专利名称：船用空调系统用外转子永磁直流无刷风机电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种船用空调系统用外转子永磁直流无刷风机电机，属于电机技 术领域。
背景技术：
船舶航行于各海域，气象条件复杂，气候多变，为了使船员、旅客有一个舒适的生 活环境和工作环境，可以采用空调在舱室内创造一个适宜的人工气候，改善环境。因此，现 代船舶大都设有空调装置。目前船用空调用风机电机采用交流感应电机用于空调通风系统。交流感应电机， 其工作原理为定子产生旋转磁场，转子在定子旋转磁场作用下感应电流产生感应磁场，经 定子磁场与转子磁场相互作用使转子旋转，电机运转的同时也带来了电磁感应噪音与转子 损耗等缺点；同时，交流感应电机风机，体积大、重量大、响应慢，采用鼠笼式转子，损耗大、 噪音大，效率低。现有外转子永磁直流无刷电机，一般少槽少极，瓦形磁钢，磁钢未用磁钢固定圈固 定，定子绕组裸露在外面，装有位置HALL，等宽定子齿，定子极靴上无凹槽。实际应用中， 由于磁钢粘贴在机壳上，未用磁钢固定圈固定，长时间运转后磁钢容易脱落，运转不可靠， 寿命短；等宽定子齿，定子极靴上没有凹槽，转矩波动大，启动不稳定；磁钢为瓦形，均勻气 隙，转矩波动大，噪音大；定子支架结构复杂，成本高。
实用新型内容本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种船用空调系统用外转子 永磁直流无刷风机电机。本实用新型的目的通过以下技术方案来实现船用空调系统用外转子永磁直流无刷风机电机，包括机壳和固定于机壳中的轴， 特点是所述机壳的内壁通过磁钢固定圈固定有不同心圆弧形磁钢，所述轴上通过轴承安 装有定子支架，定子支架上固定有定子铁芯，定子铁芯上安装有定子绝缘骨架，定子绝缘骨 架中嵌装定子绕组，定子绕组连接引线，定子绕组上封装环氧材料。进一步地，上述的船用空调系统用外转子永磁直流无刷风机电机，所述定子铁芯 由若干定子冲片叠合形成，定子铁芯上设有不同宽度均勻交替的定子齿和定子槽。更进一步地，上述的船用空调系统用外转子永磁直流无刷风机电机，所述定子铁 芯的外圆设有定子极靴凹槽。再进一步地，上述的船用空调系统用外转子永磁直流无刷风机电机，所述不同心 圆弧形磁钢有16个，定子铁芯上定子槽有18个。本实用新型技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在1)本实用新型采用定子支架结构形式，而且电机无位置HALL，结构简单，安装方 便，成本低；转子磁钢采用不同心圆弧形磁钢，定子采用不同宽度定子齿，定子极靴上设有凹槽，改变了气隙磁密，改善了电机的转矩波动和启动性能；转矩波动小，电机定子采用18 槽绕组，磁钢16片齿槽的合理配置，提高齿槽转矩波动的基波频率，减小齿槽基波和高次 谐波转矩幅值，有效地降低电机齿槽引起的转矩波动和噪音，使电机宽调速运行；2)高效节能、噪音低；永磁励磁，转子无励磁线圈，不需通电流，高效节能；风机的 轴功率与风机电机转速的三次方成正比，随着环境、灰尘等负载的变化，风机转速下降时， 电动机的功率迅速降低，如果转速下降到90%时，则轴功率下降到额定的58%，节能、电潜 力大；采用永磁直流无刷风机电机，不存在定子旋转磁场对转子的电磁感应作用，克服了交 流的电磁噪音与转子损耗，比交流电机效率更高，高20% 30%，噪音更低，低3分贝 8 分贝；3)功率密度高，交流电机改为了永磁直流无刷电机，显著增加气隙磁通密度B(磁 负荷)，电磁功率、转速、电负荷一定时，电机主要尺寸D2L (D定子内径、L铁心长度)与B成 反比，B增加，则材料更省，体积更小、重量更轻，直流无刷电机的体积比同功率的交流电机 体积可以减少20% ；定子绕组采用环氧封装，转子磁钢用磁钢固定圈固定，使电机结构简 单，定子绝缘可靠；磁钢用固定圈固定后，磁钢不会因胶水的老化而脱落；4)该船用空调系统用外转子永磁直流无刷风机电机集很多优点于一体启动性 能好、转矩波动小、噪音低、效率高、功率密度高、运行可靠、寿命长，可以通过计算机远程控 制，特别适用于船用空调系统。
