一种转子及将该转子安装到无刷直流电机中的工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种转子，安装在无刷直流电机中，所述无刷直流电机包括有电机主轴、定子、线圈或绕组、端盖和机壳，所述电机主轴上套接有径向的联接件，包括有电机主轴、定子、线圈或绕组、端盖和机壳，所述电机主轴上套接有径向的联接件，它的特点在于，还包括一个转子，该转子是将永磁体牢靠固定在永久磁钢组合件的内部从而降低风阻，减小功率消耗，同时防止了离心力作用使得永磁钢脱落，提高了转子的安全性，并且该转子中的永磁钢拆装方便。本发明还公开了将该转子安装到无刷直流电机中的工艺，由此可以快速准确的将永磁钢安装到转子中，方便快捷，提高了工作效率。
【专利说明】一种转子及将该转子安装到无刷直流电机中的工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无刷直流电机的转子，以及该转子的安装工艺。
【背景技术】
[0002]无刷直流电机是永磁式同步电机的一种，而并不是真正的直流电机，英文简称BLDC0区别于有刷直流电机，无刷直流电机不使用机械的电刷装置，采用方波自控式永磁同步电机，以霍尔传感器取代碳刷换向器，以钕铁硼作为转子的永磁材料，性能上相较一般的传统直流电机有很大优势。
[0003]电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显不等。
[0004]现有技术中，中国发明专利公开说明书201210077133中公开了一种无刷直流电机，包括外壳、前端盖、后端盖、电机轴、转子、永磁体、定子，所述外壳前侧卡套前端盖，夕卜壳后侧卡套后端盖；所述外壳内套接电机轴，所述前端盖内侧固定定子，所述后端盖内侧固定另一定子，所述两定子外侧设有一转子，所述转子内壁上与两定子分别相对设有永磁体，其旋转顺畅，内振动较低，噪音分贝低，而且没有切频音、哨音。在这个专利中。转子被设置在定子的外侧，永磁体被设置在该转子的内壁上。
[0005]又如中国发明专利公开说明书200810302124中公开了一种永磁无刷直流电机，由永磁转子、定子、线圈或绕组、端盖和机壳组成，所述永磁转子是由套在转轴上的永磁体和转子架组成，所述永磁体采用多段永磁体组成。该永磁无刷直流电机通过调节永磁体的段数来调节有效永磁场强度，从而达到调节电机功率的目的；而且，由于采用了多段式永磁体，每一段永磁体相对来说就小了些，工作时受到离心力作用就不容易损坏，提高了永磁体的使用寿命。但是，由于永磁体是通过粘合剂粘贴在转子架的外侧，在转子处于高转速时，仍有可能会导致永磁体的损坏。
[0006]在永磁体的固定结构上，LG电子株式会社在中国发明专利公开说明书200510009113中公开了一种无刷直流电机的转子，包括一个可转动地布置在定子内圆周上的框架(即中国发明专利公开说明书200810302124中所公开的转子架)，在径向上以规则的间隔连接在框架的外圆周上的多个转子齿，以及固定在转子齿之间的多个磁铁，这些磁铁在径向上被布置成面对面的侧面具有相同的极性，其中，转子架、转子齿和磁铁是铸模在一起的，且转子齿的内、外部分上形成有用于防止磁铁分离的突起，整个转子齿是通过烧结磁粉制造而成。该转子是将转子与磁铁铸为一体，不易拆装更换。而电机在工作时会产生热量，普通的永磁在80度以上的工作环境上会退磁，这样就使得转子内的磁铁发生退磁现象，更换起来非常不方便。[0007]总体而言，上述专利中的无刷直流电机，其转子上的永磁铁或者被粘接在转子内永磁体(永久磁钢组合件)的外侧壁，或者铸在转子的内部，在转子的永磁铁被粘接在永磁体(永久磁钢组合件)的外侧壁的情况下，在转子高速转动时，上面的永磁铁可能由于离心力脱落，而且，将永磁钢贴合在外壁，会造成风阻，加大功率的消耗；在转子的永磁铁被铸在永磁体(永久磁钢组合件)内部时，则会造成拆装更换难的问题。此外，现有技术中的转子的安装过程非常繁琐，需要将永磁钢加工成与永磁体(永久磁钢组合件)适配的形状，比如，永久磁钢组合件为圆柱状的，则需要将永磁钢加工成与永久磁钢组合件外壁相匹配的圆弧状，加工难度大，还会产生边角料，浪费原料，提高了成本。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的第一个技术问题针对上述的技术现状而提供一种能将永磁体牢靠固定在转子内部从而减小功率消耗，并且拆装方便的无刷直流电机的转子，
