永磁直流电动机的制作方法

文档序号:7226758阅读:137来源:国知局
专利名称:永磁直流电动机的制作方法
技术领域
本发明涉及直流电动机技术领域,特别涉及一种具有倒角拱形体永磁瓦及若干不等片换向器片的永磁直流电动机。
背景技术
电动机在各行业生产领域以及家庭、公共场所等广泛而大量地应用,与人们的工作和生活密切相关。随着社会的进步,人们对污染环境的噪声提出了越来越高的要求与限制,如何降低电动机振动及噪声,减少噪声对人们工作和生活环境造成的影响及其对人们健康产生的危害,已经成为亟需解决的问题。特别是用于汽车空调的电动机,为提高驾乘者舒适度,对电动机的噪声更有较高的要求。从理想的理论角度考虑,电动机运行时应该没有声响,因而电动机运行中发出的任何声音都可归为电动机的噪声。一般根据电动机噪声产生的不同方式,大体可把其噪声分为三大类①电磁噪声;②机械噪声;③空气动力噪声。对于直流电动机而言,虽然对降低和控制其各种噪声采取了种种现有技术措施。但是,由于复杂的实际情况的影响而产生的电动机噪声,仍然需要通过进一步技术改进加以抑制。

发明内容
本发明的目的在于,提供一种永磁直流电动机,该种电动机能够有效降低噪声。
本发明的目的是通过以下技术解决方案来实现的一种永磁直流电动机,包括机壳、永磁瓦、电刷和换向器,所述永磁瓦固定在机壳的内腔,所述换向器包含换向片,其特征在于,所述永磁瓦外形为倒角拱形体,至少有一处的角端设有与拱形体相截的倒角面,倒角面与端面间的倒角面角为30°~60°,其拱形外弧面半径内弧面半径不为同一圆心,且内弧面半径大于外弧面半径。
所述永磁直流电动机,其特征在于,所述换向器包括2~5种不同宽度的不等片换向器片,在换向器圆周上交错相间排列。
电动机在运转时,定子和转子之间气隙有一个气隙磁场,直流电动机的电磁噪声,主要是气隙磁通场的谐波磁场引起电动机各部分之间相互作用发生变形和振动引起的,由于齿槽的存在,由其影响而产生齿谐波,它们的频率往往是与磁槽数成倍数关系,谐波磁通产生了频率较高的噪声。通常采用的永磁瓦拱形外弧面与内弧面圆弧为同一圆心,整体厚度基本相同,所产生的近似梯形波磁场,其磁势的谐波分量,将使转子产生相应的谐波转矩,成为电动机电磁力矩波动的组成部分。由于齿槽的影响而产生了齿谐波所引起的振动与噪声,现有技术是采用斜槽的方法,将其削弱,而电磁噪声的产生有着各种复杂的原因,电磁噪声的抑制可以从多个方面及多种技术措施着手。本发明采用倒角拱形体永磁瓦,其角端设有与拱形体相截的倒角面,拱形外弧面与内弧面圆弧不为同一圆心,内弧面半径大于外弧面半径,永磁瓦中部的拱顶部位较厚,至两侧底部逐渐减薄,且有倒角构造,致使永磁瓦两侧底部较中部拱顶的磁通相对逐渐减弱,有效地减小了谐波磁场,使电动机磁场分布更接近于正弦波,从而有效地抑制了电磁噪声。
有刷直流电动机旋转中,电刷与换向器滑动接触,不但产生摩擦和摩擦噪声,同时,在所有的换向片之间都有一个绝缘沟槽,由于电刷撞击换向片的进入边,电刷与换向片周期性的撞击使电刷在刷握里产生径向跳动和晃动,引起电刷和刷盒周期性的振动,产生电刷噪声,这种噪声常包括与换向片数成倍数的多个单频成分,有刷直流电动机通常惯例采用等距换向器片的换向器,电刷与各换向片有相同的撞击周期,其产生的频率(fK)为fK=CKn60]]>式中C-正整数(1,2,3,4);K-换向片数;n-转速(r/min)。
上述频率一般在10千赫以内,而换向器变形、表面光洁度不好时,噪声幅度将增大。电磁噪声还和定子、转子本身的振动特性(如固有频率、阻尼、机械阻抗及声学特性等)有关。例如,当激振力和固有频率共振时,即使电磁力很小也会产生很大的噪声。本发明采用不等片(等距)的换向器片,使电刷与各换向片有不同的撞击周期以及振动频率,改变了采用等距的换向器片的共振特性,从而减少系统的振动和噪声,并在实践中证明了这一效果。
本发明的目的、优点和特点,将通过下面优先实施例的非限制性说明进行图示和解释,这些实施例是仅作为例子给出的。


