专利名称：一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种永磁无刷直流电机，具体涉及一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机。
背景技术：
永磁无刷直流电机是一种采用永磁体励磁、电子换向替代机械换向的机电能量转换装置。因此，永磁无刷直流电机不仅具有一般直流电动机良好的控制特性，还具有结构简单、体积小、重量轻、无换向火花、可靠性高、工作寿命长、适应低气压环境能力强等一系列优点，广泛应用于工业领域。传统电动液压伺服机构系统中，采用高速电机驱动液压泵提供液压能源。该种结构要求油泵必须进行旋转动密封设计，而电机内部不会进入液压油，故不需要进行密封设计。在高速运转及恶劣的工作环境下，对油泵的旋转动密封要求较高，并且对长期存储不利。在一些工业场合中，对电机的重量、体积要求非常严格，并且取消油泵动密封，电机内部进入液压油。传统的屏蔽电机采用屏蔽套结构允许电机内部进入油液或其他液体，该种结构增大了电机气隙，无法实现小体积，高比功率要求，一般仅仅适用于不超过3000r/min的运转场合，无法满足高速运转的要求。可见，传统产品和屏蔽电机技术均无法满足一些领域浸油式、高比功率、小体积的电机要求，因此，需要采用新的技术进行解决。
发明内容
本发明的要解决的技术问题是提供一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机，该电机结构简单，体积小、重量轻、比功率高，适应液压油进入电机内部的要求。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为，一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机，包括转子，套装在转子上的定子，包装在定子外的壳体，端盖，其特征在于:所述定子外壁设有若干个轴向凹槽，定子固定在壳体内，所述定子和转子留有间隙套装配合；所述壳体上设有油路通道，该油路通道从壳体一端一直延伸至靠近壳体另一端，在所述靠近壳体另一端处该油路通道与壳体内壁相连通。所述壳体一端为全开口端,另一端为开有透孔端的筒状结构。所述转子包括转轴，该转轴贯穿整个壳体，该转轴的一端穿过壳体全开口端与固定在该壳体全开口端的端盖通过第一轴承相接并延伸出所述端盖外；该转轴的另一端与壳体开有透孔端通过第二轴承相接并伸出该壳体外，该转轴与所述壳体开有透孔端间留有间隙。所述转子还包括磁轭，永磁体，保护套、端板；所述磁轭与转轴套装固定，轴向长度与磁轭一致的永磁体套装固定在磁轭上，在永磁体外表面套装有保护套，保护套与固定在磁轭两端的端板固定。
所述定子包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯为截面是环形的筒状结构，该定子铁芯沿周向均匀开设有轴向通透的若干个槽，所述定子绕组内嵌到各个槽中。所述定子铁芯采用高饱和磁感应软磁材料1J22。所述保护套采用无磁性不锈钢制成，其厚度根据大于等于0.2mm。所述壳体外壁一侧部安装有供电插座，该供电插座通过导线与定子绕组连接；所述转轴延伸出所述端盖外的部分套装连接有转子位置传感器所述端盖外缘固定有后端盖，该后端盖将转子位置传感器及转轴包裹在内，后端盖顶部安装有信号插座，该信号插座通过导线与转子位置传感器连接。所述供电插座和信号插座米用玻璃烧结密封型插座。本发明的有益效果:(I)结构简单，运行可靠，比功率高。(2)适应液压油进入电机内部的要求，取消电机负载即液压泵的旋转动密封，大幅度提高电机泵的可靠性和适应长期存储能力。(3)定子采用耐高温灌封技术，不需要额外增加电机气隙，容易实现较高的比功率、降低体积和重量。(4)在高速旋转时，可有效降低液压油的摩擦损耗。(5)定子外表面设计油路，有利于液压油的流动，并可对电机进行冷却，提高了电机耐温能力。(6)采用玻璃烧结密封型插座，可有效防止电机内部液压油从电缆上的泄露。
图1为本发明一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机剖面图；图2为本发明一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机剖面图的中A-A剖面图；图3为本发明一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机的定子剖面图；图4为本发明一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机的定子剖面图中B-B剖面图；图5为本发明一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机的定子灌封后三维图；图6为本发明一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机的转子剖面图；图7为本发明一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机的转子剖面图的C-C剖面图。图中:1_定子；2_转子；3_壳体；4_端盖；5_后端盖；6_供电插座；7_信号插座；8-转子位置传感器；9_第一密封圈；10_螺堵；11-油路通道；12_油槽；13-回流孔；14_第二密封圈；15-定位板；1-1-定子铁芯；1-2-定子绕组；2_1_转轴；2_2_磁轭；2_3_永磁体；2-4-保护套；2-5_端板；2-6_第一轴承，2-7第二轴承。
