一种无刷电机转子组件、新型直流无刷电机及电动升降桌的制作方法

1.本实用新型属涉及电机及升降桌领域，具体涉及一种无刷电机转子组件、新型直流无刷电机及电动升降桌。


背景技术：

2.现有的使用霍尔元件来感应磁极位置的无刷电机通常是通过加长磁钢的方法来感应磁极位置，但该方法的缺点是增加磁钢高度后转子铁芯也需要随之增加，一方面增加了材料成本另一方面增加了转子组件的转动惯量降低电机的启动性能。
3.现有的无刷电机接线方式通常采用引出线的方式，该方法的缺点是生产过程中需要一直带有引出线进行装配操作，给生产过程带来极大的不便降低生产效率。同时引线在外露的方式需要增加连接处的强度；
4.目前市场上所有用于升降办公桌及推杆等智能领域，其驱动部分均采用有刷直流电机。有刷直流电机由于其采用电刷与换向器进行机械换向，其换向期间会造成较大的换向噪音。同时电刷在运行过程中一直处于磨损状态所以其电机寿命也会制约这系统的使用周期。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种无刷电机转子组件、新型直流无刷电机及电动升降桌，本无刷直流电机的磁钢设置比较短能节约制作成本；集成式后端盖组件故障率低生产容易，保护性高；制作而成的升降桌也拥有成本低和使用寿命长的优点。
6.本实用新型通过下述内容实现：一种无刷电机转子组件，包括电机轴、转子铁芯、霍尔磁环、磁体，电机轴套合设置转子铁芯，电机轴在转子铁芯的外端位置套合设置霍尔磁环，其中：所述转子铁芯中心设置电机轴孔，电机轴孔插接设置电机轴，绕电机轴孔设置若干磁体插槽，磁体插槽内插接磁体；所述霍尔磁环的磁场极数与磁体个数相等，且轴向视图方向霍尔磁环n、s磁场分布区域与磁体n、s磁场分布角度重合。
7.作为优选，所述转子铁芯，包括铁芯本体和绕铁芯本体一周设置的若干个插接弧块，两两相邻的插接弧块由隔磁凸条连接，隔磁凸条与电机轴孔同圆心设置；隔磁凸条的中间设置有隔磁桥，隔磁桥延伸连接至铁芯本体与其相连。隔磁凸条和隔磁桥设置出的隔离空间能使得磁体使用尺寸较小，节约电机制作成本。隔磁桥的设置能有效降低相邻磁体之间的漏磁，提升磁体的有效利用率，对电机性能有提升作用。
8.作为优选，所述转子铁芯的隔磁桥和隔磁凸条的宽度≤0.6mm，两者的长度大于宽度至少1.5倍，插接弧块与电机轴孔偏心距设置为转子铁芯半径的0.2-0.5倍。设置隔磁桥的长宽比可为减小漏磁的方案提供更具体的设计值，偏心距的设置为转子提供更为正弦的气隙磁场提供更优化的设计值，气隙磁场正弦度越好电机的nvh性能更出色，将大大提升产品的竞争力。
9.一种新型直流无刷电机，包含后端盖组件、前端盖组件、电机定子、压线块、锁紧螺
钉以及转子组件；所述的后端盖组件和前端盖组件分别安装在电机定子的两端，所述的转子组件通过后端盖组件、前端盖组件固定后悬置在电机定子内部。后端盖组件、前端盖组件的模块化设置能使得本无刷直流电机组装容易，工艺简单，并拥有前述无刷直流电机的低成本特点。组件有利于提升产品模块化生产，且工艺简单，可降低生产成本。
10.作为优选，霍尔磁环采用径向充磁时，电机组件组装完成后霍尔元件位于霍尔磁环的径向方向上；霍尔磁环采用轴向充磁时，电机组件组装完成后霍尔元件位于霍尔磁环的轴向方向上。采用霍尔磁环的好处是降低转子铁芯的高度，使得转子铁芯可以和定子铁芯等高。同时根据霍尔磁环的充磁方式的不同可以设置不同的霍尔元件的位置，从而可采用不同的结构来实现转子位置的识别。
11.作为优选，所述电机组装完成后转子组件上的霍尔磁环与霍尔元件之间的间隙a为0.3-1mm。该距离使得霍尔元件能准确感应到霍尔磁环的磁场，从而能准确提供转子的位置。
12.作为优选，所述电机定子包含定子铁芯、绝缘骨架、线圈绕组，绝缘骨架安装在定子铁芯内部，线圈绕组由若干漆包线绕制在绝缘骨架上组成；所述的定子铁芯与所述的转子铁芯轴向高度相同。由于设置了专用霍尔磁环，所以无需通过增加转子铁芯的高度来为霍尔元件提供转子位置信号。转子铁芯加高带来的成本远大于霍尔磁环的成本，所以起到降本作用。
13.作为优选，所述压线块上设置有容纳腔，所述的压线块安装在所述后端盖的插件安装缺口上。容纳腔的设置可将绕组连接到电路连接板上外露的漆包线容纳在内，起到保护漆包线的作用。
