一种三相直流无刷电机的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种三相直流无刷电机，包括：壳体、设置在壳体内的电机轴、设置在壳体内的定子和转子、沿着电机轴以环绕电机轴的方式设置在壳体的内周表面的硅钢片、沿着电机轴以环绕电机轴的方式设置在转子中来识别转子位置的磁铁、以及沿电机轴的水平轴线方向嵌入在硅钢片内部以检测转子的磁场相对于线圈的位置的霍尔元件。该三相直流无刷电机具有堵转转矩大、成本低、噪音低、寿命长、效率高、故障率低等特征。
【专利说明】
一种三相直流无刷电机
技术领域
[0001]本发明涉及电动机领域，尤其涉及一种三相直流无刷电机。该电机尤其适用于高级电子设备、机器人、航空航天技术、数控装置、医疗化工等高新技术领域。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的提高和现代化生产、办公自动化的发展，家用电器、工业机器人等设备越来越趋于高效率化、小型化和高智能化，作为执行元件的重要组成部分，电机必须具有精度高、速度快、效率高等特点，直流无刷电机的应用也因此而迅速增长。
[0003]目前市场上的直流无刷电机体积大、使用和运行效率低、功率损耗严重、价格昂贵。生产加工过程中，对原材料加工精度要求不高，导致诸多问题，如降低组装过程中的精度、增大定子与转子之间的气隙，造成电机运行噪声，影响电机运行寿命等。
[0004]目前已有的解决方案是通过电机壳体、端盖的高加工精度，通过较高的组装精度来达到轴承安装的同心度和位置度，但此方案成本较高，对组装要求高，任何一个零部件的加工精度不良都会导致整个电机不良。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种采用霍尔元件来检测转子位置的高动态响应的三相直流无刷电机。
[0006]根据本发明实施例的三相直流无刷电机，主要包括:壳体;设置在壳体内的电机轴;设置在壳体内的定子和转子，定子包括线圈和沿着电机轴以环绕电机轴的方式设置在壳体的内周表面的娃钢片，转子包括沿着电机轴以环绕电机轴的方式设置在转子中来识别转子位置的磁铁；以及沿电机轴的水平轴线方向嵌入在硅钢片内部以检测转子的磁场相对于线圈的位置的霍尔元件。
[0007]进一步地，霍尔元件是霍尔传感器并且霍尔元件的数量是三个。
[0008]进一步地，壳体内设置有绝缘纸和绝缘条。
[0009]进一步地，壳体外部采用KTL涂层。
[0010]进一步地，电机采用深沟球轴承固定。
[0011]进一步地，电机的形状是边长为65_的正方体。
[0012]进一步地，转子采用高性能钕铁硼永磁材料。
[0013]根据本发明实施例的三相直流无刷电机，其采用一种特殊结构，将霍尔元件嵌入在转子硅钢片内部，利用转子上的磁铁来识别转子的位置，有效利用了电机结构，节省了霍尔元件的磁铁安装空间，缩短了电机长度，同时保证电机壳体、前/后端法兰的加工精度，达到相同功率体积更小；电机转子在硅钢片内运行更加平稳，有效降低了转子与定子之间的气隙，这对低速启动时获得更大的启动转矩、降低电机运行噪声、提高电机使用寿命，都具有更好的改善作用。同时，上述三相直流无刷电机采用电机电子换向结构，利用电机转子自身磁铁，节省了电机空间，使电机轴向长度更短，可以满足特殊客户需求，也可以满足部分客户对小空间大扭矩的电机要求。
[0014]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的三相直流无刷电机的剖面示意图；
[0016]图2为本发明的三相直流无刷电机的立体图。
[0017]附图标记:
[0018]1.前端盖、2.深沟球轴承、3.电机轴、4.绝缘纸、5.磁铁、6.霍尔元件、7.后端盖、8.防尘盖、9.线圈、10.硅钢片、11.电机壳体、12.绝缘条。
【具体实施方式】
