无传感器无刷外转子永磁直流电动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及微电机，尤其涉及一种外转子式的无传感器无刷外转子永磁直流电动机。
【背景技术】
[0002]近十余年来，微型电动机在无人机、自动控制、机器人、医疗设备、航空模型、玩具上得到广泛应用，但大部分为带有电刷的微型永磁直流电动机。这种电动机存在干扰大、噪声大、寿命短等缺点，同时生产工艺比较复杂，生产周期长。在需要长寿命、低噪声和无干扰的场合，尤其在航模类飞行器的应用中，现有的带有电刷微型永磁直流电动机已经无法满足其要求。
[0003]因此，如何设计一种具有干扰小、噪音小、寿命长等优点的永磁直流电动机，是业界亟待解决的问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型目的是为了解决现有微型永磁直流电动机干扰大、噪声大、寿命短的技术问题，提出一种无火花干扰、寿命长、噪声小、力距大和转速高的无传感器无刷外转子永磁直流电动机。
[0005]本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是:一种无传感器无刷外转子永磁直流电动机，包括同轴安装的外转子组件、定子组件和机座，所述机座由圆形套筒及设于套筒一端的安装盘构成，所述套筒的内圆两端设有轴承；所述定子组件包括:套装于套筒外圆上的铁芯，所述铁芯的外圆周上均匀设有多个凸极，其上绕制有线圈；所述外转子组件包括:圆筒形磁轭、固定在磁轭一端的杯形转子架、同轴设于磁轭内部且一端固定于转子架底部的转轴、以及设于磁轭内圆周面上的至少一对磁钢，所述转轴插固于轴承的内圆中，所述磁轭活套于铁芯的外缘，使磁钢与铁芯凸极相对应。
[0006]所述线圈的绕组抽头通过外加热缩管直接作为引线组与外置驱动器电源连接，所述引线组上套有屏蔽磁环。
[0007]所述引线组的端部压接有端子，所述端子安装在胶壳内。
[0008]所述铁芯上用于安装线圈的表面设有绝缘层，所述绝缘层采用耐高温的环氧喷涂粉。
[0009]所述转子架的底部是由三块从中心向圆周均匀排布的支架板构成，所述支架板上插接有用于转矩输出的螺纹连接件。
[0010]所述转轴和转子架的结合部上形成有齿状纹络。
[0011]所述磁钢采用高性能的烧结强磁铁材料加工成长方形。
[0012]所述线圈按三相三角形或三相星形连接法绕制在铁芯凸极上。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果:由于无刷直流电动机彻底取消了机械换向器和电刷，具有干扰小、噪声小、寿命长等特点，而同时又具备传统直流电动机相同的机械特性，力矩大、转速高、效率高等优点。采用内定子外转子结构，线圈绕在定子上，非常利于散热，并且结构紧凑，工作可靠，适合于大批量、高效率生产。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型较佳实施例的剖视图；
[0015]图2为本实用新型较佳实施例外转子组件的剖视图；
[0016]图3为图2的左视图；
[0017]图4为本实用新型较佳实施例定子组件的剖视图；
[0018]图5为图4的左视图。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合附图以及【具体实施方式】，对本实用新型做进一步描述。
[0020]请参见图1，为本实用新型较佳实施例设计的一种无传感器无刷外转子永磁直流电动机，包括:外转子组件1、定子组件2和机座14，定子组件2同轴固定在机座14上，外转子组件I与机座14同轴活动连接。
[0021]请参见图2和图3，外转子组件I包括:圆筒形磁轭3、转轴4、杯形转子架5和磁钢6，转子架5固定安装在磁轭3轴向的一端，转子架5的底部由三块从中心向圆周均匀排布的支架板51构成，磁轭3和转子架5即构成电动机的机壳；转轴4同轴设置在磁轭3的内部，转轴4的一端插固在转子架5的底部中心；每两块磁钢6为一对，在磁轭3的内圆周面上均匀设置至少一对磁钢6。杯形转子架5按要求进行校正动平衡。磁钢6采用高性能的烧结强磁铁材料，加工成长方形，统一着磁，按N-S极性分布固定在磁轭3的内圆表面上，相邻磁钢的磁场方向相反。在实际生产过程中，磁钢6的具体对数可以根据磁极数进行选取。
[0022]在转子架5的支架板51上开设有螺纹孔，该螺纹孔内插接有螺纹连接件17，通过螺纹连接件17连接运动装置将转矩输出，螺纹连接件的设置方便电动机快速装卸。螺纹连接件17可选用螺钉或螺栓等。
[0023]为了加固连接转轴4和转子架5，将转轴4和转子架5的结合部加工成齿状纹络，该纹络沿着转轴4的周向均匀分布，用于防止转轴4打滑。
[0024]请参见图4和图5，定子组件2包括:由定子冲片迭压而成的铁芯7，铁芯7沿着轴向中部开设有通口、外圆周上均匀设有多个凸极71，凸极71上绕制有线圈9。铁芯7上用于安装线圈9的表面还设有绝缘层8，用于防止线圈9破损而引起短路，绝缘层8优选采用耐高温的环氧喷涂粉。在本实施例中，铁芯凸极71设置有9个，也可根据实际需要选取6-12个，铁芯凸极71上按三相三角形连接法绕制线圈9，也可以根据极性分布按三相星形连接法绕制线圈9，从而构成电动机的三相绕组。
