[实用新型]减小刹车时间的无刷直流电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无刷直流电机，尤其是涉及一种减小刹车时间的无刷直流电机。

背景技术

电机的制动包括机械制动与电气制动，电气制动中的能耗制动操作简便，且高速时电机制动转矩大，停车时间短，因而无刷直流电机能耗制动被广泛的应用于洗衣机、风机、纺织机等行业。在纺织机械中，络筒机正常运行时带动筒纱旋转，在遇到断线时，络筒机需要立即停止，待断线捻接好之后，再次启动电机到正常状态。为了提高生产效率，客户对自动络筒电机的刹车制动时间要求高。

近年来表面粘贴烧结稀土磁钢的无刷电机在自动络筒机中得到广泛应用，电机转子磁钢采用表面粘贴方式，缺点是磁钢用量大价格贵，转子制造工艺复杂，并且高速时磁钢有甩脱风险，可靠性不高，限制了电机的转速。为了减小磁钢甩脱的风险，一种做法是在磁钢表面套钢套，但是钢套产生涡流损耗使得电机效率降低，同时电机成本增加，工艺复杂。另一种做法是电机采用嵌入磁钢的转子形式，采用磁钢嵌入转子铁心内部方式，与表贴磁钢方式相比，工艺简单、成本降低且电机可靠性高；但是在实际运行时发现该电机的停止时间明显长于目前的表贴磁钢无刷电机，这会增加络筒机断线处理时间，降低生产效率，是客户不愿接受的。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种减小刹车时间的无刷直流电机，使磁钢嵌入转子结构的电机的停止时间大大改善，对大惯量负载提供停止时间短且可靠性高的电动机。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种减小刹车时间的无刷直流电机，包括定子和转子，所述的转子包括转子铁芯、磁钢和转轴，所述的转子铁芯上设置用于磁钢插入的方孔，所述的转轴设于转子铁芯内部，其特征在于，所述的定子上设有数个定子槽，所述的定子槽的槽口宽度b₀与定子直径D_in满足以下公式：β＝(b₀·Z)/πD_in，其中β为槽口系数，且大于0.3；Z为定子槽数。

所述的β大于0.3，小于0.5。

所述的β优选为0.347。

所述的定子槽优选为4个或6个。

所述的定子槽为6个时，所述的定子槽的槽口宽度为定子直径的0.18。

所述的定子槽为4个时，所述的定子槽的槽口宽度为定子直径的0.27。

所述的磁钢的厚度增加10％至30％。

优选地，所述的磁钢的厚度增加20％。

直接将霍尔元件放置在定子槽的槽口上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)减小了电机制动时间，提高了络筒机的断线生产效率；

2)直接优化了部件，因此在不增加电机成本基础上大大减少了电机制动时间；

3)霍尔元器件可直接放置于槽口位置，简化了电机的加工工艺。

附图说明

图1为无刷直流电机结构示意图。

图2为定子结构示意图；

图3为三相短路等效电路；

图4为槽口系数与出力及电感的关系图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种减小刹车时间的无刷直流电机，包括定子1和转子，所述转子包括转子铁芯2、磁钢3和转轴4。转子铁芯2上均匀设置偶数个方孔，磁钢3插入于转子铁芯2上的方孔中，转轴4设于转子铁芯2内部。所述的定子上设有偶数个定子槽，该定子槽的槽口系数大于0.3，本实用新型实施例中的槽口系数为0.347，见图2所示。

定子槽口系数定义为定子槽口宽b₀与定子槽距的比值。

β＝(b₀·Z)/πD_in(1)

其中Z——定子槽数，本实施例中槽数为6；

D_in——定子内径。

自动络筒机刹车制动原理：

自动络筒机一般采用电机三相线短路的方式让电机刹车制动，电机三相短路的等效电路图见图3所示。转子由于惯性作用还会一直转下去，定子绕组在转子磁场的切割下会产生滞后于转子磁场的电流，转速较高时，定子电抗远远大于定子电阻，电流滞后转子磁场90度电气角；转速下降，定子电抗下降，电流滞后转子磁场小于90度电气角。电流在定子绕组中一边震荡，一边以电阻发热的形式衰减，直到将转子的转动动能转化为电阻上的热能消耗掉。

电路中的电流i(t)可以用公式(1)表示：