[0019]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0020]如图1所示是本发明实施例的三相直流无刷电机的剖面示意图。根据本发明实施例的一方面，电机霍尔元件6嵌入在硅钢片10的内部，利用电机转子自身磁铁5，不需要额外的磁环提供磁场，这样有效利用了电机结构，缩短了电机长度，节省了电机空间，降低了成本，进而可以满足特殊客户的需求。
[0021]根据本发明实施例的另一方面，电机壳体11外部采用电泳现象-浸入-涂装(KTL)耐腐涂层，在其表面形成氧化物薄膜，改变其表面状态和性能，提高耐腐蚀性，增强耐磨性及硬度，保护金属表面，扩大应用范围，延长使用寿命。
[0022]如图2所示是本发明实施例的三相直流无刷电机的立体图，根据本发明实施例的再一方面，电机采用高品质霍尔元件6，电机转子采用高性能钕铁硼永磁材料，转子内安装三个霍尔元件芯片，监测转子磁场相对于定子绕组(线圈)的位置，并在确定的相对位置上发出信号以控制功率放大元件，使定子绕组(线圈)中的电流进行切换，提高了电机机械特性和调节特性，增大了堵转转矩，使得电机更容易控制，电气时间常数小于1.9ms，机械时间常数小于3.0ms，实现高动态的快速响应。
[0023]根据本发明实施例的再一方面，采用独特的电子换向代替传统的机械换向，使得电机具有更加可靠的性能、更低的故障率、基本无磨损，电机使用寿命比有刷电机使用寿命提尚6倍。同时，电机属于静态电机，空载电流小、效率尚、体积小。进一步地，电机米用尚品质深沟球轴承2，保证了电机运行更加平稳，运行噪音更低。
[0024]根据本发明实施例的再一方面，通过提高前端盖1、后端盖7内轴承座以及电机壳体11的同轴度为位置度要求、以及整机装配精度，提高了电机前后端盖装配完成后的前后轴承2的同轴度，减少了转子的转动惯量，降低了电机运行噪音，提高了电机使用寿命。
[0025]根据本发明实施例的再一方面，采用更高的槽满率，降低了电机的电流密度，使得空载电流变小，堵转转矩变大，防止电机过热以至于烧毁电机的可能。
[0026]根据本发明实施例的再一方面，通过在电机内部增加绝缘纸4，并在线圈9外加装绝缘纸4和绝缘条12，使得整机绝缘等级达到E级。
【主权项】
1.一种三相直流无刷电机，其特征在于，所述三相直流无刷电机包括: 壳体(11); 设置在所述壳体(11)内的电机轴(3); 设置在所述壳体(11)内的定子和转子，所述定子包括线圈(9)和硅钢片(10)，所述硅钢片(10)沿着所述电机轴(3)以环绕所述电机轴(3)的方式设置在所述壳体(11)的内周表面，所述转子包括磁铁(5)，所述磁铁(5)沿着所述电机轴(3)以环绕所述电机轴(3)的方式设置在所述转子中来识别所述转子的位置;以及 霍尔元件(6)，沿所述电机轴(3)的水平轴线方向嵌入在所述硅钢片(10)内部，以检测所述转子的磁场相对于线圈(9)的位置。2.根据权利要求1所述的三相直流无刷电机，其特征在于，所述霍尔元件(6)是霍尔传感器并且所述霍尔元件(6)的数量是三个。3.根据权利要求1所述的三相直流无刷电机，其特征在于，所述电机内设置有绝缘纸(4)和绝缘条(12)。4.根据权利要求1所述的三相直流无刷电机，其特征在于，所述壳体(11)外部采用KTL涂层。5.根据权利要求1所述的三相直流无刷电机，其特征在于，所述电机采用深沟球轴承(2)固定。6.根据权利要求1所述的三相直流无刷电机，其特征在于，所述电机的形状是边长为65mm的正方体。7.根据权利要求1所述的三相直流无刷电机，其特征在于，所述转子采用高性能钕铁硼永磁材料。
【文档编号】H02K5/173GK105932851SQ201610541137
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月11日
【发明人】周志亮, 马正军
【申请人】德恩科电机（太仓）有限公司