风扇、永磁电机及永磁电机的驱动机构的制作方法

1.本实用新型属于电机技术领域，更具体地说，是涉及一种风扇、永磁电机及永磁电机的驱动机构。


背景技术：

2.永磁电机，采用永磁体生成电机的磁场，无需励磁线圈，也无需励磁电流，具有效率高、结构简单和节能等优点，并且随着高性能永磁材料的问世和控制技术的迅速发展，永磁电机的应用正逐步变得更为广泛。
3.相关技术中，永磁电机一般包括一个转子组件和一对定子组件，两定子组件对称设于转子组件的轴向两侧。一般地，转子组件的转子上设有多个永磁体，相邻的两永磁体极性相反，如此，为装设永磁体，并使极性相反的相邻两永磁体之间形成闭合磁路，需要在转子组件的转子上设置多个轴向通孔，以嵌装永磁体，从而在转子组件和两定子组件之间形成闭合的磁路。具体地，于转子上各永磁体的n极、位于转子其中一侧的定子铁芯、转子上各永磁体的s极，以及位于转子另一侧的定子铁芯之间形成闭合的磁路。其后，通过外部动力源使转子转动，并向定子铁芯上的线圈绕组通入电流，能使永磁电机持续稳定地产生机械能。
4.然而，现有的永磁电机需要在转子组件的轴向两侧分别设置一组定子组件，电机结构复杂，体积较大，无法满足市场对小体积电机的需求。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例的目的在于提供一种风扇、永磁电机及永磁电机的驱动机构，以解决现有技术中的永磁电机结构复杂和体积较大的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种电机的驱动机构，包括：
7.转子组件，包括转子及沿转子的周向布设于转子的多组永磁体组，转子为导磁体，永磁体组包括沿转子径向布设的第一永磁体和第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体极性相反，且沿转子的周向，第一永磁体和第二永磁体交错布设；
8.定子组件，设于转子设有永磁体组的一侧，定子组件包括多个沿转子周向布设的定子铁芯，定子铁芯的数量与永磁体组的数量相同，且一定子铁芯的两端分别指向一永磁体组的第一永磁体和第二永磁体，定子铁芯与对应的第一永磁体和第二永磁体之间通过导磁体形成闭合磁路。
9.在一些实施例中，转子沿径向设有多圈永磁体组，且沿转子的径向，第一永磁体和第二永磁体交错布设，定子组件包括多圈沿转子径向设置的定子铁芯。
10.在一些实施例中，多组永磁体组沿转子的周向均匀间隔布设，多个定子铁芯沿转子的周向均匀间隔布设；
11.或者，沿转子周向的相邻两组永磁体组相抵接，沿转子周向的相邻两定子铁芯相
抵接。
12.在一些实施例中，第一永磁体和第二永磁体粘接于转子朝向定子铁芯的一面。
13.在一些实施例中，转子朝向定子铁芯的一面设有多个安装槽，第一永磁体和第二永磁体分别嵌装于各安装槽内。
14.在一些实施例中，定子组件还包括绕组线圈，定子铁芯具有相连的第一导磁部和第二导磁部，第一导磁部指向一组永磁体组的第一永磁体，同一定子铁芯的第二导磁部指向同一组永磁体组的第二永磁体，绕组线圈绕设于第一导磁部和/或第二导磁部。
15.本实用新型提供的电机的驱动机构中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：本实用新型提供的驱动机构，采用导磁体作为转子，转子能够与定子铁芯配合导通第一永磁体和第二永磁体产生的磁感线，从而在定子铁芯、第一永磁体和第二永磁体之间形成闭合的磁路，如此，只需要在转子的一侧设置定子组件，即可形成闭合的磁路，从而能使本实用新型的驱动机构产生机械能，进而能够减小驱动机构的体积，驱动机构结构得以简化，有助于降低制造成本，提高生产效率。
16.本实用新型提出的另一技术方案是：提供一种永磁电机，包括外壳、转轴和上述电机的驱动机构，驱动结构设于外壳内，定子组件还包括固接于外壳内的支座，定子铁芯安装于支座，转轴的一端与支座相连，转轴的另一端贯穿外壳，转子转动安装于转轴。
17.在一些实施例中，永磁电机还包括设于外壳内的调平件，调平件具有相互平行的第一面和第二面，第一面贴设于支座设有定子铁芯的一面，第二面贴设于转子设有永磁体组的一面，从而使永磁体组和定子铁芯平行。