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种上述转子的安装工艺。
[0009]本发明为解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为:
一种转子，安装在无刷直流电机中，所述无刷直流电机包括有电机主轴、定子、线圈或绕组、端盖和机壳，所述电机主轴上套接有径向的联接件，
其特征在于:
所述转子主要由永久磁钢组件与转子固定座组成，所述转子固定座固定在所述的联接件上；
所述永磁钢组件包括有转轴，铁芯和条状的永磁钢，所述转轴通过轴承固定在转子固定座上，且该转轴上轴向套接有铁芯，所述铁芯由圆环形硅钢片冲制叠压成圆柱状，两端端面由压板把紧，所述压板中间与转轴配合处通过焊接固定，且所述压板上开设有冲片槽的开口。
[0010]插装了永磁钢后，整个永久磁钢组件的磁场是向外辐射的，一块永磁钢或两块永磁钢肯定无法完全将圆柱状的铁芯覆盖，因此，作为进一步的改进，所述铁芯上开设有至少三个冲片槽。
[0011]为了减小永磁钢体之间的空隙产生的磁场盲区，作为进一步优选，所述铁芯上开设有至少四个冲片槽。
[0012]尽管从理论上来说，两块永磁钢之间的夹角越大，它们之间的空隙所辐射处的磁场盲区的范围越小，但是，实际工作中转子是旋转的，在转动过程中磁场可以辐射到上述的盲区中，因此为了尽可能的降低成本，作为具体技术方案，所述冲片槽数量为4。
[0013]作为优选，所述压板上开设有4个冲片槽的开口，且上述的4个冲片槽的开口在压板上呈正方形的分布。
[0014]作为改进，所述永磁钢在插装至冲片槽后，在所述永磁钢与压板相接处涂有粘接剂。
[0015]本发明为解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为:
一种将该转子安装到无刷直流电机中的工艺，包括如下步骤:
I)将圆环形硅钢片冲制叠压成圆柱状，并用两块中心开有通孔的压板把圆柱状钢片的上下面压紧并焊接成一体，使得压板和圆柱状钢片构成转子的铁芯； 2)在铁芯上开设出冲片槽；
3)将转子的转轴插入压板的中心孔，并对压板与转轴的配合处进行焊接，将转轴和铁芯焊成一体的永久磁钢组件；
4)在转轴上套接轴承，再将轴承座安装到转子固定座上，随后，通过轴承将转轴固定到转子固定座上，固定的过程中，在轴承与轴承座之间垫设上一块波形垫片；
5)将转轴固定座安装到与电机相连的联接件上，从而使得转子和电机的主轴联动；
6)将条状的永磁钢插入转子的冲片槽中，再通过粘接剂将永磁刚牢固粘接在转子中。
[0016]作为优选，在步骤5)中，转轴固定座通过过盈配合的方式安装到联接件上。
[0017]与现有技术相比，本发明的优点在于:它是将永磁钢固定在转子的永久磁钢组件的内部，这样在转子高速转动时，永磁钢不会受到转动产生的风阻和离心力的作用，发生脱落，提高了转子的安全性，减小了功率消耗，此外，本发明中永磁钢是条状的，加工起来简单，也不会像圆弧状永磁钢那样产生许多边角料，降低了成本，而且拆装方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明实施例的无刷直流电机整体结构示意图；
图2为本发明实施例中的转子结构示意图；
图3为本发明实施例中磁场盲区的示意图；
图4为本发明实施例中永磁钢的固定位置图。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图对本发明实施例作进一步的详细描述。
[0020]如图1和图2所示，本实施例为一种无刷直流电机1，包括有电机主轴2、定子3、线圈或绕组4、端盖5和机壳6，所述电机主轴上套接有径向的联接件2.1，
其特征在于:
还包括有转子7，所述转子主要由永久磁钢组件8与转子固定座9组成，所述转子固定座固定在所述的联接件2.1上；
所述永磁钢组件包括有转轴8.1，铁芯8.2和条状的永磁钢8.3，所述转轴通过轴承8.4固定在转子固定座9上，且该转轴上轴向套接有圆柱状的铁芯8.2，所述铁芯上开设有用以插装所述永磁钢的冲片槽8.2.1。
[0021]上述的铁芯是由圆环形硅钢片8.2.4冲制叠压成圆柱状，上下面由压板8.2.2把紧，所述压板中间与转轴配合处通过焊接固定，且所述压板上开设有冲片槽的开口 8.2.3。
