专利名称：无刷直流电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无刷直流电动机，安装在冰箱、冰柜、冷藏箱、制冰机之类的制冷装置上，作为制冷装置的工作动力。
背景技术：
传统的制冷系统如冰箱、冰柜、冷冻冷藏柜、制冰机等的制冷大都采用单相异步电动机定速压缩机在220V的交流电压下起动，其起动电流很大，是额定工作电流的4～6倍，对周围的电器产生严重的干扰，而且噪声大，工作效率低。此外，交流电机的转速与极数是相互制约的，其最高转速低于3000转/分，所以影响了制冷设备之制冷速度的提高。为了提高制冷压缩机的综合性能，只能对压缩机的电动机进行调速控制，运行节能模式，所以目前在冰箱、冰柜、制冰机等的制冷上已有采用交流变频压缩机，这种制冷压缩机的工作效率有所提高，但存在功率因数较低的不足，因其功率因数只能达到0.6～0.7，电能损耗较大。如业界所知，无刷直流电动机更容易实现调速，其工作效率高于普通的交流变频压缩机。交流式制冷压缩机除了以上所述的缺陷外，其不足还在于必须要具备交流电源，而当遭遇到停电或对于一些仅有直流低压供电的场合，如车、船等交通运输工具上，就无法使用装配有交流式制冷压缩机的制冷设备，特别是在炎夏季节，由于上述制冷设备无法使用而会给长途运输或旅行的驾驶员、乘客的生活带来极大的不便。
然而，上述状况由中国专利号为03278029.X所公开的名称为直流式制冷压缩机的技术方案所消除，具体的结构由图3所示，它包括转子机构1、定子机构2、活塞式进排气机构3、机壳4、机盖5，从该专利所披露的全部内容可知其具有以下建树之处1、直接利用电压值为12V～24V的低压直流源经控制器调制后起动，低压直流电源一般可选用蓄电池、蓄电瓶等，因而在电流很小的情况下获得足够的起动转矩，实现软起动，避免对周围电器的冲击和干扰，并可延长压缩机和电机的寿命；2、由于永磁无刷直流电机的转速不受极数的制约，所以可根据实际需要将电机的额定转速设计在2000～3600转/分的区域内进行调速，从而提高了压缩机的制冷速度，达到快速制冷的效果；3、体积小、工作效率高、能耗低、功率因数高、压缩机综合性能好；4、对于转子机构1，由于磁钢12外面包有不锈钢的磁钢套121，将磁钢12与铁芯11固定起来，可有效防止磁钢12从铁芯11上脱落下来；5、由于设置防撞片、缓冲弹簧后，使电机具有良好的防撞、抗震性能。
可是，申请人发现，上述专利所公开的直流式制冷压缩机的转子机构1的结构是并不合理的，首先，多枚磁钢12是以包复形式地贴置在铁芯11上，即磁钢12设在圆柱状的铁芯11的四周外壁上，构成为磁钢外置式，而由于磁钢12表现为外置式，所以需采用不锈钢材质的磁钢套121来实行固护，以免磁钢12从铁芯11上脱落下来，于是便带来了以下欠缺一是为了使磁钢12能与铁芯11的外壁实现良好贴触，故必需将各枚磁钢12加工成瓦形，而如业界周知之理，对于瓦形的磁钢12，不仅加工难度大，有碍大批量生产，而且瓦形的磁钢12的自身形状决定了其抗压强度较为脆弱，在加工过程中的成品率难以提高，有碍节约成本；二是多枚磁钢12之间虽然形成有限磁槽14，但是，该限磁槽14所发挥的防止磁短路的作用不理想，存在发生磁短路之虞，因为仅仅是靠相邻两枚磁钢12之间的相间距来获得的，而相邻两枚磁钢12之间的相间距难于在装配时确保一致，从而给装配工艺带来困惑；三是相对于磁钢12而言，不锈钢材质的磁钢套121犹如磁钢12之“外衣”，为配置磁钢套121，势必带来成本的提高和零部件数量的增加以及装配工艺的冗长，况且磁钢套121的安装要求十分严苛，既要顾及不致以压碎磁钢12，又要考虑避免脱落。
