[实用新型]无槽无刷半环绕组直流电动机

说明书

本实用新型无槽无刷半环绕组直流电动机涉及的是一种稀土永磁、无槽、无刷、半环绕组新型高效直流电动机，属特种电动机领域。

现有的无刷直流电动机一般都是有槽的，故带来了齿隙效应，力矩不均匀，绕组的制作要嵌线，工艺复杂，电机绕组在接近电机端部的部分无效的导体长度大，所占空间大。

本实用新型的目的是针对目前无刷直流电机存在不足之处提供一种无槽无刷半环绕组直流电动机，既具有无刷电机的无火花、无电磁干扰的特点，又具有无槽电机的力矩均匀无齿隙效应，工艺简单、成本低、效率高的特点，以满足控制和驱动的需要。

无槽无刷半环绕组直流电动机是采取以下方案实现的：无槽无刷半环绕直流电动机主要结构由转子、定子、支撑结构、位置传感器构成。支撑结构包括机壳、前端盖、后端盖、滚动轴承。电机的转子包括转子芯、磁瓦、电机轴，在转子芯外覆盖有钕铁硼磁瓦，即稀土永磁体，转子芯中心装有电机轴。电机的定子包括定子环即导磁体、定子绕组、瓦形支架。定子环外部有定子绕组，定子绕组直接绕制在定子环外部，无线槽，为半环绕组，瓦形支架将定子固定在机壳内，转子电机轴两端装配有滚动轴承，分别装配在支撑结构的前、后端盖内，前端盖固定在机壳前端，后端盖固定在机壳后部，位置传感器装置在后端盖外侧，传感定子固定在定子后端盖外侧，传感转子装置在转子电机轴上，传感定子与传感转子外部设置有尾罩。

本实用新型电机可以做成盘式的，盘式的特征是定子环变成径向尺寸大，而轴向尺寸小的扁环，瓦形支架变为扇形支架，连接在定子环上，固定于后端盖而不是固定在环形外壳上，转子永磁体变为扇形，盘式电机结构更为简单。

无槽无刷半环绕组直流电动机由于用了稀土永磁、无槽无刷结构、半环绕组，具有一般无刷直流电动机的无火花、无电磁干扰等全部优点，还具有无槽电机的力矩均匀，无齿隙效应的优点，半环绕组使电机绕组紧凑牢固，缩小了轴向尺寸节省了材料，瓦形支架使支撑方便，不会触及定子绕组，使定子绕组与机壳、转子间的同轴度便于控制，而且工艺简单，造价相对便宜。

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是无槽无刷半环绕组直流电动机结构示意图。

图2是无槽无刷半环绕组直流电动机转子和定子结构示意图。

参照附图1、2无槽无刷半环绕组直流电动机主要结构由转子4、定子5、支撑结构、位置传感器构成。本实施例为三相二对极永磁电机，采用钕铁硼磁瓦作永磁材料。支撑结构包括机壳6、前端盖2、后端盖7、滚动轴承10。电动机的转子4包括转子芯4-1、磁瓦4-2、电机轴1，在转子芯4-1外覆盖有稀土永磁体材料钕铁硼构成的磁瓦4-2，电机轴1装置在转子芯4-1中心。电机的定子5包括定子环5-1、定子绕组5-2、瓦形支架5-3。定子环5-1为导磁体，定子环5-1外部设置有定子绕组5-2。定子5在圆周方向分为6个区域，这6个弧形区域将圆环分成6等份，其中3个区域用于绕制定子绕组5-2，总计占环的1/2，故称半环绕组，另3个区域用来安装瓦形支架5-3，用瓦形支架将定子5支撑于机壳6上，并保持与机壳及转子4同轴，3个绕组区又以其中心划分为6个小区，三相绕组的每一相均占有被瓦形支架5-3隔开的，机械角相差90°，电角相差180°的两个小区，其分布图如图2所示。电机转子4装置在定子5内，转子电机轴1两端装置有滚动轴承10，分别装配在支撑结构的前端盖2、后端盖7内，前端盖2固定在机壳6前端，后端盖7固定在机壳6后部。位置传感器装置在后端盖7外侧，位置传感器包括传感定子、传感转子、尾罩。传感定子8是一块带有3个或6个霍尔开关集成电路的印刷板，它以螺钉固定于后端盖7的外侧，霍尔开关的中心到轴心的距离等于传感转子磁片、中心到轴心的距离，彼此相距60°机械角，即120°电角。传感转子9是一个带有2组永磁片的圆盘，永磁片张角为60°，2组永磁片相差180°转感转子固定于电机轴1上。尾罩11是个保护壳体，保护传感定子8和传感转子9。传感器的信号线从尾罩11内的传感定子8上引出到尾罩外，与控制电路连接。