14.作为优选，所述的后端盖组件，后端盖组件包括后端盖、位置传感器组件，内锁紧螺钉，轴承，位置传感器组件设置有电路连接板、电线接插件、霍尔元件；且位置传感器组件通过内锁紧螺钉固定在后端盖的盒腔内，电路连接板上设置有若干引脚孔，引脚孔插接设置电线接插件；所述后端盖一侧镂空设置插件安装缺口，位置传感器组件上的电线接插件透过后端盖上的插件安装缺口与外部对插件连接。克服了现有电机采用引出线的设置方式，采用了缺点更少的后端盖组件的电源线体导入结构，这种结构制作容易，空间结构安排紧凑，设置在侧外方不会挤占电机本体的内部空间，而且设置在外侧也容易维护，引线在外露的方式需要增加连接处的强度，取消传统的线束连接，可降低生产工艺复杂程度，提升产品稳定性。
15.一种电动升降桌包括无刷电机转子组件，进一步的电动升降桌包含桌板、桌腿、升降机构、横梁、纵梁、传动轴、控制器桌板其一侧至少包含一条桌腿桌腿内部设置升降机构1003，且还设置有横梁、纵梁用于固定桌板和桌腿，其特征是：所述升降机构的通过传动轴连接所述无刷直流电机；控制器安装在桌板上，并与无刷直流电机电连接。采用了无刷直流电机的本电动升降桌系统制作成本会更加低廉，市场竞争力更大，无刷直流电机噪音相对较小，寿命也比较大。采用无刷电机的优点是噪音更低，寿命更长，提高市场竞争力。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.1、无刷电机转子组件，设置转子铁芯有能够定位固定，转子铁芯的插接弧块和隔磁凸条能和电机定子的绝缘骨架相互扣接连接紧固；
18.2、隔磁凸条和隔磁桥设置出的隔离空间能使得磁体使用尺寸较小，节约电机制作
成本；
19.3、后端盖组件的电源线体导入结构比较简单，空间结构安排紧凑，设置在侧外方不会挤占电机本体的内部空间，而且设置在外侧也容易维护，引线在外露的方式需要增加连接处的强度；
20.4、现有的使用霍尔元件来感应磁极位置的无刷电机通常是通过加长磁钢的方法来感应磁极位置，但是本实用新型创作采用的是仅为磁体插槽的插入方条结构，简化了磁钢结构，没有圆弧设计，磁钢加工材料利用率高，磁体的设置产生的磁场分布角度重合磁性合理且大成型后所用磁钢数量不用增加，长度不需要增加，总体成本低。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
22.图1为无刷电机转子组件结构图；
23.图2为转子铁芯结构图；
24.图3为霍尔磁环径向充磁磁场分布示意图；
25.图4为磁钢磁场分布示意图；
26.图5为转子组件轴向视图；
27.图6为一种新型直流无刷电机爆炸图；
28.图7为后端盖组件爆炸图；
29.图8为电机定子结构图；
30.图9为无刷电机转子组件实施结构图；
31.图10为电机组装完成后霍尔元件与霍尔磁环示意图；
32.图11为一种新型直流无刷电机侧视图；
33.图12为一种电动升降桌结构图；
34.图13为一种电动升降桌剖视图。
35.图中：转子组件1、后端盖组件2、前端盖组件3、锁紧螺钉6、电机轴11、霍尔磁环13、磁体14、后端盖21、位置传感器组件22、内锁紧螺钉23、轴承24；电机定子4、定子铁芯41、绝缘骨架42、线圈绕组43；压线块5、容纳腔51；转子铁芯12、电机轴孔121、磁体插槽122、铁芯本体123、插接弧块124、隔磁凸条125、隔磁桥126；后端盖21、盒腔211、插件安装缺口212；传感器组件22、电路连接板221、电线接插件222、霍尔元件223、引脚孔2211；桌板1001、桌腿1002、升降机构1003、横梁1004、纵梁1005、传动轴1006、控制器1007、升降螺杆1008、无刷直流电机2000。
具体实施方式
36.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
37.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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技术和简化描述，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技术的限制。