18.在一些实施例中，调平件固接于转子设有永磁体组的一面，或者固接于支座设有定子铁芯的一面。
19.本实用新型提供的永磁电机中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：本实用新型中的永磁电机采用的驱动机构，仅在转子一侧设置有定子组件，驱动机构和永磁电机的整体体积减少，结构得以简化，有助于降低制造成本，提高生产效率，与市场对小型化电机的需求相契合。
20.本实用新型提出的另一技术方案是：提供一种风扇，包括扇叶和上述永磁电机，多个扇叶沿转子的周向均匀分布。
21.本实用新型提供的风扇中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：本实用新型中的风扇采用的永磁电机，其驱动机构仅在转子一侧设置有定子组件，因此，风扇的整体体积也得以减少，制造成本也得以降低。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型实施例提供的驱动机构的结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例提供的转子组件的结构示意图；
25.图3为本实用新型实施例提供的定子组件的结构示意图；
26.图4为本实用新型提供的转子组件和定子组件之间形成闭合磁路的原理图；
27.图5为本实用新型实施例提供的多圈永磁体组和定子铁芯的结构示意图；
28.图6为本实用新型实施例提供的永磁电机的结构示意图；
29.图7为图6所示的永磁电机的爆炸图；
30.图8为本实用新型实施例提供的风扇的结构示意图。
31.其中，图中各附图标记：
32.1、驱动机构；11、转子组件；111、转子；112、永磁体组；1121、第一永磁体；1122、第二永磁体；12、定子组件；121、定子铁芯；1211、第一导磁部； 1212、第二导磁部；1213、连接部；122、绕组线圈；123、支座；
33.2、外壳；
34.3、转轴；
35.4、调平件；41、第一面；42、第二面；
36.5、卡座；
37.6、调心轴承；
38.7、扇叶；
39.8、肋板。
具体实施方式
40.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图1至图7及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
41.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
42.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
43.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
44.在本实用新型说明书中描述的参考“一个实施例”、“一些实施例”或“实施例”意味着在本实用新型的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征、结构或特性。
45.请参阅图1至图4，其中，图1为本实用新型一实施例提供的电机的驱动机构的结构
示意图，图2为本实用新型一实施例提供的转子组件的结构示意图，图3为本实用新型一实施例提供的定子组件的结构示意图，图4为本实用新型一实施例提供的转子组件和定子组件之间形成闭合磁路的原理图。
46.如图1至图4所示，本实用新型的一实施例提供了一种电机的驱动机构1，该驱动机构1包括转子组件11和定子组件12。具体地，转子组件11包括转子111及沿转子111的周向布设于转子111的多组永磁体组112，转子111为导磁体，永磁体组112包括沿转子111径向布设的第一永磁体1121和第二永磁体 1122，第一永磁体1121和第二永磁体1122极性相反，且沿转子111的周向，第一永磁体1121和第二永磁体1122交错布设。具体地，定子组件12设于转子 111设有永磁体组112的一侧，定子组件12包括多个沿转子111周向布设的定子铁芯121，定子铁芯121的数量与永磁体组112的数量相同，且一定子铁芯 121的两端分别指向一永磁体组112的第一永磁体1121和第二永磁体1122。其中，如图6所示，定子铁芯121与对应的第一永磁体1121和第二永磁体1122 之间通过导磁体形成闭合磁路，图6中的闭合环为闭合磁路，箭头为磁路方向。另外，转子111转动安装于永磁电机的转轴3，定子组件12还包括支座123，定子铁芯121通过支座123与转轴3相连。
