专利名称：永磁模块式无刷直流电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种永磁模块式无刷直流电机，属于供电系统设备技术领域。
背景技术：
在本实用新型以前的已有技术中，永磁无刷直流电机通常是采用磁钢体平 铺粘贴在壳体内，主轴压入定子矽钢片，定子绕组嵌入矽钢片内，由轴承支承， 转子壳体上装有端盖，采用电子换相，由脉冲分配器送出驱动脉冲，给由功率
器件组成的功率转换电路去驱动电机。例如，专利号03219125.1，其不足之 处是1.有矽钢片铁芯。2.由于磁钢体平铺粘贴在外转子的壳体内，距离内定 子铁芯磁场绕组中心有较宽的间隙和线圈距离，因此，限制了永磁磁场能量转 换效率的进一步提高。3.绕线，嵌线，烘漆等传统的电机制作方法，工序多， 生产复杂，不利于提高经济效益。
发明内容
本实用新型的目的是克服上述不足之处，运用嶄新的技术方案，提供一种 结构简单、起动电流小、输出力矩大、永磁磁场利用率高、无铁芯、能量转换 效率高、扩大功率方便、可以组合装配的永磁模块式无刷直流电机来实现。
本实用新型的主要解决方案是
主要采用磁钢体6分别嵌装固定在转子模块5内，转子模块套装在主轴1 上，由端盖4中的轴承3支承，端盖上设有一圈凹槽与定子模块7的凸圈卡接， 螺栓13通过凹槽中开有的圆孔，将端盖固定在定子模块7上，该定子模块的圆 周平面内嵌装线圈8，线圈导线穿过管路9与控制器11连接，霍尔元件14设 置在端盖内侧，该霍尔元件的信号线与控制器11连接；特征是所说主轴1上设有凸挡17，凸挡的外径大于主轴1的直径，作为设置转子模块5的靠山定 位限制，以精确限制转子模块与定子模块的气隙尺寸；线圈8内无铁芯，由线 圈平面两侧转子模块5内的磁钢体6，偶合的磁力线构成强磁场，输入脉冲电 流后，线圈6产生的磁力线与磁钢体6的永磁横向磁力线切割，产生电磁力作 用形成旋转力矩，推斥转子模块带动主轴1运转，上述磁力作用是在线圈和磁 钢体偶合的磁场中心内完成，因此电机起动平稳，线性好，噪音低，运转时， 起动扭距和工作力矩特别大，能量转换效率奇高，而且体积小，节能省料，尤 其在于模块式设计的新方案，使扩大功率十分方便，只要增添转子模块5和定 子模块7的数量，就能增加电机的输出功率，所以扩大功率方便。
所述转子模块5,由金属材料制成圆环形状，在圆环平面内嵌装一圈磁钢 体6，该磁钢体的中心与线圈8的中心相对应。
所述磁钢体6为敛铁硼永磁或钐钴永磁或铝镍钴永磁，形状有圆柱体或方 块体或六角体，数量须等于或大于线圈8之数量，按S-N-S-N磁极顺序排列固 定在转子模块5的圆面积内。
所述定子模块7用无磁或软磁材料制成，中心开有圆孔，线圈8嵌装在定 子模块7的圆面积内，线圈导线穿过管路9与控制器11连接。
所述线圈8为无铁芯线圈，由高强度漆包线绕制成圆形片状，嵌装或压制 在定子模块7的圆面积内，线圈的数量能被3和4整除，为12只或12N只，其 中N〉1，线圈中心与磁钢体6的中心相对应，构成两侧或多侧磁钢体通过若干 只线圈中心相对吸引的强磁场，采用串并联复式连接。
所述主轴1由圆钢或不锈钢制成，轴中设有凸挡17、键槽16、挡圈15， 凸挡17的外径大干主轴1的直径，作为转子模块5的靠山定位限制，以求精确 限制转子模块5与定子模块7之间的气隙尺寸，气隙尺寸的范围为0. 2 3mm，根据磁钢体和电机功率大小选择。
所述轴承盖2内设有微调主轴径向和气隙间隙的垫圈18。 导线12由控制器11 ，经过电器盒10延伸到机体外侧与调速控制开关和直 流电源连接。
