专利名称：一种永磁旋转直流电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电动机领域，具体涉及一种永磁旋转直流电动机。
背景技术：
电动机按其工作电源种类可以划分为直流电动机和交流电动机。目前，常规永磁直流电动机用电刷和换向器进行机械换向使电动机运转，由于换向器和电刷易磨损、换向噪声大，电刷碳粉污染损坏电气设备，造成电动机维护周期短、故障率高，使运行可靠性差， 由于火花的产生还造成电磁波、干扰无线电设备。而且，永磁直流电动机多采用永磁定子固定于机壳内壁，转子上绕设线圈绕组，在运行过程中转子上的绕组线圈摩擦受损的几率较尚ο
发明内容为了解决上述问题，本实用新型提供了一种永磁旋转直流电动机，包括电动机壳体、定子电枢、永磁转子，所述定子电枢与永磁转子固定于电动机壳体内，所述定子电枢由线圈绕组、定子铁心组成，所述定子铁心具有一对以上的齿，所述线圈绕组绕于所述齿上形成定子磁极，所述定子电枢固定于所述电动机壳体内壁形成一圆周，所述永磁转子通过转轴轴承固定于所述定子电枢的圆周内，所述定子电枢上的线圈绕组连接用于控制所述定子电枢上所述齿的磁极磁性的电子换向装置。优选地，所述永磁转子包括转子铁心和永磁铁，所述永磁铁固定于所述转子铁心外端面。优选地，所述永磁转子具有一对以上由永磁铁形成的磁极。优选地，所述电子换向装置包括用于感应转子磁极极性及位置的传感器和控制电路，所述控制电路主要由电子开关管组成，所述定子磁极的线圈的抽头通过所述电子开关管连接至直流电源，所述传感器连接电子开关管的控制端，控制电子开关管的闭合与关断。优选地，所述传感器为霍尔传感器。优选地，相邻的两个以上的线圈绕组串联并分别绕设在相邻的两个以上的定子铁心的齿上，形成同一极性的定子磁极。本实用新型提供的永磁旋转直流电动机以永磁体作为中心转子，而将定子固定于电机壳体的内壁上并以电子换向的方式取代了现有的碳刷换向的机械工作方式，使得该电动机既具有永磁电机工作特性硬、效率高的优点，又可以避免有刷电机机械换向所带来的易磨损、噪音高等问题。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1本实用新型实施例的旋转磁场直流电动机的剖视图；图2本实用新型实施例的旋转磁场直流电动机的定子电枢与永磁转子的结构示意图；图3本实用新型实施例的旋转磁场直流电动机的电子换向装置的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。实施例如图1所示，本实用新型实施例提供了一种永磁旋转直流电动机，包括电动机壳体101、定子电枢102、永磁转子103，所述定子电枢102与永磁转子103固定于电动机壳体101内，如图2所示，所述定子电枢102由线圈绕组1021、定子铁心1022组成，所述定子铁心1012具有一对以上的齿，所述线圈绕组1021绕于所述齿上形成定子磁极，所述定子电枢102固定于所述电动机壳体101内壁形成一圆周，所述永磁转子103通过转轴轴承 104固定于所述定子电枢102的圆周内，所述定子电枢102上的线圈绕组1021连接用于控制所述定子电枢102上所述齿的磁极磁性的电子换向装置。