47.本实施例提供的电机的驱动机构1，采用导磁体作为转子111，转子111 能够与定子铁芯121配合导通第一永磁体1121和第二永磁体1122产生的磁感线，从而在定子铁芯121、第一永磁体1121和第二永磁体1122之间形成闭合的磁路，如此，只需要在转子111的一侧设置定子组件12，即可形成闭合的磁路，从而能使本实施例的驱动机构1产生机械能，进而能使驱动机构1及采用本实施例中的驱动机构1的永磁电机整体体积减少，简化结构，有助于降低制造成本和提高生产效率，并能够满足市场对小型化电机的需求。
48.具体地，当转子111径向上的任一组第一永磁体1121和第二永磁体1122，对应正对任一定子铁芯121的两端时，如图6所示，这组第一永磁体1121和第二永磁体1122，能通过设置为导磁体的转子111，与这一定子铁芯121形成闭合的磁路，进一步地，当外部动力源驱动设置为导磁体的转子111转动，各组永磁体组112，均能通过设置为导磁体的转子111，与各定子铁芯121分别形成闭合磁路，此时，由于沿转子111周向的永磁体组112的磁场方向交替变化，因此，定子铁芯121中形成的磁通能够呈周期性变化，进而能在定子铁芯121 的绕组线圈122上感应出周期性交变电流，其后，分别给相应的定子铁芯121 的绕组线圈122通入同频率的电流，通过电磁耦合，能将机械能转化为机械能，使转子111持续转动，从而能使采用本实施例中的驱动机构1的永磁电机持续稳定地产生机械能。另外，现有技术中的驱动机构中，其转子上各永磁体的n 极、位于该转子其中一侧的定子铁芯、该转子上各永磁体的s极，以及位于该转子另一侧的定子铁芯之间形成闭合的磁路，磁路从转子轴向的一侧延伸至另一侧，磁路路径跨度较长，而本实施例中磁路形成于转子的轴向一侧，相比前者，磁路路径更短，从而能减少漏磁现象的发生。
49.请参阅图5，其中，图5为本实用新型实施例提供的多圈永磁体组和定子铁芯的结构示意图。
50.如图5所示，在本实用新型的另一实施例中，转子111沿径向设有多圈永磁体组112，且沿转子111的径向，第一永磁体1121和第二永磁体1122交错布设，定子组件12包括多圈沿转子111径向设置的定子铁芯121，其中，每圈均有多个沿转子111周向布设的定子铁芯121，永磁体组112的圈数和定子铁芯121的圈数相等，且永磁体组112的组数和定子铁芯121
的数量相等。
51.增加定子铁芯121的数量可以增加永磁电机的力矩，因此，在实际情况中，可以根据具体应用场所，选用具有不同数量的定子铁芯121的驱动机构1，从而满足使用需求。在本实施例中，将预设数量的定子铁芯121围合成多个圈层，相比于将预设数量的定子铁芯121围合成一圈的方案，能有效减少驱动机构1 和永磁电机的体积，能提升功率密度，并有利于满足小型化的需求，能适用于低速大力距、并对永磁电机的径向尺寸要求高的应用场所，并且还能降低制造成本，提高生产效率。
52.请参阅图2和图3，在本实用新型的另一实施例中，多组永磁体组112沿转子111的周向均匀间隔布设，多个定子铁芯121沿转子111的周向均匀间隔布设；或者，沿转子111周向的相邻两组永磁体组112相抵接，沿转子111周向的相邻两定子铁芯121相抵接。
53.在本实施例中，若多组永磁体组112和多个定子铁芯121均间隔布设，能减少永磁体的用量，从而降低成本；若相邻两组永磁体组112相抵接，且相邻两定子铁芯121相抵接，能使永磁体组112和定子铁芯121紧密排布，提高转子111和支座123的空间利用率。两种方案均有各自优点，因此，可以根据实际需求设计选用。
54.请参阅图2，在本实用新型的另一实施例中，第一永磁体1121和第二永磁体1122粘接于转子111朝向定子铁芯121的一面。