所述霍尔元件14为3只，按照设定的间隔距离，分别嵌装在端盖4内侧， 信号线与控制器11连接。
霍尔元件根据电机里面磁钢体6相对于线圈8的位置，感应霍尔信号传递 给控制器11，经控制器处理、功率放大后，输出给线圈8相对应方向的电流， 电机旋转，磁钢体6与线圈8发生转动，霍尔感应出新的位置信号，控制器11 又给电机线圈重新改变电流方向供电，电机继续旋转，进行自动电子换相，使 电机正常运转。
本实用新型与现有技术相比有益效果是 结构简单，部件少，耗材小，重量轻，体积小，成本低，扩大功率方便， 制作工艺简单，并且无铁芯，无齿槽，无电刷，无矽钢片，无静摩擦力矩，效 率高，输出功率大，用途广，非常适合于流水线大批量生产。
拥有该项技术能制造各种用于市政建设中的电动工具、通风风机、建筑机 械、交通、航空、医疗、工、农业生产、防暴及危险品作业场所、地下采矿领 域所需的各种直流电机。
附图1
永磁模块式无刷直流电机的内部结构原理剖示图。
附图2
定子模块7的主视图。
附图3
定子模块7的剖示图。
附图4
转子模块5的主视图。附图5，转子模块5的剖示图。
具体实施方式
以下实施例并不构成对本实用新型保护范围的任何限制。
实施例附图1、 2、 3、 4、 5所示， 一种永磁模块式无刷直流电机，包括
1.主轴，2.轴承盖，3.轴承，4.端盖，5.转子模块，6.磁钢体，7.定子模块， 8.线圈，9.管路，10电器盒，11控制器，12导线，13.螺栓，14霍尔元件，15. 挡圈，16.键槽，17.凸挡，18.垫圈。
转子模块5，由金属材料制成，在圆环内平面内嵌装一圈磁钢体6，该磁钢 体的中心与线圈8的中心相对应，键槽16和凸挡17将若干只转子模块5固定 在主轴1上，由安装在端盖4中的轴承3支承，端盖中设有一圈凹槽，凹槽与 定子模块7的凸圈卡接，螺栓13通过凹槽中开有的圆孔，将端盖固定在定子模 块7上，该定子模块的圆周平面内嵌装线圈8，线圈导线穿过管路9与控制器 11连接，霍尔元件14设置在端盖内侧，信号线穿过端盖与控制器11连接，转 子模块5的圆平面内开有5个圆孔用以减轻模块的重量。
磁钢体6为圆柱体，采用敛铁硼永磁材料制作，数量等于或大于线圈6之 数量，按S-N-S-N的磁极顺序排列固定在转子模块5的圆面积内，作为优选， 本实施例的磁钢体选为36块。
定子模块7用无磁或软磁材料制成，中心开有圆孔，线圈8嵌装在定子模 块的圆面积内，线圈导线穿过管路9与控制器11连接。
线圈8为无铁芯线圈，由髙强度漆包线绕制成圆形片状，在定子模块7的 圆面积内嵌装或压制一圈，线圈8的中心与磁钢体6的中心相对应，构成两侧 或多侧磁钢体通过若干只线圈中心相对吸引的强磁场；作为优选，本实施例的 线圈8选为36只，以每3只为1小组，每一相4小组，组成A、 B、 G三相绕组，绕组按一只正绕， 一只反绕的顺序排列，依照A相一1小组--B相一1小组一c 相~1小组一再A相一1小组的顺序嵌装，采用串并联复式连接。
主轴1由圆钢或不锈钢制成，轴中设有凸挡17、键槽16、挡圈15，凸挡 17的外径大于主轴1的直径，作为转子模块5的靠山定位限制，以求精确限制 转子模块5与定子模块7之间的气隙尺寸。
气隙的尺寸范围为0. 2 3mm，根据磁钢体和电机功率大小选择，作为优选， 本实施例的气隙为0. 5mm。
霍尔元件14为3只，按照设定的间隔距离，分别嵌装在端盖4内侧，信号 线与控制器11连接。
装配程序将磁钢体6分别嵌装固定在转子模块5中的圆片平面内，线圈 8嵌装在定子模块7的圆面积内，线圈导线从管路9与控制器连接，主轴1装 入转子模块5，通过安装在端盖4中的轴承3支承，螺栓13将端盖4固定在定 子模块7上构成。
