专利名称：电动马达的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动马达，并且更特别地涉及具有减小的齿槽效应
(cogging)的永磁直流马达。
背景技术：
电刷式永磁直流(PMDC)马达在不同领域中具有许多应用，诸如 汽车、计算和便携式的或无线的器具。然而，在一些应用中，与标准 的永磁直流马达设计关联的齿槽效应是不可接受的。能够通过成形永 磁场减小齿槽效应。然而，这实现起来非常昂贵，因为需要冲压陶瓷 定子磁体，这消耗时间并且由于陶瓷磁体的易碎的性质具有高失败 率。可以使用结合的或橡胶的磁体并且可以在充电过程期间成形磁 场，但是全部这些方法导致更弱的磁场并且因此导致更低功率的马 达。
还已知通过使用歪斜的电枢减小齿槽效应。歪斜的电柩为在由从 钢板冲压的叠片的堆叠制造的电枢芯装配期间，每个叠片与之前的叠 片相比稍微旋转，使得作为结果的转子极不是严格地轴向的，而是具 有圆周的扭曲或歪斜。这是有效的，但是使得绕线困难，并且与当形 成其中叠片对准的标准的电枢芯时相比，叠片的堆叠更加复杂并且更 慢。
永磁直流马达的转子极通常为"T"形，具有径向地延伸的柄和 圆周地延伸的臂.已知在叠片中具有凹口，以便形成沿面对定子磁体 的极的面轴向地走向的凹槽，这看来对于两极马达，即包括具有两个 定子极的磁体定子的马达适用。然而，对于四极马达，这可以增加齿 槽转矩，特别是如果转子具有六个槽，即六个转子极。
发明内容
因此，需要装配筒单的具有低齿槽效应的马达。本发明通过使用 允许马达作为标准的马达装配但是产生更小的齿槽效应的修改的转子 叠片形状实现此目的。
因此，本发明提供永磁直流马达，包括永磁体定子；包括具有 突出的转子极的转子芯的绕线转子；换向器；和围绕转子极绕线并且 连接到换向器的转子绕组；其中，转子芯跨过空气间隙面对定子并且 定子和每个转子极之间的空气间隙不均匀。
优选地，在圆周方向测量的定子和转子极之间的空气间隙在极的 中心区最小并且在极的周缘区最大。
优选地，每个转子极形成面对定子的极面并且极面形成外形为产 生不均匀的空气间隙距离。
优选地，转子具有转子围绕其旋转的轴线，并且转子极形成外形 为使得极面距离转子轴线的径向距离从每个转子极的中心区到圆周周 缘区变化。
优选地，每个极的径向范围在中心部分最大并且在周缘区最小。 优选地，每个极具有面对定子的极面并且每个极面从中心区到周 缘区平滑地形成轮廓。
优选地，每个极面跟随圆孤。
优选地，圆弧具有定位在各自的转子极的径向中心线上并且从转 子轴线朝向所述转子极位移的半径中心。 优选地，定子具有四个磁极。 优选地，马达为四极六槽马达。
现在将参考附图仅作为示例描述本发明的一个优选的实施例，其
中
图1为根据优选的实施例的本发明可以应用的典型的永磁直流马 达的透枧图；及
图2为示出了根据优选的实施例的马达的转子芯和定子的截面示意图。
具体实施例方式
图1示出了典型的永磁直流马达10。马达具有壳体12，壳体12 具有关闭的端部14和通过端部帽16关闭的打开的端部。端部帽11 支撑马达端子18。端部帽16还支撑电刷装置17和轴承19。壳体的 关闭的端部14还支撑轴承15。壳体12容纳形成永磁体定子的至少一 个磁体36。该至少一个磁体固定到壳体的内表面，以便围绕安置在壳 体12内的转子。通量环13配合到围绕磁体36的壳体12外部，以减 小返回通量路径的阻力。转子具有轴颈连接在轴承15、 19内的轴22，
使得轴22的一个端部延伸通过壳体的关闭的端部14内的开口，以用 于做有用功。轴22沿马达的轴线21延伸并且与马达的轴线21同中 心。转子20还具有转子芯24，转子芯24配合到轴22并且设置为跨 过小的空气间隙面对定子，换向器28邻近转子芯24的一个端部配合 到轴并且设置为可滑动地接合电刷装置17的电刷，并且绕组围绕转 子芯的突出的极绕线并且连接到换向器。转子芯形成为从钢板冲压并 且压在轴上的叠片的堆叠。
在如图2所示的优选的实施例中，定子具有配合到并且围绕壳体 12的圆柱形部分的内表面圆周地相等地间隔的四个弓形的陶资磁体 36。四个磁体36形成定子的四个永磁体极。转子芯24示出为没有绕 组，以显示转子芯的结构。芯24具有六个转子极32并且因此已知为 六槽转子。优选的换向器(图2中没有示出)具有六个换向器段38 并且已知为六条换向器。从而，示出的马达为四极六槽六条马达。如 果条的数量与槽的数量相同，通常省略条的数量，从而此马达可以被 称作四极六槽马达。