55.在本实施例中，相比于现有技术而言，不需要在转子111上开设轴向通孔以装设各永磁体，能简化制作工艺，缩短生产工时，还能保证转子111结构的可靠性，并且具有安装方便的优点。
56.请参阅图2，在本实用新型的另一实施例中，转子111朝向定子铁芯121 的一面设有多个安装槽，第一永磁体1121和第二永磁体1122分别嵌装于各安装槽内。
57.在本实施例中，相比于利用压板等其他结构来固接各永磁体于转子111的方案，安装槽具有加工简单的优点，从而能降低制造成本。
58.可以理解的是，安装槽可以为开设于转子111面对定子铁芯121的一面的凹槽，还可以为贯穿转子111的通槽。
59.请参阅图3，在本实用新型的另一实施例中，定子组件12还包括绕组线圈 122，定子铁芯121具有相连的第一导磁部1211和第二导磁部1212，第一导磁部1211指向一组永磁体组112的第一永磁体1121，同一定子铁芯121的第二导磁部1212指向同一组永磁体组112的第二永磁体1122，绕组线圈122绕设于第一导磁部1211和/或第二导磁部1212。
60.具体地，可以在第一导磁部1211上设置绕组线圈122，或者，在第一导磁部1211上设置绕组线圈122，再或者，在第一导磁部1211和第二导磁部1212 上均设置绕组线圈122。当外部动力源驱动转子111转动时，向定子铁芯121 上的绕组线圈122通入电流，通过电磁耦合，能将机械能转化为机械能，从而使转子111持续转动。
61.优选地，在第一导磁部1211和第二导磁部1212上均设置绕组线圈122，从而能增大定子铁芯121内的线圈绕制空间，提高定子铁芯121内的空间利用率。
62.进一步地，如图3所示，在本实施例中，第一导磁部1211上的绕组线圈 122和第二导磁部1212上的绕组线圈122匝数相同，并反向串联，另外，定子组件12的绕组线圈122为真分数槽集中绕组，独立性更高，且对永磁体的利用率更高，转矩密度更大。
63.进一步地，如图3所示，在本实施例中，第一导磁部1211和第二导磁部 1212为无齿
靴结构。这样的定子铁芯121具有易于加工的优点，并且能采用高度自动化的设备绕制线圈，另外，这种定子铁芯121比带齿靴的定子铁芯121 具有更高的空间利用率，能绕制更多线圈。
64.进一步地，如图3所示，在本实施例中，定子铁芯121还具有设于第一导磁部1211和第二导磁部1212之间的连接部1213，各定子铁芯121通过各自的连接部1213连接于支座123。其中，各定子铁芯121各自的连接部1213能通过螺钉、粘接结构或其它外部连接结构连接于支座123。
65.在本实施例中，通过各定子铁芯121各自的连接部1213，能使多个定子铁芯121集成于一支座123上，从而对各定子铁芯121起到支撑固定作用。另外，定子铁芯121的连接部1213不设置绕组线圈122，相对于现有技术中在用于与支座123连接的部分设置绕组线圈122的方案，本实施例中不需要开设用于安装绕组线圈122的安装槽，能简化制作工艺，从而缩短生产工时。
66.在本实用新型的一些具体实施中，定子铁芯121可以为u型定子铁芯、c 型定子铁芯或e型定子铁芯等。
67.请参阅图2，在本实用新型的另一实施例中，第一永磁体1121包括扇环体、圆形体、方形体或梯形体，第二永磁体1122包括扇环体、圆形体、方形体或梯形体。优选地，第一永磁体1121和第二永磁体1122均采用扇环体。
68.现有技术中的永磁体为方形体，容易产生转矩脉动，从而使永磁电机在运行时产生噪声和震动，对永磁电机的正常运行、使用寿命和工作环境均会造成不良影响。而本实施例中的第一永磁体1121和第二永磁体1122均采用扇环结构，使转子组件11在旋转时电机气隙磁场更加均匀，旋转到不同位置时，定子组件12受到的磁拉力脉动更小，从而能减少定子组件12中的磁场变化所带来的不良影响，使永磁电机的运行更平稳，进而能减少噪声和震动，延长永磁电机的使用寿命。
69.请一并参阅图6，其中，图6为本实用新型一实施例提供的永磁电机的结构示意图。