具体实施例方式以下结合附图1至附图7和实施例对本发明做进一步描述。本发明一种浸油式高比功率无刷直流电机包括转子2，套装在转子上的定子1，包装在定子I外的壳体3,端盖4,所述定子I外部为沿轴向在该定子外圆I中间设有径向凸部的圆柱体，该径向凸部周向上留有若干个轴向凹槽，形成了油槽12，定子I与壳体3过盈配合，并用紧固螺钉进行固定，所述定子I和转子2留有间隙套装配合。所述壳体3 —端为全开口端，另一端为开有透孔端的筒状结构，并且该壳体3下侧壁设有沿壳体3轴向的凸台，该凸台在壳体3开有透孔一端处设置有油路通道11，该油路通道11 一直延至靠近壳体3全开口端，在该靠近壳体3全开口端处，所述油路通道11与壳体3内表面相连通；通过螺堵10将该油路通道11的远离壳体3全开口端的出口堵住，与壳体
3一体的底座上设置有与该油路通道11连通的回流孔13，该回流孔13最终与外部油箱连接；所述油路通道11和油槽12形成油路，利于液压油的流动和对定子的散热，并且不会额外增加气隙长度。所述转子2包括转轴2-1，该转轴2-1贯穿整个壳体3，该转轴2_1的一端穿过壳体3全开口端通过承套在该端盖内部的第一轴承2-6相接有与用螺钉固定在该壳体3全开口端的端盖4，并延伸出所述端盖4外，所述端盖4与体间设置有第二密封圈14，防止液压油从电机内部向外部泄漏；该转轴2-1的另一端与壳体3开有圆形透孔端通过承套在壳体3该端内部的第二轴承2-7相接并伸出该壳体3外。所述转子2还包括磁轭2-2，永磁体2-3，保护套2-4、端板2-5 ;所述磁轭2-2通过滚化或平键与转轴2_1套装固定，磁轭2_2周向上均匀设有四个轴向卡槽，该轴向卡槽上安装有四个轴向长度与磁轭2-2 —致的定位板15,各定位板15之间设有四个轴向长度与磁轭2-2 —致的永磁体2-3,该通过永磁体2_3通过耐高温胶固定在磁轭2-2上，在永磁体2-3外表面套装有保护套2-4，以防止高速旋转时永磁体2-3受离心力作用而损坏；保护套2-4与固定在磁轭两端的端板2-5采用激光焊接的方式进行固定。为了降低液压油的粘性摩擦力矩，在转子2的外表面通过机械加工的方式保证较高的粗糙度。保护套2-4采用无磁性不锈钢制成，其厚度根据转子2的尺寸大小、转速进行确定，其大小可以为0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm,这里优选0.3mm。所述定子I包括定子铁芯1-1和定子绕组1-2，所述定子铁芯1-1为截面是环形的筒状结构，该定子铁芯1-1沿周向开设有轴向通透的若干个槽，所述定子绕组1-2内嵌到各个槽中，采用耐高温胶对定子绕组和钉子铁心进行整体真空灌封处理，无需浸漆，定子I内圆为光滑圆柱面，以减少油液的摩擦损耗；为了缩小体积，所述定子铁芯1-1采用高饱和磁感应软磁材料1J22。所述壳体3 —侧外圆顶部有筒状凸缘，该筒状凸缘上通过螺钉固定有供电插座6，该供电插座6通过导线与定子绕组1-2连接；所述转轴2-1延伸出所述端盖4外的部分套装连接有转子位置传感器8，并通过大螺钉将所述转轴2-1的该分部轴端与转子位置传感器8固定；所述端盖4外缘通过螺钉固定有后端盖5，并且在端盖4和后端盖5之间设置有第一密封圈9，防止液压油从电机内部向外部泄漏；该后端盖5将转子位置传感器8及转轴2-1包裹在内，后端盖5顶部也设置有筒状凸缘，该筒状凸缘上通过螺钉固定有信号插座7，该信号插座7通过导线与转子位置传感器8连接；所述供电插座6和信号插座7采用玻璃烧结密封型插座。工作时，外部驱动器根据转子位置传感器8的测量信号，按一定的规律经供电插座6给定子绕组2-2供电，根据永磁无刷直流电机的工作原理，在定子I和转子2的相互作用下，使转子2旋转，并通过转轴2-1输出机械能。液压油在压力作用下由转轴2-1轴伸端流入电机内部，并经定子I和转子2之间的间隙、以及油路通道11和油槽12形成的油路从电机内部的一侧流到另外一侧，最后从壳体3回流孔13流到外部油箱，液压油流动示意见图1中箭头所示，液压油对轴承进行润滑和电机进行冷却。以上所给出的一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机方案，用户可根据具体安装接口和空间的需求，可以根据实际使用环境，对各部分尺寸、参数进行具体的设计。