在电机壳体的前后端还分别具有前端盖105和后端盖106，所述前端盖105和后端盖106的中心固定着转轴轴承104，电机的输出轴107固定于两个轴承之间，所述永磁转子包括转子铁心1031和永磁铁1032，转子铁心1031主要由硅钢片构成，在硅钢片构成的转子铁心的外端面固定有永磁铁1032，可以理解的是所述转子的外端面为圆柱面，因此所述永磁铁1032为圆环的一部分且与该圆柱面相匹配，所述永磁铁1032具有两个磁极，其中一个磁极正对所述定子电枢102，另一个磁极正对电机输出轴107的轴心，为了电机更加稳定的旋转，所述转子铁心1031的外端面具有一对以上的永磁铁1032，每对永磁铁1032固定在转子铁心1031形成的圆的同一直径上，即每对永磁铁1032关于永磁转子圆心对称，本实用新型实施例中，所述永磁铁共有2对，均勻分布在转子外端面上，即相邻的两个永磁铁之间为90°弧度。可以理解的是，所述永磁转子可以具有一对以上由永磁铁形成的转子磁极，即在转子外端面上还可以增加更多的永磁铁，永磁铁的数目为2的整数倍即可，在转子外端面的面积足够大的情况下，永磁铁的数目越多，那么电机的性能就越佳。如图2所示为本实用新型实施例提供的定子电枢的结构示意图，定子电枢102上的定子铁心1022主要由硅钢片组成，每片硅钢片呈倒“T”型，多片硅钢片重叠在一起形成定子铁心的齿1023，所述硅钢片在接近转子的一端具有与所述转子同弧度的端面，在硅钢片的中段形成凹槽用于线圈绕组1021绕设其上，相邻的两个齿接合在一起形成一个圆周， 所述线圈绕组1021绕设在所述齿1023上形成定子磁极，可以理解的是，在定子电枢上需形成一对以上的定子磁极。本实用新型实施例中，所述定子电枢上相邻的两个以上的线圈绕组串联并分别绕设在相邻的两个以上的定子铁心的齿上，形成同一极性的定子磁极。为了便于理解，本实用新型实施例以2对定子磁极的定子电枢为例，所述定子铁心具有8个齿， 其中相邻的两个齿上的线圈具有一个抽头，即该相邻两个齿上的线圈绕组串联且绕线方向相同，因此形成同一极性的定子磁极，所以定子铁心具有8个齿但是实际上只形成2对定子磁极，之所以在相邻的两个齿上形成同一极性的磁极，主要是考虑到让定子磁极上的磁感线能够更加均勻的以圆周方式分布，因此，也可以将定子铁心上的齿数增加而不改变线圈绕组的抽头数目，可以理解的是，线圈绕组的抽头数目等于定子磁极的数目，在每个齿上形成一个磁极便需要每个线圈绕组都具有一个抽头即可。在电机壳体空间允许的情况下，定子电枢上的定子磁极数目越多那么电机的运转速度及稳定性就会越好。线圈绕组的抽头连接用于控制所述定子电枢上所述齿的磁极磁性的电子换向装置，本实用新型实施例所述电子换向装置的控制电路部分如图3所示，由于本实用新型实施例提供的定子电枢上线圈绕组的抽头为4根，因此本实用新型实施例中所述电子换向装置的电路部分的电子开关管的数目也对应作出调整，本实用新型实施例中的电子开关管为晶体三极管，所述电子换向装置的电路部分包括晶体三极管BG1、BG2、BG3、BG4、BG5、BG6、 BG7、BG8，所述线圈绕组抽头Al连接于晶体管BGl的发射极，通过晶体管BGl连接至直流电源的正极，所述线圈绕组抽头Al连接于晶体管BG2的集电极，通过晶体管BG2连接至直流电源的负极；所述线圈绕组抽头A2连接于晶体管BG5的发射极，通过晶体管BG5连接至直流电源的正极，所述线圈绕组抽头A2连接于晶体管BG6的集电极，通过晶体管BG6连接至直流电源的负极；所述线圈绕组抽头Bl连接于晶体管BG7的发射极，通过晶体管BG7连接至直流电源的正极，所述线圈绕组抽头Bl连接于晶体管BG8的集电极，通过晶体管BG8连接至直流电源的负极；所述线圈绕组抽头B2连接于晶体管BG3的发射极，通过晶体管BG3 连接至直流电源的正极，所述线圈绕组抽头B2连接于晶体管BG4的集电极，通过晶体管BG4 连接至直流电源的负极；本实用新型实施例中，转子的每个磁极均对应设有一个传感器用于感应转子磁极的磁性及位置，本实用新型实施例中的传感器为霍尔传感器，具有良好的磁感应性能，所述传感器连接电子开关管的控制端，因此，霍尔传感器的信号经放大输出给晶体三极管的基极，此处晶体三极管的基极作为控制端，使得晶体三极管实现开关功能。