本实用新型所述控制器11，采用电子换向，由集成电路脉冲分配器输出驱 动脉冲，给由功率放大器件组成的功率转换电路去驱动电机。
直流电源可以是电瓶蓄电池或者整流器装置，将交流电转换成适应的直流 电，输出给控制器和电机提供必要的电源。
根据上述实施例和工作原理，有些聪明的制造商试图稍微改变或减少某一 部件而制造的雷同产品，也属于本发明的保护范畴之例。
权利要求1.一种永磁模块式无刷直流电机，主要采用磁钢体(6)分别嵌装固定在转子模块(5)内，转子模块套装在主轴(1)上，由端盖(4)中的轴承(3)支承，端盖上设有一圈凹槽，凹槽与定子模块(7)的凸圈卡接，螺栓(13)通过凹槽中开有的圆孔，将端盖固定在定子模块(7)上，该定子模块内嵌装线圈(8)，线圈导线穿过管路(9)与控制器(11)连接，霍尔元件(14)设置在端盖内侧，该霍尔元件的信号线与控制器(11)连接；特征是所说主轴(1)上设有凸挡(17)，凸挡的外径大于主轴(1)的直径，作为设置转子模块(5)的靠山定位限制，以精确限制转子模块与定子模块的气隙尺寸。
2. 根据权利要求1所述的永磁模块式无刷直流电机，特征是所说转子模 块(5)，由金属材料制成圆环形状，在圆环平面内嵌装一圈磁钢体(6)，该磁 钢体的中心与线圈(8)的中心相对应。
3. 根据权利要求1所述的永磁模块式无刷直流电机，特征是所说磁钢体 (6)为敛铁硼永磁或钐钴永磁或铝镍钴永磁，形状有圆柱体或方块体或六角体，数量须等于或大于线圈(8)之数量，按S-N-S-N磁极顺序排列固定在转子模块 (5)的圆面积内。
4. 根据权利要求1所述的永磁模块式无刷直流电机，特征是所说定子模 块(7)用无磁或软磁材料制成，中心开孔，线圈(8)嵌装在定子模块(7)的 圆面积内，线圈导线穿过管路(9)与控制器(11)连接。
5. 根据权利要求1所述的永磁模块式无刷直流电机，特征是所说线圈(8) 为无铁芯线圈，由高强度漆包线绕制成圆形片状，嵌装或压制在定子模块7的 圆面积内，线圈的数量能被3和4整除，为12只或12N只，其中N〉1，线圈中 心与磁钢体(6)的中心相对应，构成两侧或多侧磁钢体通过若干只线圈中心相 对吸引的强磁场
6. 根据权利要求1所述的永磁模块式无刷直流电机，特征是所说转子模 块(5)与定子模块(7)之间的气隙尺寸范围为0.2 3mm。
7. 根据权利要求1所述的永磁模块式无刷直流电机，特征是所说轴承盖 (2)内设有微调主轴径向和气隙间隙的垫圈(18)。
8. 根据权利要求1所述的永磁模块式无刷直流电机，特征是所说霍尔元 件(14)为3只，按照设定的间隔距离，分别嵌装在端盖(4)的内侧，信号线 与控制器(11)连接。
专利摘要本实用新型涉及一种永磁模块式无刷直流电机，属于供电系统设备技术领域。包括主轴，端盖，转子模块、定子模块为主要部件构成；特征是主轴上设有限制气隙尺寸的凸挡，定子模块内的线圈无铁芯，由定子模块两侧的转子模块内的磁钢体，偶合的磁力线形成强磁场，输入脉冲电流后，构成旋转力矩，推斥转子模块连同主轴运转，由于上述磁力作用是在线圈和磁钢体偶合的磁场中心内完成，因此电机起动扭距和工作力矩特别大，能量转换效率奇高，而且体积小，节能省料，成本低，尤其在于模块式设计的新方案，使扩大功率十分方便，只要增添转子模块和定子模块的片数数量，就能增加电机的输出功率；适合于流水线大批量生产。
文档编号H02K1/27GK201393106SQ200920112868
公开日2010年1月27日 申请日期2009年1月13日 优先权日2009年1月13日
发明者来春燕 申请人:来春燕