一种无刷直流电机的制作方法

本申请涉及电机技术领域，更具体地说，涉及一种无刷直流电机。

背景技术：

目前，无刷直流电机的转子上设置有转子磁极和霍尔磁环，在装配完毕后，转子磁极与霍尔磁环保持相对固定，二者的安装位置无法进行调节，使得电机的扭矩、电流等性能参数无法根据用户需求进行灵活调整。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请的目的是提供一种无刷直流电机，其电机霍尔电势相对电枢反电动势的换向偏角可以根据需求灵活调整，满足用户对不同性能的需求。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种无刷直流电机，包括转子组件，所述转子组件包括可转动的转轴、套设于所述转轴外周的转子磁极和设于所述转轴端部的磁环组件，所述磁环组件与所述转轴螺纹连接。

可选的，所述无刷直流电机还包括套设于所述转子组件外周的定子组件，所述定子组件包括绝缘护套、设有辅助槽的定子铁心和绕制于所述定子铁心上的三相绕组。

可选的，所述无刷直流电机还包括分别设于所述定子组件前端和后端的前端盖和后端盖，所述转轴的前端和后端分别通过前端轴承和后端轴承枢装于所述前端盖和所述后端盖，所述前端盖的轴承室中设有与所述前端轴承的端面相抵的波形垫圈。

可选的，所述磁环组件包括磁环套管和霍尔磁环，所述磁环套管与所述转轴螺纹连接，所述霍尔磁环套设固定于所述磁环套管的外周并与所述转子磁极相对分布。

可选的，所述磁环套管的环状的外侧壁包括弧形的第一圆柱面和平面状的第一扁平面，所述霍尔磁环的环状的内侧壁包括与所述第一圆柱面贴合的第二圆柱面和与所述第一扁平面贴合的第二扁平面。

可选的，所述转子组件还包括调节垫片，所述调节垫片套设于所述转轴外周，所述调节垫片设于所述转子磁极和所述磁环组件之间。

可选的，所述调节垫片包括c形的调节垫片本体，所述调节垫片本体的内侧设有与所述转轴的外侧壁贴合的锁紧弧。

可选的，所述锁紧弧至少有两个，所述锁紧弧沿所述调节垫片本体的周向间隔分布，全部所述锁紧弧的圆心重合。

可选的，所述调节垫片本体设有拆卸通孔。

通过上述方案，本申请提供的无刷直流电机的有益效果在于：

本申请中无刷直流电机的转子组件包括转轴、转子磁极和磁环组件，其中，转子磁极套设于转轴的外周，磁环组件设于转轴的端部，并且磁环组件与转轴螺纹连接。在使用时，通过螺纹结构可以旋转磁环组件，调整磁环组件与转子磁极的径向偏角，从而改变电机霍尔电势相对电枢反电动势的换向偏角，实现电机性能可调的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种无刷直流电机的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种转子组件的结构示意图；

图3为图2所示的转子组件中的套管与霍尔磁环配合的结构示意图；

图4为图2所示的转子组件中的套管的结构示意图；

图5为图2所示的转子组件中的调节垫片的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种定子组件的结构示意图；

图7为图6所示的定子组件中的定子铁心的局部结构示意图；

图8为本申请中无刷直流电机处于充磁后状态的示意图；

图9为本申请中无刷直流电机处于充磁后调整换向偏角状态的示意图；

图10为电机霍尔电势相对电枢反电动势的换向偏角的示意图。

图1～10中的附图标记为：

1-螺钉、2-转子组件、21-转轴、22-轴承、23-转子磁极、24-套管、25-霍尔磁环、26-磁环套管、261-内螺纹、262-第一圆柱面、263-第一扁平面、27-调节垫片、271-装配端、272-锁紧弧、273-拆卸通孔、3-波形垫圈、4-前端盖、5-定子组件、51-三相线、52-定子铁心、521-辅助槽、53-绝缘护套、54-三相绕组、6-后端盖、7-沉头螺钉、8-t形垫片、9-垫圈、10-后端盖绝缘垫圈、11-霍尔板、12-护线套。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，本申请提供的无刷直流电机可以包括以下部件：转子组件2、定子组件5和端盖组件。

请参考图2，转子组件2包括转轴21、转子磁极23和磁环组件。其中，转轴21枢装于端盖组件，转轴21可以绕自身轴线旋转。转子磁极23与定子组件5共同形成电机磁路，转子磁极23套设于转轴21的外周并能够随转轴21同步旋转，在实际安装时，可以设置套管24，套管24内侧与转轴21固定，套管24外侧与转子磁极23固定，使转子磁极23与转轴21的间接固定。磁环组件设于转轴21的端部，磁环组件与转轴21螺纹连接，调整磁环组件在转轴21的轴向的位置，可以通过控制磁环组件旋转，达到调整磁环组件角度的目的。

其中，在一个实施例中，请参考图3，磁环组件包括磁环套管26和霍尔磁环25，磁环套管26的内螺纹261与转轴21的对应外螺纹进行螺纹紧固，并通过螺纹结构实现轴向调节。霍尔磁环25套设固定于磁环套管26的外周并与转子磁极23相对分布，霍尔磁环25能够按照性能需要旋转一定角度，与转子磁极23极性间实现一定换向偏角β(径向)。