工作过程中，晶体三极管BG1、BG3、BG5、BG7作为一组同时导通或关断，晶体三极管BG2、BG4、BG6、BG8作为一组同时导通或关断，例如，当晶体三极管BG1、BG3、BG5、BG7同时导通时，此时晶体三极管BG2、BG4、BG6、BG8同时关断，电流从线圈绕组抽头A1、A2流进， 从线圈绕组抽头Bi、B2流出；当晶体三极管BG2、BG4、BG6、BG8同时导通时，此时晶体三极管BG1、BG3、BG5、BG7同时关断，电流从线圈绕组抽头Bi、B2流进，从线圈绕组抽头Al、A2 流出，因此，当每组霍尔传感器感应到永磁转子的磁性及位置时，便会产生一个电信号，控制每组晶体三极管的闭合与关断都会使线圈中的电流方向改变，从而改变定子电枢上定子磁极的极性，实现定子电枢上磁场旋转与永磁转子旋转同步，提高整个电机的工作效率。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种永磁旋转直流电动机，包括电动机壳体、定子电枢、永磁转子，所述定子电枢与永磁转子固定于电动机壳体内，所述定子电枢由线圈绕组、定子铁心组成，其特征在于所述定子铁心具有一对以上的齿，所述线圈绕组绕于所述齿上形成定子磁极，所述定子电枢固定于所述电动机壳体内壁形成一圆周，所述永磁转子通过转轴轴承固定于所述定子电枢的圆周内，所述定子电枢上的线圈绕组连接用于控制所述定子电枢上所述齿的磁极磁性的电子换向装置。
2.如权利要求1所述的永磁旋转直流电动机，其特征在于所述永磁转子包括转子铁心和永磁铁，所述永磁铁固定于所述转子铁心外端面。
3.如权利要求1或2所述永磁旋转直流电动机，其特征在于所述永磁转子具有一对以上由永磁铁形成的转子磁极。
4.如权利要求1所述的永磁旋转直流电动机，其特征在于所述电子换向装置包括用于感应转子磁极极性及位置的传感器和控制电路，所述控制电路主要由电子开关管组成， 所述定子磁极线圈的抽头通过所述电子开关管连接至直流电源，所述传感器连接电子开关管的控制端，控制电子开关管的闭合与关断。
5.如权利要求4所述的永磁旋转直流电动机，其特征在于所述传感器为霍尔传感器。
6.如权利要求4所述的永磁旋转直流电动机，其特征在于相邻的两个以上的线圈绕组串联并分别绕设在相邻的两个以上的定子铁心的齿上，形成同一极性的定子磁极。
专利摘要本实用新型公开了一种永磁旋转直流电动机，包括电动机壳体、定子电枢、永磁转子，所述定子电枢与永磁转子固定于电动机壳体内，所述定子电枢由线圈绕组、定子铁心组成，所述定子铁心具有一对以上的齿，所述线圈绕组绕于所述齿上形成定子磁极，所述定子电枢固定于所述电动机壳体内壁形成一圆周，所述永磁转子通过转轴轴承固定于所述定子电枢的圆周内，所述定子电枢上的线圈绕组连接用于控制所述定子电枢上所述齿的磁极磁性的电子换向装置。本实用新型提供的永磁旋转直流电动机既具有永磁电机工作特性硬、效率高的优点，又可以避免有刷电机机械换向所带来的易磨损、噪音高等问题。
文档编号H02K1/14GK202309463SQ20112037709
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者王保泽 申请人:深圳市配天电机技术有限公司