一種三相直流無刷電機的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種三相直流無刷電機，包括：殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的電機軸、設(shè)置在殼體內(nèi)的定子和轉(zhuǎn)子、沿著電機軸以環(huán)繞電機軸的方式設(shè)置在殼體的內(nèi)周表面的硅鋼片、沿著電機軸以環(huán)繞電機軸的方式設(shè)置在轉(zhuǎn)子中來識別轉(zhuǎn)子位置的磁鐵、以及沿電機軸的水平軸線方向嵌入在硅鋼片內(nèi)部以檢測轉(zhuǎn)子的磁場相對于線圈的位置的霍爾元件。該三相直流無刷電機具有堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大、成本低、噪音低、壽命長、效率高、故障率低等特征。
【專利說明】
一種三相直流無刷電機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電動機領(lǐng)域，尤其涉及一種三相直流無刷電機。該電機尤其適用于高級電子設(shè)備、機器人、航空航天技術(shù)、數(shù)控裝置、醫(yī)療化工等高新技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高和現(xiàn)代化生產(chǎn)、辦公自動化的發(fā)展，家用電器、工業(yè)機器人等設(shè)備越來越趨于高效率化、小型化和高智能化，作為執(zhí)行元件的重要組成部分，電機必須具有精度高、速度快、效率高等特點，直流無刷電機的應用也因此而迅速增長。
[0003]目前市場上的直流無刷電機體積大、使用和運行效率低、功率損耗嚴重、價格昂貴。生產(chǎn)加工過程中，對原材料加工精度要求不高，導致諸多問題，如降低組裝過程中的精度、增大定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙，造成電機運行噪聲，影響電機運行壽命等。
[0004]目前已有的解決方案是通過電機殼體、端蓋的高加工精度，通過較高的組裝精度來達到軸承安裝的同心度和位置度，但此方案成本較高，對組裝要求高，任何一個零部件的加工精度不良都會導致整個電機不良。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種采用霍爾元件來檢測轉(zhuǎn)子位置的高動態(tài)響應的三相直流無刷電機。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實施例的三相直流無刷電機，主要包括:殼體;設(shè)置在殼體內(nèi)的電機軸;設(shè)置在殼體內(nèi)的定子和轉(zhuǎn)子，定子包括線圈和沿著電機軸以環(huán)繞電機軸的方式設(shè)置在殼體的內(nèi)周表面的娃鋼片，轉(zhuǎn)子包括沿著電機軸以環(huán)繞電機軸的方式設(shè)置在轉(zhuǎn)子中來識別轉(zhuǎn)子位置的磁鐵；以及沿電機軸的水平軸線方向嵌入在硅鋼片內(nèi)部以檢測轉(zhuǎn)子的磁場相對于線圈的位置的霍爾元件。
[0007]進一步地，霍爾元件是霍爾傳感器并且霍爾元件的數(shù)量是三個。
[0008]進一步地，殼體內(nèi)設(shè)置有絕緣紙和絕緣條。
[0009]進一步地，殼體外部采用KTL涂層。
[0010]進一步地，電機采用深溝球軸承固定。
[0011]進一步地，電機的形狀是邊長為65_的正方體。
[0012]進一步地，轉(zhuǎn)子采用高性能釹鐵硼永磁材料。
[0013]根據(jù)本發(fā)明實施例的三相直流無刷電機，其采用一種特殊結(jié)構(gòu)，將霍爾元件嵌入在轉(zhuǎn)子硅鋼片內(nèi)部，利用轉(zhuǎn)子上的磁鐵來識別轉(zhuǎn)子的位置，有效利用了電機結(jié)構(gòu)，節(jié)省了霍爾元件的磁鐵安裝空間，縮短了電機長度，同時保證電機殼體、前/后端法蘭的加工精度，達到相同功率體積更小；電機轉(zhuǎn)子在硅鋼片內(nèi)運行更加平穩(wěn)，有效降低了轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙，這對低速啟動時獲得更大的啟動轉(zhuǎn)矩、降低電機運行噪聲、提高電機使用壽命，都具有更好的改善作用。同時，上述三相直流無刷電機采用電機電子換向結(jié)構(gòu)，利用電機轉(zhuǎn)子自身磁鐵，節(jié)省了電機空間，使電機軸向長度更短，可以滿足特殊客戶需求，也可以滿足部分客戶對小空間大扭矩的電機要求。
[0014]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的三相直流無刷電機的剖面示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的三相直流無刷電機的立體圖。
[0017]附圖標記:
[0018]1.前端蓋、2.深溝球軸承、3.電機軸、4.絕緣紙、5.磁鐵、6.霍爾元件、7.后端蓋、8.防塵蓋、9.線圈、10.硅鋼片、11.電機殼體、12.絕緣條。
【具體實施方式】
[0019]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0020]如圖1所示是本發(fā)明實施例的三相直流無刷電機的剖面示意圖。根據(jù)本發(fā)明實施例的一方面，電機霍爾元件6嵌入在硅鋼片10的內(nèi)部，利用電機轉(zhuǎn)子自身磁鐵5，不需要額外的磁環(huán)提供磁場，這樣有效利用了電機結(jié)構(gòu)，縮短了電機長度，節(jié)省了電機空間，降低了成本，進而可以滿足特殊客戶的需求。