以下结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明
图1 本实用新型的剖视示意图；图2:定子绕组的示意图；图3 不同心圆弧形磁钢和磁钢固定圈的示意图；图4 不同心圆弧形磁钢和定子铁芯的示意图。图中各附图标记的含义见下表
附图 标记含义附图 标记含义附图 标记含义1机壳2不同心圆弧形 磁钢3磁钢固定圈4定子绝缘骨架5定子绕组6环氧材料7定子定位圈8轴9孔用挡圈附图 标记含义附图 标记含义附图 标记含义10轴承11定子铁芯12引线13定子支架14轴承垫圈15轴垫圈16轴用挡圈17波形弹簧18轴承19定子冲片20宽定子齿21窄定子齿22定子极靴凹槽
具体实施方式
如图1所示，船用空调系统用外转子永磁直流无刷风机电机，包括机壳1和固定于 机壳中的轴8，机壳1的内壁通过磁钢固定圈3固定有不同心圆弧形磁钢2，机壳1是外转 子的转子轭部，机壳内壁圆周粘贴有不同心圆弧形磁钢2，再用磁钢固定圈3固定磁钢，组 成外转子，轴通过轴座与机壳1固定连接。轴8上通过轴承10安装有定子支架13，定子支 架13上固定有定子铁芯11，定子铁芯11上安装有定子绝缘骨架4，定子绝缘骨架4中嵌装 定子绕组5，定子绕组5连接引线12，定子绕组5上封装环氧材料6。如图2所示，定子铁芯11由若干定子冲片19叠合形成，定子铁芯11上设有不同 宽度均勻交替的定子齿(宽定子齿20和窄定子齿21)和定子槽；定子铁芯的外圆设有定子 极靴凹槽22。采用不同宽度定子齿，定子极靴上设有凹槽，改变了气隙磁密，改善了电机的 启动性能。具体安装时，机壳1作为转子导磁磁轭，不同心圆弧形磁钢2粘贴在机壳上后装入 薄型不锈钢圈后用工装挤压成型，磁钢固定圈3挤压固定不同心圆弧形磁钢2，如图3所示， 不同心圆弧形磁钢2不会因胶水的老化而脱落，电机运行可靠，寿命长，特别适用于船用空 调系统比较恶劣的环境。机壳1内圆贴有不同心圆弧形磁钢2，弧形曲面磁钢形成不均勻 气隙，可改善气隙磁场波形，呈现正弦波的气隙磁通密度，降低转矩波动和噪音。定子支架 13压入内定子，装上定子定位圈7，然后装入波形弹簧17，装入轴承18，装入轴承垫圈14，装 入轴承10，再装入孔用挡圈9，然后把外转子装入内定子，轴8从轴承内孔穿过，装入轴垫圈 15，再装上轴用挡圈16，电机装配完成。如图4所示，不同心圆弧形磁钢有16个，定子铁芯上定子槽有18个，18槽对16极 分数槽配合。因齿槽转矩产生的振动和噪音，直接影响电机的性能，为此，采用分数槽配合， 满足绕组对称条件，保证各相转矩对称，有效地减小自定位转矩。提高齿槽转矩波动的基波 频率，减小齿槽基波和高次谐波转矩幅值，有效地降低电机齿槽引起的转矩波动和噪音，使 电机能高效、低噪和快响应的平稳运行。本实用新型船用空调系统用外转子永磁直流无刷风机电机，凸显以下特点1)采用定子支架结构形式，而且电机无位置HALL，结构简单，安装方便，成本低；2)转子磁钢采用不同心圆弧形磁钢，定子采用不同宽度定子齿，定子极靴上设有凹槽，改变了气隙磁密，改善了电机的转矩波动和启动性能；转矩波动小。