发明内容
本实用新型的首要任务是要提供一种转子机构的磁钢加工容易、强度理想而利于大批量生产及降低成本的、磁钢之间不会发生磁短路的无刷直流电动机。
本实用新型的还一任务是要提供一种转子机构的磁钢不会窜动、脱落的无刷直流电动机。
为体现完成本实用新型的首要任务，本实用新型所提供的技术方案是，一种无刷直流电动机，它包括转子机构1、定子机构2、活塞式进排气机构3、机壳4、机盖5，转子机构1包括与所述的活塞式进排气机构3连结的转子轴13和固设在转子轴13上的铁芯11以及设置于铁芯11上的磁钢12，特点是所述的铁芯11上凹设有限磁槽14，在每两条限磁槽14之间的铁芯体上开设有磁钢槽腔111；所述的磁钢12的形状为扁平状，插设在所述的磁钢槽腔111内。
为体现完成本实用新型的还一任务，本实用新型所提供的技术方案是，在所述的铁芯11的上、下表面分别固设有固护片112，固护片112上延设有用于对插设到磁钢槽腔111中去的磁钢12进行限位的限位突缘1121。
本实用新型所述的限磁槽14的数量为大于2的偶数的数量，所述的磁钢槽腔111的数量与限磁槽14的数量相等，所述的磁钢12的数量与磁钢槽腔111的数量相等。
本实用新型所述的磁钢槽腔111的宽度是与磁钢12的厚度相适配的。
本实用新型所述的磁钢槽腔111的深度是与磁钢12的高度相适配的。
本实用新型所述的限位突缘1121在固护片112上所延设的位置大体上对应于磁钢槽腔111的腔口中部。
本实用新型所述的限位突缘1121的形状为半圆瓣突缘、矩形突缘、异形突缘中的任意一种。
本实用新型与已有技术相比的优点之一、由于变原来的转子机构1的磁钢12以外置式抱设于铁芯11上为以内置式地插设于铁芯11内，从而可以省去用于箍护磁钢的磁钢套121，有利于低化成本；之二、磁钢12为扁平状，十分有利于加工制作，能满足量产要求；之三、扁平状的磁钢12的抗压、抗破碎强度比起瓦形来要强得多；之四，限磁槽14直接形成于铁芯11上，能有效地并且彻底避免磁短路现象的发生；之五、限位突缘1121能对插设到磁钢槽腔111中后的磁钢12的上、下两端端面限位，可有效地防止磁钢12有可能出现的轴向窜动，即窜出磁钢槽腔111。
图1为本实用新型无刷直流电动机的结构图。
图2为本实用新型的转子机构1的结构图。
图3为已有技术中的直流式制冷压缩机的结构土。
具体实施方式
通过下面的实施例的详细描述，不仅能对本实用新型得到充分理解，而且能体会到本实用新型实质以及所带来的积极意义，但是，实施例不能用来构成对本实用新型技术方案的限制。
在图1中，给出了本实用新型无刷直流电动机的整体结构，它包括转子机构1、定子机构2、活塞式进排气机构3、机壳4、机盖5，定子机构2包括定子铁芯21和定子绕组22，定子铁芯21与定子绕组22组配或者经外购后安装在机壳4内，具体是由定子铁芯21的四个角部的固定安装槽，用固定脚211通过螺钉2111并且借助于机壳4内预设的弹簧座41以及在弹簧座41上设置的缓冲弹簧411而实现使整个定子机构2设置于机壳4中。三相结构的定子绕组22的引出线221接续到设于机壳4上的电源接线盒42，设在定子铁芯21上的防撞片212是起限位防撞作用。