[0022]如图3所示，插装了永磁钢后，整个永久磁钢组件的磁场是向外辐射的，一块永磁钢或两块永磁钢肯定无法完全将圆柱状的铁芯覆盖，因此，作为进一步的改进，扩大辐射区LI，所述铁芯上必须开设有至少三个冲片槽。
[0023]为了减小永磁钢体之间的空隙产生的磁场盲区L2，作为进一步优选，所述铁芯上必须要开设至少四个冲片槽，但是尽管从理论上来说，两块永磁钢之间的夹角越大，它们之间的空隙所辐射处的磁场盲区的范围越小，然而，在实际工作中转子是旋转的，在转动过程中磁场可以辐射到上述的盲区L2中，因此为了尽可能的降低成本，作为具体技术方案，所述冲片槽8.2.1数量为4。[0024]作为优选，所述压板上开设有4个冲片槽的开口，且上述的4个冲片槽的开口在压板上呈正方形的分布。
[0025]如图4所示，作为改进，所述永磁钢8.3在插装至冲片槽后，在所述永磁钢与压板相接处8.3.1涂有粘接剂。
[0026]在上述的这种无刷直流电机的装配过程中，该电机中转子的安装工艺包括如下步骤:
1)将圆环形硅钢片冲制叠压成圆柱状，并用两块中心开有通孔的压板把圆柱状钢片的上下面压紧并焊接成一体，使得压板和圆柱状钢片构成转子的铁芯；
2)在铁芯上开设出冲片槽；
3)将转子的转轴插入压板的中心孔，并对压板与转轴的配合处进行焊接，将转轴和铁芯焊成一体的永久磁钢组件；
4)在转轴上套接轴承8.4，再将轴承座8.5安装到转子固定座上，随后，通过轴承将转轴固定到转子固定座上，固定的过程中，在轴承与轴承座之间垫设上一块波形垫片8.4.1 ;
5)将转轴固定座安装到与电机相连的联接件上，从而使得转子和电机的主轴联动；
6)将条状的永磁钢插入转子的冲片槽中，再通过粘接剂将永磁刚牢固粘接在转子中。
[0027]在实际操作时，步骤5)中的转轴固定座通过过盈配合的方式安装到联接件上，即现在联接件上开设一个尺寸稍小于转轴固定座底部的安装孔，随后将联接件加热，趁其受热膨胀孔径变大时，迅速将转轴固定座的底部套进安装孔中，待冷却收缩后，联接件便与转轴固定座牢牢固定在一起。
[0028]以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种转子，安装在无刷直流电机中，所述无刷直流电机包括有电机主轴、定子、线圈或绕组、端盖和机壳，所述电机主轴上套接有径向的联接件， 其特征在于: 所述转子主要由永久磁钢组件与转子固定座组成，所述转子固定座固定在所述的联接件上； 所述永磁钢组件包括有转轴，铁芯和条状的永磁钢，所述转轴通过轴承固定在转子固定座上，且该转轴上轴向套接有铁芯，所述铁芯由圆环形硅钢片冲制叠压成圆柱状，两端端面由压板把紧，所述压板中间与转轴配合处通过焊接固定，且所述压板上开设有冲片槽的开口。
2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于:所述铁芯上开设有至少三个冲片槽。
3.根据权利要求2所述的转子，其特征在于:所述铁芯上开设有至少四个冲片槽。
4.根据权利要求3所述的转子，其特征在于:所述冲片槽数量为4。
5.根据权利要求1或4所述的转子，其特征在于:所述压板上开设有4个冲片槽的开口，且上述的4个冲片槽的开口在压板上呈正方形的分布。
6.根据权利要求1所述的转子，其特征在于:所述永磁钢在插装至冲片槽后，在所述永磁钢与压板相接处涂有粘接剂。
7.一种将权利要求 1中的转子安装到无刷直流电机中的工艺，包括如下步骤: 1)将圆环形硅钢片冲制叠压成圆柱状，并用两块中心开有通孔的压板把圆柱状钢片的上下面压紧并焊接成一体，使得压板和圆柱状钢片构成转子的铁芯； 2)在铁芯上开设出冲片槽； 3)将转子的转轴插入压板的中心孔，并对压板与转轴的配合处进行焊接，将转轴和铁芯焊成一体的永久磁钢组件； 4)在转轴上套接轴承，再将轴承座安装到转子固定座上，随后，通过轴承将转轴固定到转子固定座上，固定的过程中，在轴承与轴承座之间垫设上一块波形垫片； 5)将转轴固定座安装到与电机相连的联接件上，从而使得转子和电机的主轴联动； 6)将条状的永磁钢插入转子的冲片槽中，再通过粘接剂将永磁刚牢固粘接在转子中。
8.根据权利要求7所述的将转子安装到无刷直流电机中的工艺，其特征在于:在步骤5)中，转轴固定座通过过盈配合的方式安装到联接件上。
【文档编号】H02K15/03GK104022587SQ201410019216
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日
【发明者】王光红, 马长勇 申请人:宁波市比尔迪赛电机有限公司