[实用新型]一种紧凑型轻量化的四极方形永磁直流电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直流电机，特别是一种紧凑型轻量化的四极方形永磁直流电机。

背景技术

电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。电动机也俗称马达）。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。 

传统的电机从换向器方向观察其内部结构是具有圆柱形外壳，外壳内设置有转子，磁体采用四极整体成型法，安装固定在外壳内表面上。

但是此类电机存在着以下的问题：

（1）   圆形的外壳安装在某些线路板上时容易发生滚动，需要专门的装置进行定位;

（2）   圆形外壳放置在某些较小空间中时，会占用其他零件的部分空间;

（3）   整体成型的圆筒形磁体，虽工艺简单，但在N极与S极连接处的磁体材料利用率很低，甚至产生较大漏磁现象，所以有必要采用单独的磁体。

综上所述：

目前继续一种可以解决现有的电机在安装使用时空间浪费；由于侧壁磁瓦的存在，导致电机的体积比磁瓦装在拐角处要大等技术问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于目前所使用的电动机因存在安装不方便、占用空间、磁体材料利用率低、漏磁等缺点设计一种紧凑型轻量化的四极方形永磁直流电机。

本实用新型通过以下技术方案实现上述目的：

针对现有的电机存在的技术安装不方便、占用空间、磁体材料利用率低、漏磁等缺点，设计一种紧凑型轻量化的四极方形永磁直流电机，包括柱形的外壳、永磁体、转子和电刷，所述的转子安置在外壳内，所述的外壳内固定有四片永磁体，永磁体固定在外壳内侧。所述的外壳的横截面为圆角正方形，永磁体设置在圆角处；或者外壳的横截面为正方形，正方形的四个角均为倒角，永磁体设置在倒角处，四片永磁体之间彼此隔开。这样的设计相比现有的电机增加了电机内的磁通量。所述的外壳在生产时可以通过冲床一次冲压成型的方式或其他常用的外壳加工技术生产。永磁体与外壳之间可以通过卡接或粘合等方式固定外壳内侧的的圆角位置或倒角位置上。

所述的永磁体的横截面呈等腰梯形，或者说是近似等腰梯形。永磁体位于等腰梯形的上底所在的面是能与外壳倒角或圆角相互贴合，也就是说永磁体位于等腰梯形的上底所在的面的形状的设定是根据外壳的形状而定，可以是弧面也可以是平面。等腰梯形的下底为圆弧，永磁体上两个腰所在的面分别与外壳的相邻两个侧面贴合，也就是说当永磁体按照上述的方式固定在外壳上时，永磁体两个腰所在的面分别与外壳上相邻的两个侧面贴合并且固定联接，可以有一定的缝隙或者是完全紧贴。永磁体上两个腰所在的面分别与外壳的相邻两个侧面固定连接。四块永磁铁固定在外壳内侧后，永磁体位于等腰梯形的下底所在的弧面均在同一个圆面上。本实用新型可以实用价格相对钕铁硼永磁体成本要低很多的铁氧体材料，采用的是径向充磁方式，且是先充磁后安装的方式生产。

根据具体产品需要，所述的永磁体的等腰梯形的横截面的腰与上底之间和/或腰与下底之间有选择性地设为为圆角过度。

所述的永磁体的最厚处E与最薄处D的厚度比例为1.5-3.5：1。所述的外壳的相对的两个侧壁之间的距离F与外壳上相对的两个倒角或圆角之间的距离G比例为1：1.1-1.3。

永磁体的极弧系数取值有一定的范围要求：0.63~0.68。

作为本实用新型的进一步改进，在所述永磁体的等腰梯形的横截面的上底所在的面在与外壳相互贴合处固定连接。也就是说永磁体位于等腰梯形的上底和两侧腰所在的面同时固定在外壳内侧。

上述的永磁体与外壳之间的固定连接方式是在永磁体与外壳之间通过胶水层固定连接。永磁体紧贴外壳的时候可以增强较厚处磁场强度 且较薄的胶水层对永磁体的磁路影响较小。

本实用新型具有一下技术优点：

（1）多边形的外壳，工艺简单，可以防止电机在放置和运输过程中的滚动同时外部空间利用率较高；

（2）永磁体安装在直边连接处能够提高外壳内部的空间利用率，缩小外形尺寸；

（3）永磁体厚度的不均匀，磁通沿周向均匀减少，能够降低齿槽转矩。在一定范围的极弧系数可以充分利用永磁体的磁性能，减小不必要的材料浪费；

（4）永磁体直边连接处与对应的外壳直边连接处之间留有少量间隙，保证良好的工艺性的同时便于添加胶水使配合更牢固；

（5）大大减少电机的体积和重量可以,电机质量减小量可以达到40%，同时转子的直径可以做大6.45%，转子上可选用较大直接的漆包线,这样对减少电机工作过程中的发热量起到一定作用,电机的反电动势也会增加。

附图说明