电机定子采用18 槽绕组，磁钢16片齿槽的合理配置，提高齿槽转矩波动的基波频率，减小齿槽基波和高次 谐波转矩幅值，有效地降低电机齿槽引起的转矩波动和噪音，使电机宽调速运行；3)高效节能、噪音低；永磁励磁，转子无励磁线圈，不需通电流，高效节能；风机的 轴功率与风机电机转速的三次方成正比，随着环境、灰尘等负载的变化，风机转速下降时， 电动机的功率迅速降低，如果转速下降到90%时，则轴功率下降到额定的58%，节能、电潜 力大；采用永磁直流无刷风机电机，不存在定子旋转磁场对转子的电磁感应作用，克服了交 流的电磁噪音与转子损耗，比交流电机效率更高，高20% 30%，噪音更低，低3分贝 8 分贝；4)功率密度高，交流电机改为了永磁直流无刷电机，显著增加气隙磁通密度B(磁 负荷)，电磁功率、转速、电负荷一定时，电机主要尺寸D2L (D定子内径、L铁心长度)与B成 反比，B增加，则材料更省，体积更小、重量更轻，直流无刷电机的体积比同功率的交流电机 体积可以减少20% ；5)定子绕组采用环氧封装，转子磁钢用磁钢固定圈固定，使电机结构简单，定子绝 缘可靠；磁钢用固定圈固定后，磁钢不会因胶水的老化而脱落；6)该船用空调系统用外转子永磁直流无刷风机电机集很多优点于一体启动性 能好、转矩波动小、噪音低、效率高、功率密度高、运行可靠、寿命长，可以通过计算机远程控 制，特别适用于船用空调系统。需要理解到的是以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的 普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些 改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.船用空调系统用外转子永磁直流无刷风机电机，包括机壳和固定于机壳中的轴，其 特征在于所述机壳的内壁通过磁钢固定圈固定有不同心圆弧形磁钢，所述轴上通过轴承 安装有定子支架，定子支架上固定有定子铁芯，定子铁芯上安装有定子绝缘骨架，定子绝缘 骨架中嵌装定子绕组，定子绕组连接引线，定子绕组上封装环氧材料。
2.根据权利要求1所述的船用空调系统用外转子永磁直流无刷风机电机，其特征在 于所述定子铁芯由若干定子冲片叠合形成，定子铁芯上设有不同宽度均勻交替的定子齿 和定子槽。
3.根据权利要求1所述的船用空调系统用外转子永磁直流无刷风机电机，其特征在 于所述定子铁芯的外圆设有定子极靴凹槽。
4.根据权利要求1所述的船用空调系统用外转子永磁直流无刷风机电机，其特征在 于所述不同心圆弧形磁钢有16个，定子铁芯上定子槽有18个。
专利摘要本实用新型涉及船用空调系统用外转子永磁直流无刷风机电机，包括机壳和固定于机壳中的轴，机壳的内壁通过磁钢固定圈固定有不同心圆弧形磁钢，轴上通过轴承安装有定子支架，定子支架上固定有定子铁芯，定子铁芯由若干定子冲片叠合形成，定子铁芯上设有不同宽度均匀交替的定子齿和定子槽，定子铁芯上安装有定子绝缘骨架，定子绝缘骨架中嵌装定子绕组，定子绕组连接引线，定子绕组上封装环氧材料。该船用空调系统用外转子永磁直流无刷风机电机，结构简单、安装方便、启动性能好、转矩波动小、噪音低、效率高、功率密度高、运行可靠、寿命长，可通过计算机远程控制，特别适用于船用空调系统。
文档编号H02K1/14GK201898425SQ201020664680
公开日2011年7月13日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者王军, 陈文英 申请人:张家港市江南利玛特设备制造有限公司