一种永磁电机及使用该电机的电动工具的制作方法

本发明涉及电机，更具体地，涉及一种永磁电机，该永磁电机尤其适用于电锯等电动工具中。

背景技术：

传统的永磁电机包括定子和转子。定子包括环形的外壳、安装到外壳内周表面的若干永磁体、安装到外壳轴端的端盖。转子包括转轴、固定到转轴的转子铁芯、绕制到转子铁芯的齿上的绕组。定子的端盖安装轴承用于支撑转子的转轴，使转子能够相对于定子转动。该传统电机的一个缺点是功率密度低，永磁体有可能脱落从而导致电机故障。此外，用户还希望电机具有更大的功率密度。

技术实现要素：

为克服现有技术的缺点，本发明的一个方面提供一种永磁电机及安装有所述永磁电机的电动工具，所述永磁电机包括定子和可转动地安装到定子的转子。所述定子和转子的其中一者包括环形的第一磁芯、嵌入第一磁芯内的若干永磁体，所述若干永磁体沿所述第一磁芯的周向分布，使所述第一磁芯内周表面形成极性交替排列的若干磁极。所述定子和转子的另一者包括第二磁芯和绕组，所述第二磁芯收容于所述第一磁芯内并具有朝第一磁芯伸出的若干齿，所述绕组绕制于所述齿。

本发明提供的永磁电机，永磁体嵌入到磁芯内，避免了永磁体脱落。并且，永磁体与磁芯互相感应后形成更强的磁极，从而提高了功率密度。该种永磁电机适用于多种电动工具，包括但不限于电锯。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1是本发明提供的一种电动工具的结构框图；

图2是本发明永磁电机的第一实施例提供的永磁电机的截面示意图；

图3是本发明永磁电机的第二实施例提供的永磁电机的截面示意图。

图4是本发明永磁电机的第三实施例提供的永磁电机的局部截面示意图。

图5是本发明永磁电机实现非均匀气隙的一种方式的示意图。

图6是本发明永磁电机实现非均匀气隙的另一种方式的示意图。

具体实施方式

参考图1，本发明提供的电动工具为一电锯，其包括永磁电机20和锯条10，永磁电机20通过传动装置如减速装置(图未示)等驱动锯条10运动。因为本发明的主要改进在于电机，电锯可采用传统的电锯，因此本发明不再描述电锯的具体结构。

参考图2，在本发明永磁电机的第一实施例中，永磁电机20包括励磁部分30和电枢部分50。励磁部分包括环形第一磁芯31及沿电机轴向嵌入第一磁芯31内的若干永磁体35。电枢部分50包括第二磁芯53。第二磁芯53设有若干齿55。每一齿55包括用于供绕组绕设的齿身及设置在齿身末端的极靴。第二磁芯53收容于第一磁芯31内。

第一磁芯31可由若干层硅钢片沿电机轴向叠置而成，每层硅钢片都设有永磁体安装孔33，以便于在叠置之后供永磁体35插入。优选地，每个永磁体35为圆弧形，所述圆弧的开口朝向第二磁芯53。可以理解地，每个永磁体35也可以是平板状，可以是均匀厚度或者非均匀厚度，以便于嵌装到第一磁芯31。永磁体35嵌装到磁芯内部，能够避免或降低永磁体35脱落的风险。

在第一实施例中，每个永磁体35沿着其厚度方向极化。在本实施方式中，每块永磁体35对应形成一个磁极，相邻永磁极的极性相反。该若干永磁体35沿第一磁芯31的周向分布，且永磁体35内表面的极性沿着第一磁芯31的周向呈N极、S极交替排列，从而在第一磁芯31的内周表面形成若干交替排列的N极、S极。可以理解地，在其他实施例中，每个永磁极也可以由多块永磁体构成。采用内嵌式结构时，电机励磁部分50可以采用更大尺寸的永磁体，从而增大电机的功率密度，能够提高电机的性能效率。

