子齒相互分離，并以規(guī)則的間隔連接到框架的外圓周上。
5.如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子，其中每個(gè)轉(zhuǎn)子齒為梯形，其寬度從內(nèi)向外逐漸增大，用于連接磁鐵的兩側(cè)。
6.如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子，其中所述的轉(zhuǎn)子齒通過(guò)板金加工硅鋼制造而成。
7.如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子，其中所述的轉(zhuǎn)子齒通過(guò)燒結(jié)磁粉制造而成。
8.如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子，其中在轉(zhuǎn)子齒的內(nèi)、外部分上形成有用于防止磁鐵分離的第一和第二止動(dòng)突起。
9.如權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)子，其中第一止動(dòng)突起形成于寬度方向上的轉(zhuǎn)子齒的內(nèi)端上，用于支撐磁鐵的內(nèi)表面，而第二止動(dòng)突起形成于寬度方向上的轉(zhuǎn)子齒的外端上，用于支撐磁鐵的外表面。
10.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中在轉(zhuǎn)子齒的內(nèi)側(cè)頂面上形成有凸鉤，而凸鉤所插入的鉤狀槽則在圓周方向上形成于框架外表面上。
11.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中框架、轉(zhuǎn)子齒和磁鐵被組裝并鑄模形成。
12.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中磁鐵在圓周方向上被磁化，并被固定在轉(zhuǎn)子齒之間，從而使面對(duì)面的側(cè)面具有相同的極性。
13.如權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)子，其中鉤在轉(zhuǎn)子齒頂面上的凸鉤形成于磁鐵的兩側(cè)上。
全文摘要
所公開(kāi)的是一種無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在定子內(nèi)圓周上的框架，在徑向上以規(guī)則的間隔連接在框架的外圓周上的多個(gè)轉(zhuǎn)子齒，以及固定在轉(zhuǎn)子齒之間的多個(gè)磁鐵，這些磁鐵在徑向上被布置成面對(duì)面的側(cè)面具有相同的極性。該無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過(guò)最小化磁鐵的磁通泄露而提高了電機(jī)轉(zhuǎn)矩。
文檔編號(hào)H02K1/22GK1750359SQ20051000911
公開(kāi)日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2005年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月13日
發(fā)明者金永寬, 金德鎮(zhèn), 李成浩, 樸鎮(zhèn)洙 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社