活塞式进排气机构3包括气缸体31、气缸盖32、活塞连杆33、偏心轴34、平衡锤35、缸体固定座36、消音器37、出气管38、排气管39，上述部件相互组配后位于由机盖5与机壳4所共同构成的腔体内，由于该活塞式进排气机构3的结构、作用机理是与由中国专利所公开的并且在前面提及的ZL03278029.X中提及的结构相一致的，因此，申请人仅对该机构作简要的说明。气缸盖32通过螺钉与气缸体31相固定，为了使两者能有良好的密封效果，则加设气缸盖垫321。缸体固定座36由气缸体31延设而成，通过其固定脚361而支固于定子铁芯21上，活塞连杆33的一端与位于气缸体31中的活塞连结，另一端套置在延设于平衡锤35上的偏心轴34上，平衡锤35与转子机构1的转子轴13相固定，具体是转子轴13通过转子轴座131并且贯过缸体固定座36而与平衡锤35实现传动连接，随着转子轴13的旋转，从而带动平衡锤35运动，进而使活塞连杆33作往复运动，使活塞在气缸体31中作往复运动，实现进排气动作。进气管38固设在机盖5上，而排气管39固设在机壳4上，进气管38与延设在消音器37上的进气管371相通，消音器37配接在气缸盖32的下方。
在图2中，本图更加清楚地给出了本实用新型无刷直流电动机的转子机构1，在由矽(硅)钢片叠层而成的铁芯11上凹设有限磁槽14，本实施例所给出的限磁槽14呈十字分布，即共有四条限磁槽14，但并不受到该图示数量之限制，例如六条、八条、十条乃至更多数量的限磁槽14同样是可以的，但是限磁槽14的数量应为偶数，而且是大于自然数2的偶数数量，因为二条限磁槽14不利于呈偏平状的磁钢12的设置。作为优选之例，申请人择四条限磁槽14，下面针对该优选例进行详细说明。由于存在四条限磁槽14，因此便有四个限磁槽14所分隔的大体上呈扇形的铁芯瓣块，整体而呈花瓣状。在每两条限磁槽14之间的花瓣状的铁芯体上成形有磁钢槽腔111，该磁钢槽腔111应当是贯通的槽腔，在每个磁钢槽腔111内插设一枚磁钢12。由图见，整个磁钢槽腔111除二端形成为燕尾形外，中部呈矩形状，更具体地讲呈长方形，而且磁钢槽腔111中部的槽宽是以磁钢12的厚度相匹配的，即由磁钢12插入后得到补偿，而磁钢槽腔111的深度则取决于整个铁芯11的高度，该高度也恰好与磁钢12的高度相适应。又见，在铁芯11的上、下表面分别固设有固护片112，固护片112上同样也形成有与所述的限磁槽14、磁钢槽腔111相一致的对应槽。当磁钢12插置到相应的磁钢槽腔111中后，为了防止磁钢12出现轴向窜动，因此，便由延设在固护片112上的限位突缘1121施以限位。具体是在磁钢12未被插置到磁钢槽腔111中之前，限位突缘1121在固护片112上大致保持着与固护片112的垂直状态。而一俟磁钢12插入于磁钢槽腔111后，只要用工具将限位突缘1121折展90°左右，使其与固护件112大致呈水平状态即可，从而可使限位突缘1121封挡磁钢槽腔111的腔口，这样可有效地杜绝磁钢12的窜动。至于限位突缘1121对应于每条磁钢槽腔111的数量，在图中虽然选择为一个，但是这并不是唯一的，例如可以有二个，分别对应于磁钢槽腔111的腔口偏两侧，又如，可以有三个，道理同上，因此，对限位突缘112的数量没有必要进行限定，实际上，对磁钢槽腔111的两端腔口的封堵仅用各一个限位突缘1121已经足矣。此外，对于限位突缘1121的具体形状，在本实用新型中同样无需限定，例如既可以为半圆瓣的瓣块状，也可以是矩形状，还可以是其它形状。