[0025]上述三相绕组线圈9通过绕组抽头，外加热缩管直接作为引线组10与外置驱动器电源连接，从而避免因引线端焊接带来的虚焊隐患。引线组10上套设有屏蔽磁环11，能够大大消减了电磁噪音。在引线组10的端部压接有端子12，端子12配合安装在胶壳13内，从而构成引线组10的连接端。
[0026]机座14是由圆形套筒及设于套筒轴向一端的安装盘构成，该套筒和安装盘一体成型。在机座套筒的内圆两端设置有轴承15。
[0027]请参见图1，定子组件2的铁芯7固定套装于机座14的套筒外圆上，外转子组件I的转轴4插装于轴承15的内圆中，外转子组件I的磁轭3活套于铁芯7的外缘，使铁芯凸极71与磁钢6——对应。转轴4伸出于轴承15的一端设置有卡圈16，从而将外转子组件
1、定子组件2和机座14同轴连接成一体，即保证外转子组件I与定子组件2的定位，又保证外转子组件I的转动灵活。轴承15优选为精密高转速轴承，保证外转子组件I与定子组件2的同心度，以致转轴4转动灵活，适合高转速的要求。
[0028]本实施例的外形尺寸为:直径Φ 20~ Φ 60mm，高度10~50mm。定子组件无换向电刷，转动件为外转子组件。当接通电源，外转子组件I在磁力的作用下，便可相对于机座14上固定的定子组件2转动，并通过转轴4或转子架5上的螺纹连接件17将转矩输出。本实用新型体积小、力矩大、转速高、效率高和散热性能好。由于无电刷接触无传感器，还具有寿命长、噪声小和无换向火花干扰等特点，并且结构紧凑，工作可靠。
[0029]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种无传感器无刷外转子永磁直流电动机，包括同轴安装的外转子组件(I)、定子组件(2)和机座(14)，其特征在于， 所述机座由圆形套筒及设于套筒一端的安装盘构成，所述套筒的内圆两端设有轴承(15)； 所述定子组件包括:套装于套筒外圆上的铁芯(7)，所述铁芯的外圆周上均匀设有多个凸极(71)，其上绕制有线圈(9)； 所述外转子组件包括:圆筒形磁轭(3)、固定在磁轭一端的杯形转子架(5)、同轴设于磁轭内部且一端固定于转子架底部的转轴(4)、以及设于磁轭内圆周面上的至少一对磁钢(6)，所述转轴插固于轴承的内圆中，所述磁轭活套于铁芯的外缘，使磁钢与铁芯凸极相对应。2.根据权利要求1所述的无传感器无刷外转子永磁直流电动机，其特征在于，所述线圈(9)的绕组抽头通过外加热缩管直接作为引线组(10)与外置驱动器电源连接，所述引线组上套有屏蔽磁环(11)。3.根据权利要求2所述的无传感器无刷外转子永磁直流电动机，其特征在于，所述引线组(10)的端部压接有端子(12)，所述端子安装在胶壳(13)内。4.根据权利要求1或3任意一项所述的无传感器无刷外转子永磁直流电动机，其特征在于，所述铁芯(7)上用于安装线圈(9)的表面设有绝缘层(8)，所述绝缘层采用耐高温的环氧喷涂粉。5.根据权利要求1或3任意一项所述的无传感器无刷外转子永磁直流电动机，其特征在于，所述转子架(5)的底部是由三块从中心向圆周均匀排布的支架板(51)构成，所述支架板上插接有用于转矩输出的螺纹连接件(17 )。6.根据权利要求1或3任意一项所述的无传感器无刷外转子永磁直流电动机，其特征在于，所述转轴(4 )和转子架(5 )的结合部上形成有齿状纹络。7.根据权利要求1或3任意一项所述的无传感器无刷外转子永磁直流电动机，其特征在于，所述磁钢(6 )采用高性能的烧结强磁铁材料加工成长方形。8.根据权利要求1或3任意一项所述的无传感器无刷外转子永磁直流电动机，其特征在于，所述线圈(9)按三相三角形或三相星形连接法绕制在铁芯凸极(71)上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种无传感器无刷外转子永磁直流电动机，包括同轴安装的外转子组件、定子组件和机座，所述机座由圆形套筒及设于套筒一端的安装盘构成，所述套筒的内圆两端设有轴承；所述定子组件包括：套装于套筒外圆上的铁芯，所述铁芯的外圆周上均匀设有多个凸极，其上绕制有线圈；所述外转子组件包括：圆筒形磁轭、固定在磁轭一端的杯形转子架、同轴设于磁轭内部且一端固定于转子架底部的转轴、以及设于磁轭内圆周面上的至少一对磁钢，所述转轴插固于轴承的内圆中，所述磁轭活套于铁芯的外缘，使磁钢与铁芯凸极相对应。本实用新型无传感器和电刷，无换向火花干扰，具有寿命长、噪声小等特点，并且结构紧凑、工作可靠。
【IPC分类】H02K29/00, H02K1/28, H02K1/14
【公开号】CN204886621
【申请号】CN201520344851
【发明人】刘 东, 张振建, 李健军
【申请人】深圳市仓兴达科技有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年5月26日