参考图3，本发明第二实施例提供的永磁电机的主要区别在于永磁体35的数量、形状、排列位置。具体地，嵌入第一磁芯31内的永磁体35数量等于形成于第一磁芯31内周表面的磁极数量的2倍，每2个永磁体在第一磁芯31内周表面形成一个磁极，该两个永磁体围成V形，V形的夹角θ大于等于90°小于等于170°。所述V形开口朝向第二磁芯53，且该两个永磁体朝向第二磁芯53的表面具有相同的极性，从而能够将第一磁芯31的与该V形开口对应的内周表面磁化成一个磁极。如此设置励磁部分的磁极，具有聚磁效果。为了达到更好的聚磁效果并合理利用空间，提高功率密度低，夹角θ的范围进一步优选为120°≤θ≤170°，更优选为120°≤θ≤150°。

在第二施例中，每个永磁体35为平板状。可以理解地，永磁体35也可以为弧形，或者中间厚两端薄的椭圆形。

在第二实施例中，每2个永磁体35在第一磁芯31的内周表面形成一个磁极；可以理解地，在其他实施例中，每个磁极可以由3个或更多数量的永磁体形成。因此，嵌入第一磁芯31内的永磁体35数量等于形成于第一磁芯31内周表面的磁极数量的n倍，n为大于0的整数。

参见图2及3，在上述第一及第二实施例中，第一磁芯31的内表面于每相邻的磁极之间形成一凹槽37，并于对应的凹槽37形成磁桥38，使得这些磁桥38沿电机周向分布，且每个磁桥38位于对应的两个相邻磁极之间。磁桥38具有很大的磁阻，能减少或避免磁通从此处通过，促使永磁体产生的磁通经由第一磁芯31尽可能地进入第二磁芯51，从而进一步改善电机性能。

在第一及第二实施例中，凹槽37的径向深度占第一磁芯31的径向厚度的1/3左右。可以理解地，可根据需要，将凹槽37的径向深度设置在第一磁芯31的径向厚度的1/5至2/3的范围。

在第一及第二实施例中，凹槽37沿电机轴向连续延伸。替换地，凹槽37沿电机轴向是不连续的，即，一个磁桥由若干段沿电机轴向隔开的凹槽形成。

优选地，第一磁芯31的内周表面中，磁桥以外的区域都位于同一个圆周上，换言之，第一磁芯31的磁极的内表面都位于同一个圆周面上，如此，定子磁极与转子之间的气隙厚度均匀，这样的电机结构简单，便于加工。

如图4所示，在第三实施方式中，所述第一磁芯31的内周表面与第二磁芯53的极靴之间也可以形成非均匀气隙，其中最大气隙厚度A_max与最小气隙厚度A_min的比值小于等于4。采用非均匀气隙能够有效减小齿槽转矩，达到降低电机运转噪音的目的。可以理解，若要电机具有双向启动能力，可形成对称非均匀气隙，即当第二磁芯53的极靴与第一磁芯31的磁极对正时，所述气隙关于该磁极的中心线对称，所述中心线指该磁极的周向中点与电机旋转中心之间的连线。相反的，若需要电机具有单向启动能力，可形成非对称非均匀气隙。

如图5所示，形成非均匀气袭的一种方式是在第一磁芯31的内侧的圆周面上对应每一磁极的一端或者两端形成切削平面。所述切削平面与对应的磁极的中心线之间形成一夹角β，所述夹角β的范围为大于等于60°而小于等于100°，优选为大于等于70°而小于等于90°。

如图6所示，形成非均匀气袭的一种方式是在第二磁芯53的每一极靴的外侧的一端或者两端形成切削面。所述切削面可为弧面S2，极靴外侧的中部为弧面为S1。弧面S1与弧面S2相切且弧面S1的曲率小于弧面S1的曲率。

上述实施例中，电机为外转子式无刷电机，第一磁芯31和永磁体33作为电机的转子，第二磁芯53和其上的绕组作为电机的定子。可以理解地，第一磁芯31和永磁体33也可以用作电机的定子，而第二磁芯53和其上的绕组也可以用作电机的转子。此时，该电机是内转子电机在本实施例中，所述电枢绕组可连接成三相绕组从而形成三相电机。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。