通过对申请人给图2所作的详述，完全可以理解出以下实质，磁钢12并不是象由图3所示的那样以抱合形态地结合到铁芯11上去的，而是以其扁平状的独特结构插设到相匹配的铁芯体上的磁钢槽腔111中去的，于是就可省去材料价格昂贵的磁钢套121(图3)；扁平状的磁钢12的工业化可制作性与瓦形相比也是不言而喻的，强度亦然；为以防万一出现磁钢12的窜动，则由限位突缘1121弥补，等等，因此，本实用新型构思应当是极致的。
本实用新型的工作原理与已有技术如前面提及的ZL03278029.X所公开的工作原理相同，仅予以简及，当定子绕组22通以电流，在定子铁芯21中形成磁场，该磁场与永磁动子磁场相互作用，产生旋转磁场，从而迫使铁芯11旋转，使转子轴13旋转，转子轴13的底部或称下端伸至于机壳4上的限位圈132中(图1中)。随着转子轴13的旋转，从而带动平衡锤35一起旋转，进而由平衡锤35上的偏心轴34带动活塞连杆33作左、右往复运动，实现活塞式进排气机构3的吸排气动作。
权利要求1.一种无刷直流电动机，它包括转子机构(1)、定子机构(2)、活塞式进排气机构(3)、机壳(4)、机盖(5)，转子机构(1)包括与所述的活塞式进排气机构(3)连结的转子轴(13)和固设在转子轴(13)上的铁芯(11)以及设置于铁芯(11)上的磁钢(12)，其特征在于所述的铁芯(11)上凹设有限磁槽(14)，在每两条限磁槽(14)之间的铁芯体上开设有磁钢槽腔(111)；所述的磁钢(12)的形状为扁平状，插设在所述的磁钢槽腔(111)内。
2.根据权利要求1所述的无刷直流电动机，其特征在于在所述的铁芯(11)的上、下表面分别固设有固护片(112)，固护片(112)上延设有用于对插设到磁钢槽腔(111)中去的磁钢(12)进行限位的限位突缘(1121)。
3.根据权利要求1所述的无刷直流电动机，其特征在于所述的限磁槽(14)的数量为大于2的偶数的数量，所述的磁钢槽腔(111)的数量与限磁槽(14)的数量相等，所述的磁钢(12)的数量与磁钢槽腔(111)的数量相等。
4.根据权利要求1或2或3所述的无刷直流电动机，其特征在于所述的磁钢槽腔(111)的宽度是与磁钢(12)的厚度相适配的。
5.根据权利要求1或2或3所述的无刷直流电动机，其特征在于所述的磁钢槽腔(111)的深度是与磁钢(12)的高度相适配的。
6.根据权利要求2所述的无刷直流电动机，其特征在于所述的限位突缘(1121)在固护片(112)上所延设的位置大体上对应于磁钢槽腔(111)的腔口中部。
7.根据权利要求2或6所述的无刷直流电动机，其特征在于所述的限位突缘(1121)的形状为半圆瓣突缘、矩形突缘、异形突缘中的任意一种。
专利摘要一种无刷直流电动机，安装在冰箱、冰柜、冷藏箱、制冰机之类的制冷装置上，作为制冷装置的工作动力。它包括转子机构、定子机构、活塞式进排气机构、机壳、机盖，转子机构包括转子轴和固设在转子轴上的铁芯及于铁芯上的磁钢，特点是铁芯上凹设有限磁槽，在每两条限磁槽之间的铁芯体上开设有磁钢槽腔；磁钢的形状为扁平状，插设在磁钢槽腔内。可以省去用于箍护磁钢的磁钢套，利于低化成本；磁钢为扁平状，利于加工制作，能满足量产要求；扁平状的磁钢的抗压、抗破碎强度比起瓦形来要强得多；限磁槽直接形成于铁芯上，能避免磁短路现象的发生；限位突缘能对插设到磁钢槽腔中后的磁钢的上、下两端端面限位，可防止磁钢有可能出现的轴向窜动。
文档编号H02K29/00GK2896659SQ20062007241
公开日2007年5月2日 申请日期2006年4月5日 优先权日2006年4月5日
发明者范建良, 漆鹏程, 瞿峰 申请人:江苏白雪电器股份有限公司