在实际装配时，磁环套管26和霍尔磁环25可以通过多种方式进行固定，例如，在一个实施例中，请参考图4，磁环套管26的环状的外侧壁包括弧形的第一圆柱面262和平面状的第一扁平面263，相应的，霍尔磁环25的环状的内侧壁包括与第一圆柱面262贴合的第二圆柱面和与第一扁平面263贴合的第二扁平面。磁环套管26的第一扁平面263有效防止霍尔磁环25的旋转。再例如，在另一个实施例中，磁环套管26和霍尔磁环25采用过盈配合、或者粘接、或者注塑一体、或者其他方式进行固定。

进一步的，在一个实施例中，转子组件2还包括调节垫片27，调节垫片27套设于转轴21外周，调节垫片27设于转子磁极23和磁环组件之间。具体的，调节垫片27可以卡在转轴21的退刀槽中，调节垫片27起到轴向限位固定的作用，调节垫片27一侧与转子磁极23和/或套管24贴合，调节垫片27另一侧与磁环组件贴合，可以根据电机性能需要采用不同厚度的调节垫片27，调整霍尔磁环25相对转子磁极23的径向偏角。在材料选择上，调节垫片27需要具有弹性，其在装入后可以回弹，装配过程中变形量大，优选其采用非金属件且具有耐磨、耐温特性的垫片。

可选的，在一个实施例中，为了方便用户改变调节垫片27的总厚度，请参考图5，调节垫片27包括c形的调节垫片本体，调节垫片本体的内侧设有与转轴21的外侧壁贴合的锁紧弧272。在使用时无需拆装磁环组件，通过开口将调节垫片本体从转轴21的外侧卡入退刀槽中即可。在调节垫片27装配到退刀槽后，锁紧弧272锁紧转轴21，防止调节垫片27径向移动。

可选的，在一个实施例中，锁紧弧272至少有两个，锁紧弧272沿调节垫片本体的周向间隔分布，全部锁紧弧272的圆心重合。例如，调节垫片本体的靠近开口处的端部为装配端271，调节垫片本体在两个装配端271和中部位置共设置三段同心的锁紧弧272。

可选的，在一个实施例中，调节垫片本体设有拆卸通孔273。具体的，装配后的调节垫片27因为厚度不合适进行调整时，利用拆卸通孔273进行拆卸。

定子组件5套设于转子组件2的外周，用于形成逆变励磁磁场。定子组件5的结构有多种选择，例如，请参考图6，定子组件5包括三相绕组54、三相线51、定子铁心52和绝缘护套53；其中，u、v、w三相绕组54按三角型或星型绕组绕制，三相绕组54连接u、v、w三相线51，定子铁心52固定三相绕组54并形成电机磁路，请参考图7，定子铁心52可以设置降低电机定向力矩和有效改善齿槽转矩的辅助槽521。绝缘护套53起到电枢电路绝缘的作用。

端盖组件用于将转子组件2封装于自身内部。端盖组件的结构有多种选择，例如，端盖组件包括前端盖4和后端盖6，前端盖4、定子组件5和后端盖6沿转轴21的轴向依次分布，转子组件2通过两个轴承22(前端轴承和后端轴承)固定在前端盖4的轴承室和后端盖6的轴承室，轴承22可以具体采用滚珠轴承，起到支撑转子组件2转动承载径向和轴向负载的作用，波形垫圈3装配在前端盖4与前端的轴承22端面之间，用于调节电机轴向窜动。在实际装配时，可以设置螺钉1依次穿过后端盖6、定子组件5和前端盖4来锁紧固定电机。

可选的，后端盖6上固定霍尔板11及护线套12；其中，霍尔板11用于检测转子磁极23极性及位置，护线套12嵌入装配在后端盖6中、并用于约束霍尔板11的线束。在实际装配时，霍尔板11可以通紧固件组件固定于后端盖6，紧固件组件可以包括将霍尔板11固定在后端盖6的沉头螺钉7、限位辅助沉头螺钉7固定的t形垫片8、绝缘并支撑霍尔板11与后端盖6的垫圈9和电气绝缘的后端盖绝缘垫圈10。

以无刷直流电机采用上述结构为例，对调整霍尔磁环25与转子磁极23的径向偏角原理进行说明：

首先，在转子组件2没有压入两个轴承22之前，对转子磁极23和霍尔磁环25用同一个充磁头进行径向充磁，最终形成的霍尔磁环25和转子磁极23的极性间无偏角，此时转子组件2与磁环组件的结构如图8所示。

然后，根据不同的换向偏角β需要(提前或滞后)，在转轴21的退刀槽中插入不同厚度规格的调节垫片27，之后可以旋转磁环组件，使得磁环组件的端面与调节垫片27的端面贴紧，此时转子组件2与磁环组件的结构如图9所示。因为调节垫片27的插入引起霍尔磁环25的旋转，并且调节垫片27的厚度与霍尔磁环25旋转的角度具有对应关系，因此可以调整电机霍尔电势相对电枢反电动势的换向偏角β，最终调整电机性能。

由上述实施方式可以见，本申请提供的无刷直流电机的有益效果在于：

本申请提供的无刷直流电机具有低噪音和性能可调的特点，通过旋转霍尔磁环25，可以调整霍尔磁环25与转子磁极23的径向偏角，从而改变电机霍尔电势相对电枢反电动势的换向偏角β，实现电机性能可调的效果。另外，通过对霍尔磁环25的径向磁场的电磁感应，从轴向远离定子组件5，霍尔远离传统的温升区域和电磁场集中区，提高了霍尔信号的稳定性和霍尔磁环25的使用寿命。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本申请所提供的无刷直流电机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。