[0021]根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，電機殼體11外部采用電泳現(xiàn)象-浸入-涂裝(KTL)耐腐涂層，在其表面形成氧化物薄膜，改變其表面狀態(tài)和性能，提高耐腐蝕性，增強耐磨性及硬度，保護金屬表面，擴大應用范圍，延長使用壽命。
[0022]如圖2所示是本發(fā)明實施例的三相直流無刷電機的立體圖，根據(jù)本發(fā)明實施例的再一方面，電機采用高品質(zhì)霍爾元件6，電機轉(zhuǎn)子采用高性能釹鐵硼永磁材料，轉(zhuǎn)子內(nèi)安裝三個霍爾元件芯片，監(jiān)測轉(zhuǎn)子磁場相對于定子繞組(線圈)的位置，并在確定的相對位置上發(fā)出信號以控制功率放大元件，使定子繞組(線圈)中的電流進行切換，提高了電機機械特性和調(diào)節(jié)特性，增大了堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，使得電機更容易控制，電氣時間常數(shù)小于1.9ms，機械時間常數(shù)小于3.0ms，實現(xiàn)高動態(tài)的快速響應。
[0023]根據(jù)本發(fā)明實施例的再一方面，采用獨特的電子換向代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械換向，使得電機具有更加可靠的性能、更低的故障率、基本無磨損，電機使用壽命比有刷電機使用壽命提尚6倍。同時，電機屬于靜態(tài)電機，空載電流小、效率尚、體積小。進一步地，電機米用尚品質(zhì)深溝球軸承2，保證了電機運行更加平穩(wěn)，運行噪音更低。
[0024]根據(jù)本發(fā)明實施例的再一方面，通過提高前端蓋1、后端蓋7內(nèi)軸承座以及電機殼體11的同軸度為位置度要求、以及整機裝配精度，提高了電機前后端蓋裝配完成后的前后軸承2的同軸度，減少了轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，降低了電機運行噪音，提高了電機使用壽命。
[0025]根據(jù)本發(fā)明實施例的再一方面，采用更高的槽滿率，降低了電機的電流密度，使得空載電流變小，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩變大，防止電機過熱以至于燒毀電機的可能。
[0026]根據(jù)本發(fā)明實施例的再一方面，通過在電機內(nèi)部增加絕緣紙4，并在線圈9外加裝絕緣紙4和絕緣條12，使得整機絕緣等級達到E級。
【主權(quán)項】
1.一種三相直流無刷電機，其特征在于，所述三相直流無刷電機包括: 殼體(11); 設(shè)置在所述殼體(11)內(nèi)的電機軸(3); 設(shè)置在所述殼體(11)內(nèi)的定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括線圈(9)和硅鋼片(10)，所述硅鋼片(10)沿著所述電機軸(3)以環(huán)繞所述電機軸(3)的方式設(shè)置在所述殼體(11)的內(nèi)周表面，所述轉(zhuǎn)子包括磁鐵(5)，所述磁鐵(5)沿著所述電機軸(3)以環(huán)繞所述電機軸(3)的方式設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子中來識別所述轉(zhuǎn)子的位置;以及 霍爾元件(6)，沿所述電機軸(3)的水平軸線方向嵌入在所述硅鋼片(10)內(nèi)部，以檢測所述轉(zhuǎn)子的磁場相對于線圈(9)的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相直流無刷電機，其特征在于，所述霍爾元件(6)是霍爾傳感器并且所述霍爾元件(6)的數(shù)量是三個。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相直流無刷電機，其特征在于，所述電機內(nèi)設(shè)置有絕緣紙(4)和絕緣條(12)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相直流無刷電機，其特征在于，所述殼體(11)外部采用KTL涂層。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相直流無刷電機，其特征在于，所述電機采用深溝球軸承(2)固定。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相直流無刷電機，其特征在于，所述電機的形狀是邊長為65mm的正方體。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相直流無刷電機，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子采用高性能釹鐵硼永磁材料。
【文檔編號】H02K5/173GK105932851SQ201610541137
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月11日
【發(fā)明人】周志亮, 馬正軍
【申請人】德恩科電機（太倉）有限公司