专利名称：高效永磁电动机驱动振动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种振动器。
随着机电一体化的发展，微特电机已广泛用于工业、办公和家庭自动化场合，电机的小型轻量化、运行平稳和提高出力是主要方向。永磁代替励磁适应了机电一体化产品“短、小、轻、薄”的发展趋势，很多场合需要振动器，电动机轴向带偏心轮，高速旋转的电动机，借助偏心轮实现振动是一种可行的方案。传统的方法是采用单相异步电动机驱动，缺点是电机定子必须带铁芯带励磁线圈，必须通电流，电机效率低，此外，家用电器直接220V交流供电也带来安全问题。
本实用新型的目的是提供一种高效节能、结构简单、尺寸小、重量轻、噪声低和工作可靠的高效永磁电动机驱动振动器，可广泛用于医疗、化工、家用电器如电动按摩床和电动按摩椅等场合。
本实用新型的技术方案是一种高效永磁电动机驱动振动器，包括壳体，壳体内设有轴向带偏心轮的电机，所述电机为永磁直流电动机，电机的机壳内壁粘有复合磁极，转子的转轴上设有电枢铁芯，电枢铁芯的开槽内嵌放有电枢绕组，转轴上还设有换向器，电枢绕组的每个线圈端头都接到换向器的换向片上，电刷与换向器滑动接触，引导电流。
本实用新型进一步的技术方案是一种高效永磁电动机驱动振动器，包括壳体，壳体内设有轴向带偏心轮的电机，所述电机为永磁直流电动机，电机的机壳内壁粘有复合磁极，转子的转轴上设有电枢铁芯，电枢铁芯的开槽内嵌放有电枢绕组，转轴上还设有换向器，电枢绕组的每个线圈端头都接到换向器的换向片上，电刷与换向器滑动接触，引导电流；所述复合磁极由主磁极和辅助磁极组成，主磁极采用磁阻很大的铁氧体瓦形磁钢，辅助磁极采用磁阻很小的导磁软钢；所述复合磁极的轴向长度大于电枢铁芯的长度。
本实用新型更详细的技术方案是一种高效永磁电动机驱动振动器，包括壳体，壳体内设有轴向带偏心轮的电机，所述电机为永磁直流电动机，电机的机壳内壁粘有复合磁极，转子的转轴上设有电枢铁芯，电枢铁芯的开槽内嵌放有电枢绕组，转轴上还设有换向器，电枢绕组的每个线圈端头都接到换向器的换向片上，电刷与换向器滑动接触，引导电流；所述复合磁极由主磁极和辅助磁极组成，主磁极采用磁阻很大的铁氧体瓦形磁钢，辅助磁极采用磁阻很小的导磁软钢；所述复合磁极的轴向长度大于电枢铁芯的长度；所述电机轴向两端与壳体接触处垫有阻尼垫，电机与壳体的径向接触圆柱面垫有减震片。
本实用新型的优点是1．聚磁效应。为了降低成本，电机采用廉价的铁氧体永磁材料作为复合磁极中主磁极(瓦形磁钢)，但铁氧体材料剩磁感应强度和磁能积太低，使气隙磁密降低，导致电机出力减小或者体积增大。实践证明，提高气隙磁密是提高出力的有效途径，为了既提高性能价格比，又实现小型化轻量化，本实用新型采用定子复合磁极轴向长度大于电枢铁芯的长度，通过轴向“聚磁效应”来提高电机的气隙磁密，提高出力和性能价格比，实现整机的小型轻量化。
2．降低电磁噪声。为了提高振动器的效果，电动机转速设计得较高(3000r/min以上)，容易引起较大的电磁噪声，而家用电器对噪声是十分敏感的。措施是电枢铁芯的齿部、轭部、定子机壳即定子轭部等磁路设计得不太饱和(在不影响材料利用率的前提下)，合理的齿槽配合(奇数槽、适当减小槽口宽度)，避免低次力波，斜槽，斜一个转子槽距，以减小力矩波动。
3．串励特性。永磁电机与励磁电机相比有很多优点，例如效率高，定子有永磁励磁结构简单，无须励磁线圈，节能，不发热，但关键的缺陷是永磁是恒定的，不像串励直流电机那样随着电枢电流的增加，定子励磁增加，磁通增加，出力提高，即永磁电机只能类似于励磁电机中“他励”直流电机，启动转矩与电枢电流一次方成正比，启动转矩和过载能力低(为额定值的2-2.5倍)，而“串励”直流电机的启动转矩与电枢电流的2次方成正比，启动转矩和过载能力高(为额定值的5倍以上)。为了使永磁直流电机获得“串励”特性，可以利用电枢电流引起的电枢及应增磁作用，曾有人采用顺着电枢即转子旋转方向移动电刷来利用电枢反应的增磁作用，获得“励磁”特性，但这样使电机的换向恶化，将引起换向火花。本实用新型的措施是采用高导磁材料的辅助磁极，与磁组很大的铁氧体磁钢的主磁极组合成整体弧形复合磁极，利用电枢反应增磁效应来获得“励磁”特性。空载时电枢电流很小，电枢反应影响很小，辅助磁极中的磁通很小，随着负载电流增加，电枢反应在辅助磁极中增磁作用增加，使气隙总磁通增加，从而获得与励磁式电机类似的“串励”特性，大幅度提高出力和实现小型轻量化。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1的右视图；图3为复合磁极的结构示意图；其中1壳体；2偏心轴；3电机；4阻尼垫；5减震片；6机壳；7复合磁极；8转子；9转轴；10电枢铁芯；11开槽；12电枢绕组；13换向器；14电刷；15主磁极；16辅助磁极。