转子芯24包括具有接收轴22的中心孔的中心环形部分或环40。 六个通常"T"形的突出的极32从环40径向地延伸并且圆周地相等 地间隔。每个极32具有径向地延伸的柄42,在柄的远侧的端部处具 有圆周地延伸的臂44.臂44形成极靱。面对定子的极靴的径向的外 表面已知为极面46。极面44和定子极(磁体36)的表面之间的间隙 26已知为空气间隙。传统地，极面形成与定子的空气间隙，该空气间 隙具有沿或跨过极面的恒定的距离。这通过将极面的曲面形成为具有 以马达轴线23为中心的半径的圆孤实现。即，极面距离马达轴线23 的距离恒定。
然而，在图2所示的转子中，空气间隙26不是恒定的，而是跨 过每个极面46从空气间隙26最小的极面的中心48向空气间隙26最 大的极面的圆周边缘50圆周地变化。在此实施例中，这通过使得极 面26为半径中心54定位在极的径向中心线52上但是从马达轴线23 或叠片的中心朝向各自的极面46位移的弓形实现。即，极面46和马 达轴线23之间的距离不是恒定的，而是变化的，使得在柄42的中心 处的距离大于在臂44的端部处的距离。通过参考数字56表示圆弧的 半径。优选地，如此实施例中所示，极面的外形平滑地形成轮廓。
因为每个叠片是相同的并且叠片在装配期间没有歪斜，转子芯能 够与标准的转子相同地绕线。
在转子极32的圆周边缘处的空气间隙的增加减小了马达的齿槽 效应。虽然空气间隙从转子极的中心平滑地并且渐进地增加是优选 的，空气间隙的增加不平滑或渐进的其它设计可以产生满意的结杲。 例如，可以使用三角形的或部分三角形的极面外形或甚至阶梯状的极 面外形和跟随部分椭圆的形态的极面外形。
电刷装置可以包括笼电刷、叶电刷或指叶电刷。在图1中示出了 笼电刷。对于具有四个定子极的优选的实施例，电刷装置可以具有以 90度相等地间隔的四个电刷。
虽然参考优选的实施例描述了本发明，本领域中的普通技术人员 应该理解，不同的修改属于本发明的范围。因此，参考后附的权利要 求书确定本发明的范围。
权利要求
1.一种永磁直流马达，其包括永磁体定子；包括具有突出的转子极(32)的转子芯(22)的绕线转子；换向器(28)；及围绕转子极(32)绕线并且连接到换向器(28)的转子绕组；其中，转子芯(22)跨过空气间隙(26)面对定子并且定子和每个转子极(32)之间的空气间隙(26)不均匀。
2. 根据权利要求1所述的马达，其中，在圆周方向测量的定子 和每个转子极(32)之间的空气间隙(26)在极的中心区最小并且在 极的周缘区最大。
3. 根据权利要求1或2所述的马达，其中，每个转子极(32) 形成面对定子的极面(46)并且极面(46)形成外形为产生不均匀的 空气间隙距离。
4. 根据权利要求3所述的马达，其中，马达具有转子围绕其旋 转的轴线(23)，并且转子极(32)具有外形，其中，极面(46)距 离马达轴线(23)的径向距离从每个转子极的中心区到圆周周缘区变 化。
5. 根据权利要求1所述的马达，其中，每个极(32)的径向范 围在中心部分最大并且在周缘区最小。
6. 根据权利要求5所述的马达，其中，每个极(32)具有面对 定子的极面(46)并且每个极面(46)从中心区到周缘区平滑地形成 轮廓。
7. 根据权利要求6所述的马达，其中，每个极面(46)跟随圆弧。
8. 根据权利要求7所述的马达，其中，圆弧具有定位在各自的 转子极(32)的径向中心线(52)上并且从马达轴线(23)朝向所述 转子极(32)位移的半径中心(54)。
9. 根据前述权利要求中的任何一项所述的马达，其中，定子具 有四个永磁体极。
10. 根据权利要求9所述的马达，其中，马达为四极六槽马达。
全文摘要
具有减小的齿槽效应的永磁直流马达由具有跨过空气间隙面对定子的许多极的转子芯形成，其中，每个转子极和定子之间的空气间隙不恒定。可选地，极具有空气间隙从每个极的中心到圆周边缘平滑地增加的外形。
文档编号H02K1/24GK101359863SQ20071013992
公开日2009年2月4日 申请日期2007年8月3日 优先权日2007年8月3日
发明者廖添军, 欧阳江龙, 黄道凡 申请人:德昌电机股份有限公司