[实用新型]无刷直流电动机

说明书

本实用新型涉及一种无刷直流电动机，特别是有静止电枢和旋转磁体的永磁无刷直流电动机。

现有电动自行车用无刷直流电动机其结构主要有下列两种：一种是定子槽数为48槽、转子电极为16极、定子槽为斜槽，磁钢厚度为5mm，定子与转子间的单边气隙为1mm；另一种是定子槽数为21槽、转子电极为22极、定子槽为斜槽，磁钢厚度为5mm，定子与转子间的单边气隙为1mm。上述两种无刷直流电动机在实际使用过程中存在下列缺陷：1、48槽16极无刷直流电动机的效率低，磁钢厚度大，成本高，同时采用斜槽来降低噪音，会产生轴向力，长期使用会使轴承受损，缩短电动自行车的使用寿命，且斜槽结构还会降低绕阻系数，使电机性能下降；2、21槽22极无刷直流电动机，利用斜槽来降低噪音，但降噪音效果并不理想，而且同样会使轴承受损，降低电动自行车的使用寿命，同时磁钢厚度大，成本高。

本实用新型的目的是要提供一种易加工、成本低、噪音低、效率高、性能好的无刷直流电动机。

本实用新型的目的是这样来实现的，一种无刷直流电动机，它是由定子轴1、外盖2、定子3、环形转子6、轴承7等组成，定子3上开有定子槽4，定子槽4内嵌有电枢绕阻10，环形转子6上设有磁钢5，其特点是：所述定子槽4为直槽，定子槽4的槽数为21槽，磁钢5的极数为20极。

下面结合附图对本实用新型作进一步的叙述。

图1为本实用新型的结构简图。

图2为本实用新型电枢绕阻10的结构示意图。

图3为本实用新型电动机的工作原理图。

本实用新型磁钢5的厚度为2.5mm～3.5mm，一般可选择3mm。磁钢5采用钕铁硼(NdFeB)材料制成与环形转子6的内圆周尺寸相吻合的弧状，磁钢6有20块，均匀设置在环形转子6的内圆周上，且相邻磁钢6之间的极性(N极、S极)相反。本实用新型的定子3一般是由若干厚度为0.5mm硅钢片叠加而成，在定子3上开设有定子槽4，定子槽4的槽数为21槽，定子槽4为内腔大、槽口小的半开口梨形直槽，即槽口9与环形转子6周边切线成90°，槽口9的宽度为2mm～4mm，这种结构以减小气隙磁阻的变化，削弱磁阻转矩，降低转矩脉动和损耗，降低噪音，提高电动机运行平稳性。本实用新型的定子3与环形转子6之间的单边气隙为0.5mm。

本实用新型在定子槽4内嵌设有电枢绕阻l0，电枢绕阻10的结构如图2所示，为V、U、W三相Y型双层短距绕阻，4根并绕，24匝，漆包铜线直径d一般可选为0.7mm，电枢绕阻10的三个引出端与控制电路的三相双极性开关导通。本实用新型的电动机是由传感器和控制电路来控制换向，传感器采用三个霍尔传感元件VP1、VP2、VP3，三个霍尔传感元件VP1、VP2、VP3间相隔120°均匀地设置在定子槽4的槽口9内，用于检测转子位置，当三个霍尔传感元件VP1、VP2、VP3分别感应产生信号，信号经控制电路转换后，生成六路驱动信号，最后使V、U、W三相Y型电枢绕阻10导通，电动机正常运行。

本实用新型是这样来组装的，先将20极磁钢5按N极、S极一对一相互间隔着粘贴在换向转子6的内圆周上，然后定子轴1从定子3的中心穿入，用卡簧卡好，并把电枢绕阻10和三个霍尔传感元件VP1、VP2、VP3的导线从定子轴1的中心孔11内穿出后与控制电路连接，再将两个轴承7压入定子抽1的两端，接着再将已经穿好电枢绕阻10和三个霍尔传感元件VP1、VP2、VP3的定子3装入环形转子6内，最后把两个外盖2在环形转子6两侧用螺钉8加以固定即可。

本实用新型是这样来工作的：首先，使导线接通电源，环形转子6转动，带动轮毂转动，轮毂外联钢丝和车轮，由此带动车轮一起转动。

本实用新型由于将定子槽4采用奇数槽21槽和磁钢5的极数采用20极配合后，使其无公约数，有效削弱了电枢振动时引起的磁场波动，减少转矩脉动，使电动机运行平衡，噪音大幅降低；其次，定子槽4采用半开口梨形直槽，其槽口9的宽仅为2mm～4mm，以不产生抽向分力，有效保护轴承，保障电动机的使用寿命，且减小了气隙磁阻的变化，削弱磁阻转矩，降低噪音，提高电动机运行平稳性；同时，磁钢5的厚度选用2.5mm～3.5mm后，降低了电动机的生产成本，使整机效率达到82％以上。