图1是本发明异型永磁瓦的示意图;图2是图1的俯视图;图3是本发明不等片距换向器示意图;图4是本发明轴承室构造示意图;上述图中,1-异型永磁瓦;1a-侧边;1b-倒角边;3-端边;2-转子组件;2a-换向器片;2b-转子轴;3-壳体;4-滚动轴承;5-波形垫圈;6-开口挡圈;h-外弧面半径与内弧面半径垂直距离;R-外弧面半径;r-内弧面半径;α、β、γ-片距圆心角;θ-倒角面角。
具体实施例方式
实施例一附图1、2表示了本实施例两极永磁直流电动机的倒角拱形体永磁瓦1。本实施例采用了与通常永磁直流电动机不一样的两块永磁瓦1,利用半圆头铆钉将永磁瓦1铆接在电动机壳体3(参见图4)上,并紧紧地把握住永磁瓦1,使两块永磁瓦1拱形外弧面对称地紧紧贴合在内腔为圆形的电动机壳体3的内壁上。如图1所示,永磁瓦1的特征是外形为倒角拱形体,如图2所示,永磁瓦1的四角端处有与拱形体相截的倒角面1b,倒角面1b位于端面1c与底边1a之间,倒角面1b与端面1c间的夹角(倒角面角)θ为45°。并且,本实施例永磁瓦1的拱形外弧面半径R与内弧面半径r不为同一圆心,它们圆心的垂直距离为h,且内弧面半径大于外弧面半径。永磁瓦1作为电动机的磁势源产生磁通量,材料采用黏接钕铁硼。本实施例采用的永磁瓦1能有效减少电磁噪声。
图3是本实施例换向器的结构示意图,它由3种不等片换向器片2a作为嵌件在热固性塑料中模压成型,交错相间排列在换向器圆周上。本实施例的换向器片2a共采用12片,有3种不等宽度,其换向器片2a的片距圆心角也不相等,其中的两种各有5片,片距圆心角α和β分别为26°和30°,另一种为2片,片距圆心角γ为40°,而换向器的换向器片2a间的沟槽宽度是相等的。为更好地错开电刷与换向器片2a相同的周期性撞击,本实施例将3种不等片换向器片2a在换向器圆周上的排列交错相间,且成换向器轴中心不对称排列。本实施例改变惯例所采用等片(等距)换向器片的换向器与电刷摩擦、撞击所产生的周期性振动特性,改善了本实施例永磁直流电动机组装成鼓风机的空调系统的振动特性,减少系统的振动和噪声,并在实践中也证明了这一效果。
再如图4所示,本实施例转子组件2的转子轴2b的支承是两只滚动轴承4,其固定在壳体1轴承室中。在壳体1轴承室滚动轴承4的外侧装有波形垫圈5,给滚动轴承4外圈一个适合的预压力,以便减小滚动轴承4的游隙,降低由此产生的轴承震动噪声。滚动轴承4内侧的开口挡圈6的作用,是消除转子组件2的轴向窜动。
上述实施例仅作为说明之例,并不是对本发明所作的限定。本发明还可以采用其他方式进行实施,例如,可根据电动机的实际情况,调整永磁瓦1倒角面1b与端面1c间的倒角面角θ的大小,换向器采用不等片换向器片2a可为2~5种不同宽度,片距圆心角的范围为20°~45°,等等,在此不一一赘述。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均属于本发明要求的保护范围。
权利要求
1.一种永磁直流电动机,包括机壳、永磁瓦(1)、电刷和换向器,所述永磁瓦(1)固定在机壳的内腔,所述换向器包含换向片(2),其特征在于,所述永磁瓦(1)外形为倒角拱形体,至少有一处的角端设有与拱形体相截的倒角面(1b),倒角面(1b)与端面间(1c)的倒角面角(θ)为30°~60°,其拱形外弧面半径(R)与内弧面半径(r)不为同一圆心,且内弧面半径(r)大于外弧面半径(R)。
2.根据权利要求1所述的永磁直流电动机,其特征在于,所述换向器包括2~5种不同宽度的不等片换向器片(2),在换向器圆周上交错相间排列。
3.根据权利要求2所述的永磁直流电动机,其特征在于,所述换向器不等片换向器片(2)片距圆心角的范围为20°~45°。
4.根据权利要求1、2或3所述的永磁直流电动机,其特征在于,不等片换向器片(2)在换向器圆周上为中心不对称排列。
5.根据权利要求1、2或3所述的永磁直流电动机,其特征在于,转子轴(2b)的支承为滚动轴承(4),在壳体(1)轴承室滚动轴承(4)的外侧装有波形垫圈(5),滚动轴承(4)内侧装有开口挡圈(6)。
全文摘要
本发明涉及直流电动机技术领域,是一种具有倒角拱形体永磁瓦及不等片换向器片的永磁直流电动机,本发明采用倒角拱形体永磁瓦,角端有与拱形体相截的倒角面,拱形外弧面与内弧面不为同一圆心,内弧面半径大于外弧面半径,能有效地减小磁场谐波,使磁场分布更接近于正弦波,从而有效地抑制了电磁噪声,并且,本发明采用不等片的换向器片,使电刷与各换向片有不同的撞击周期以及振动频率,改变了采用等距的换向器片的共振特性,从而减少系统的振动和噪声。
文档编号H01R39/04GK101051782SQ20071002201
公开日2007年10月10日 申请日期2007年4月26日 优先权日2007年4月26日
发明者巢勇军, 郭元军, 沈留庆 申请人:江苏超力电器有限公司
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