实施例如图所示，一种高效永磁电动机驱动振动器，包括壳体[1]，壳体[1]内设有轴向带偏心轮[2]的电机[3]，所述电机[3]为永磁直流电动机，电机[3]的机壳[6]内壁粘有复合磁极[7]，转子[8]的转轴[9]上设有电枢铁芯[10]，电枢铁芯[10]的开槽[11]内嵌放有电枢绕组[12]，转轴[9]上还设有换向器[13]，电枢绕组[12]的每个线圈端头都接到换向器[13]的换向片上，电刷[14]与换向器[13]滑动接触，引导电流；所述复合磁极[7]由主磁极[15]和辅助磁极[16]组成，主磁极[15]采用磁阻很大的铁氧体瓦形磁钢，辅助磁极[16]采用磁阻很小的导磁软钢；所述复合磁极[7]的轴向长度大于电枢铁芯[10]的长度；所述电机[3]轴向两端与壳体[1]接触处垫有阻尼垫[4]，电机[3]与壳体[1]的径向接触圆柱面垫有减震片[5]。
本实用新型将壳体[1]、偏心轮[2]和永磁直流电机[3]组合成一个整体，低压直流(24VDC)供电的电机[3]借助偏心轮[2]的离心力产生不平衡转动惯量，使机体全方位振动，带动壳体[1]共振。实践证明，为了提高永磁电机[3]的出力、快速响应和实现小型轻量化，提高定转子之间的气隙磁密是有效途径，为此本实用新型采用定子复合磁极[7]的轴向长度比电枢铁芯[10]要长一些，通过两端的“聚磁效应”来提高电机的气隙磁密，从而提高出力和性能价格比，实现整机的小型轻量化。
此外，为了使永磁电机[3]具有“串励”特性，本实用新型采用图3所示的复合磁极结构，采用高导磁材料的辅助磁极[16]与铁气体瓦形磁钢的主磁极[15]组合成整体，利用交轴电枢反映，实现增磁作用来获得近似于“励磁”的机械特性，使电机[3]启动转矩大大提高，在保证电机性能的前提下，显著减少永磁材料用量，提高性能价格比，实现小型轻量化。
在本实用新型中通过电机[3]轴向两端和机壳[1]接触处设有的阻尼垫[4]、电机[3]与壳体[1]的径向接触圆柱面垫有减振片[5]等措施，降低振动器的机械噪音，通过在不影响材料利用率的前提下，适当降低电机电枢铁芯[10]、齿部、轭部、定子机壳轭部等的磁路饱和程度以及合理的齿槽配合(奇数槽、适当减小槽口宽度，斜槽)等措施，降低电机的电磁噪声，从而使本实用新型的振动器成为高转矩、低噪声、结构紧凑、高效、节能永磁电机驱动振动器。
权利要求1．一种高效永磁电动机驱动振动器，包括壳体[1]，壳体[1]内设有轴向带偏心轮[2]的电机[3]，其特征在于所述电机[3]为永磁直流电动机，电机[3]的机壳[6]内壁粘有复合磁极[7]，转子[8]的转轴[9]上设有电枢铁芯[10]，电枢铁芯[10]的开槽[11]内嵌放有电枢绕组[12]，转轴[9]上还设有换向器[13]，电枢绕组[12]的每个线圈端头都接到换向器[13]的换向片上，电刷[14]与换向器[13]滑动接触，引导电流。
2．根据权利要求1所述的高效永磁电动机驱动振动器，其特征在于所述复合磁极[7]由主磁极[15]和辅助磁极[16]组成，主磁极[15]采用磁阻很大的铁氧体瓦形磁钢，辅助磁极[16]采用磁阻很小的导磁软钢。
3．根据权利要求1所述的高效永磁电动机驱动振动器，其特征在于所述复合磁极[7]的轴向长度大于电枢铁芯[10]的长度。
4．根据权利要求1所述的高效永磁电动机驱动振动器，其特征在于；所述电机[3]轴向两端与壳体[1]接触处垫有阻尼垫[4]，电机[3]与壳体[1]的径向接触圆柱面垫有减震片[5]。
专利摘要本实用新型公开了一种高效永磁电动机驱动振动器,包括壳体,壳体内设有轴向带偏心轮的电机,所述电机为永磁直流电动机,电机的机壳内壁粘有复合磁极,转子的转轴上设有电枢铁芯,电枢铁芯的开槽内嵌放有电枢绕组,转轴上还设有换向器,电枢绕组的每个线圈端头都接到换向器的换向片上,电刷与换向器滑动接触；本实用新型高效节能、结构简单、尺寸小、重量轻、噪声低和工作可靠的高效永磁电动机驱动振动器,可广泛用于医疗、化工、家用电器如电动按摩床和电动按摩椅等场合。
文档编号H02K23/04GK2454981SQ0026541
公开日2001年10月17日 申请日期2000年12月22日 优先权日2000年12月22日
发明者胡岗 申请人:苏州工业园区和鑫特种电机研究所有限公司