70.如图6所示，本实用新型的另一实施例提供了一种永磁电机，该永磁电机包括外壳2、转轴3和上述实施例的电机的驱动机构1，驱动结构设于外壳2 内，定子组件12还包括固接于外壳2内的支座123，定子铁芯121安装于支座 123，转轴3的一端与支座123相连，转轴3的另一端贯穿外壳2，转子111转动安装于转轴3。
71.本实施例中的永磁电机采用的驱动机构1，仅在转子111一侧设置有定子组件12，驱动机构1和永磁电机的整体体积减少，结构得以简化，有助于降低制造成本，提高生产效率，与市场对小型化电机的需求相契合。
72.请一并参阅图7，其中，图7为本实用新型一实施例提供的永磁电机的爆炸图。
73.如图7所示，在本实用新型的另一实施例中，永磁电机还包括设于外壳2 内的调平件4，调平件4具有相互平行的第一面41和第二面42，第一面41贴设于支座123设有定子铁芯121的一面，第二面42贴设于转子111设有永磁体组112的一面，从而使彼此正对的永磁体组112和定子铁芯121保持平行。
74.其中，调平件4可以为柱状件，柱状件沿轴线方向的第一端面为第一面41，第二端面为第二面42；调平件4还可以为其他具有两个相互平行的面的结构体，例如圆台件等。
75.在装配永磁电机的过程中，能通过调平件4上相互平行的第一面41和第二面42使
转子111和支座123相互平行，从而使永磁体组112和定子铁芯121 平行设置，防止永磁体组112和定子铁芯121之间形成过大的气隙，保证永磁电机的良好性能。
76.进一步地，如图7所示，在本实施例中，调平件4固接于转子111设有永磁体组112的一面，或者固接于支座123设有定子铁芯121的一面。
77.在装配永磁电机的过程中，可以先将转子111安装于转轴3，再将调平件4 的第二面42固接于转子111设有永磁体组112的一面，再使支座123设有定子铁芯121的一面贴设于调平件4的第一面41，其后固接支座123于外壳2内，从而能使转子111上的永磁体组112与支座123上的定子铁芯121平行，防止永磁体组112和定子铁芯121之间形成过大的气隙，保证永磁电机的良好性能。或者，可以先将支座123固接于外壳2内，再使调平件4的第一面41固接于支座123设有定子铁芯121的一面，其后将转子111安装于转轴3，再将调平件4 的第二面42贴设于转子111设有永磁体组112的一面，从而能使转子111上的永磁体组112与支座123上的定子铁芯121平行，防止永磁体组112和定子铁芯121之间形成过大的气隙，保证永磁电机的良好性能。
78.请参阅图7，在一些具体实施例中，永磁电机还包括设于外壳2内、且用于安装调平件4的卡座5，卡座5设于转子111设有永磁体组112的一面，或者设于支座123设有定子铁芯121的一面。调平件4能卡接于卡座5内，具有便于安装的优点。
79.请参阅图7，在一些具体实施例中，转子111通过调心轴承6转动安装于转轴3上。由于调心轴承6的调心性能良好，能补偿同转轴3度误差，转子111 利用调心轴承6与转轴3连接，能实现转子111的自动调心，从而保证永磁电机运行的稳定性。
80.具体地，调心轴承6可以为调心球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承或其它调心轴承。
81.请参阅图8，其中，图8为本实用新型实施例提供的风扇的结构示意图。
82.如图8所示，本实用新型的另一实施例提供了一种风扇，该风扇包括扇叶 7和上述实施例的永磁电机，多个扇叶7沿转子111的周向均匀分布。
83.本实施例中的风扇采用上述实施例中的永磁电机，其驱动机构1仅在转子一侧设置有定子组件12，因此，本实施例中的风扇的整体体积也得以减少，制造成本也得以降低。
84.进一步地，如图8所示，在本实用新型的另一实施例中，转子111凸设有多个肋板8，多个肋板8沿转子111的周向均匀分布，各扇叶7通过对应的肋板8连接于转子111。
85.在本实施例中，可以根据不同的使用场景，更换不同规格的扇叶7，另外，本实施例中的扇叶7通过肋板8可拆卸地连接于转子111，便于将扇叶7拆卸进行定期维护。
86.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。