权利要求
1.一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机，包括转子(2)，套装在转子上的定子(1)，包装在定子(I)外的壳体(3)，端盖(4)，其特征在于: 所述定子(I)外壁设有若干个轴向凹槽，定子(I)固定在壳体(3)内，所述定子(I)和转子(2)留有间隙套装配合； 所述壳体(3)上设有油路通道(11)，该油路通道(11)从壳体(3) —端一直延伸至靠近壳体(3)另一端，在所述靠近壳体(3)另一端处该油路通道(11)与壳体(3)内壁相连通。
2.按照权利要求1所述的一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机，其特征在于:所述壳体(3) —端为全开口端，另一端为开有透孔端的筒状结构。
3.按照权利要求2所述的一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机，其特征在于:所述转子(2)包括转轴(2-1)，该转轴(2-1)贯穿整个壳体(3)，该转轴(2-1)的一端穿过壳体(3)全开口端与固定在该壳体(3)全开口端的端盖(4)通过第一轴承(2-6)相接并延伸出所述端盖(4)外；该转轴(2-1)的另一端与壳体(3)开有透孔端通过第二轴承(2-7)相接并伸出该壳体(3)外，该转轴(2-1)与所述壳体(3)开有透孔端间留有间隙。
4.按照权利要求3所述的一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机，其特征在于:所述转子(2)还包括磁轭(2-2)，永磁体(2-3)，保护套(2-4)、端板(2_5);所述磁轭(2_2)与转轴(2-1)套装固定，轴向长度与磁轭(2-2) —致的永磁体(2-3)套装固定在磁轭(2-2)上，在永磁体(2-3)外表面套装有保护套(2-4)，保护套(2-4)与固定在磁轭两端的端板(2-5)固定。
5.按照权利要求1所述的一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机，其特征在于:所述定子(I)包括定子铁芯(1-1)和定子绕组(1-2)，所述定子铁芯(1-1)为截面是环形的筒状结构，该定子铁芯(1 -1)沿周向均匀开设有轴向通透的若干个槽，所述定子绕组(1-2)内嵌到各个槽中。
6.按照权利要求5所述的一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机，其特征在于:所述定子铁芯(1-1)采用高饱和磁感应软磁材料IJ22。
7.按照权利要求4所述的一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机，其特征在于:所述保护套(2-4)采用无磁性不锈钢制成，其厚度根据大于等于0.2mm。
8.按照权利要求2至7任意一项所述的一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机，其特征在于:所述壳体(3)外壁一侧顶部安装有供电插座￠)，该供电插座(6)通过导线与定子绕组(1-2)连接；所述转轴(2-1)延伸出所述端盖(4)外的部分套装连接有转子位置传感器(8);所述端盖(4)外缘固定有后端盖(5)，该后端盖(5)将转子位置传感器(8)及转轴(2-1)包裹在内，后端盖(5)顶部安装有信号插座(7)，该信号插座(7)通过导线与转子位置传感器(8)连接。
9.按照权利要求8所述的一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机，其特征在于:所述供电插座(6)和信号插座(7)米用玻璃烧结密封型插座。
全文摘要
本发明涉及一种永磁无刷直流电机，具体涉及一种浸油式高比功率永磁无刷直流电机。它包括转子，套装在转子上的定子，包装在定子外的壳体，端盖，定子外部为沿轴向在该定子外圆中间设有径向凸部的圆柱体，该径向凸部周向上留有若干个轴向凹槽，定子与壳体过盈配合并固定，定子和转子留有间隙套装配合；壳体一端为全开口端，另一端为开有透孔端的筒状结构，该壳体下侧有沿壳体轴向的凸台，该凸台在接近壳体全开口一端处设置有与壳体内表面相连通的通道，该通道从壳体内表面延伸指所述凸台截面中间，从该凸台截面中间处向远离壳体全开口端的方向在凸台内设有油路通道，该油路通道一直延伸出壳体。本发明结构简单，运行可靠，比功率高。
文档编号H02K29/06GK103095084SQ20111033263
公开日2013年5月8日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者王毅, 苏静静, 袁克敌, 丁闪, 杨朋海, 刘旺 申请人:北京精密机电控制设备研究所, 中国运载火箭技术研究院