38.此外，术语“前”、“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。由此，限定有“前”、“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。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
39.请参阅图1，本实施例提供的一种无刷电机转子组件，包括支撑和旋转的电机轴11、设电枢绕组,通电后产生感应电动势,充当旋转磁场后产生电磁转矩进行能量转换的转子铁芯12、磁感应传感器,磁环和霍尔元件组成感应组合,磁环随转子转动,霍尔感应随转子转动的磁环的霍尔磁环13，以电机轴11为轴心件套合包绕其设置转子铁芯12，电机轴11在转子铁芯12的外端位置套合设置霍尔磁环13，其中：按照现有技术一样，继续如图1和2所示，所述转子铁芯12中心设置电机轴孔121，电机轴孔121插接设置电机轴11，如图2所示，不同于现有技术的是管状结构的转子铁芯12会围绕电机轴孔121在上下左右4个方形横向镂空设置4个磁体插槽122，4个磁体插槽122呈方形排列，再在其方形管体结构的每个磁体插槽122内插接1个磁体14，所述霍尔磁环13的磁场极数与磁体14个数相等，且轴向视图方向霍尔磁环13的n、s磁场分布区域与磁体14的n、s磁场分布角度重合。现有的使用霍尔元件来感应磁极位置的无刷电机通常是通过加长磁钢的方法来感应磁极位置，但是本实用新型创作采用的是仅为磁体插槽的插入方条结构，简化了磁钢结构，没有圆弧设计，磁钢加工材料利用率高，磁体的设置产生的磁场分布角度重合磁性合理且大成型后所用磁钢数量不用增加，长度不需要增加，总体成本低。
40.且如图1所示，所述彼此相邻的两个磁体插槽122之间由隔磁桥126隔断开来；所述转子铁芯12包括铁芯本体123和绕铁芯本体123一周设置的若干等弧度的插接弧块124，两支相邻的插接弧块124由隔磁凸条125连接。采用的半圆形状结构来进行切割磁体插接结构，但是又增加了和边缘的距离调节了其磁场结构。
41.如图2所示，所述隔磁凸条125两侧设置斜角至少5
°
的坡面结构的隔磁桥126连接到插接弧块124，且所述隔磁凸条125的中央设置隔磁桥126连接到转子铁芯12，隔磁桥和隔磁凸条125的宽度≤0.6mm，两者的长度大于宽度至少1.5倍，而且插接弧块124的弧偏心距设置为0.2-0.5倍转子半径。设置隔磁桥的长宽比可为减小漏磁的方案提供更具体的设计值，偏心距的设置为转子提供更为正弦的气隙磁场提供更优化的设计值，气隙磁场正弦度越好电机的nvh性能更出色，将大大提升产品的竞争力。
42.作为优选，所述霍尔磁环的磁场极数的数量与磁体14个数的数量相等，且轴向视图方向霍尔磁环n、s分布区域与磁体14分布区域重合；所述霍尔磁环的材质为塑磁、软磁、铁氧体中的一种。
43.实施例2，如图6、9所示，一种新型直流无刷电机2000，包含后端盖组件2、前端盖组件3、电机定子4以及实施例1中所述的转子组件1；所述的前端盖组件3和后端盖组件2分别安装在电机定子4的头尾两端，所述的转子组件1通过后端盖组件2、前端盖组件3固定后悬
置在电机定子4内部。如图7、8所示，后端盖组件2包括后端盖21、位置传感器组件22，内锁紧螺钉23，轴承24，位置传感器组件22设置有电路连接板221、电线接插件222、霍尔元件223；且位置传感器组件22通过内锁紧螺钉23固定在后端盖21的盒腔211内，电路连接板221上设置有若干引脚孔2211，引脚孔2211插接设置电线接插件222；如图9所示，所述后端盖21一侧镂空设置插件安装缺口212，位置传感器组件22上的电线接插件222透过后端盖上的插件安装缺口212与外部对插件连接。后端盖组件2、前端盖组件3的模块化设置能使得本无刷直流电机组装容易，工艺简单，并拥有前述无刷直流电机的低成本特点，组件有利于提升产品模块化生产，且工艺简单，可降低生产成本；
44.后端盖组件采用了缺点更少的后端盖组件的电源线体导入结构，克服了现有电机采用引出线的设置方式，所述压线块5上设置有容纳腔51，所述的压线块5利用锁紧螺钉6安装在后端盖组件2的后端盖21的插件安装缺口212上；这种结构制作容易，空间结构安排紧凑，设置在侧外方不会挤占电机本体的内部空间，取消传统的线束连接，可降低生产工艺复杂程度，提升产品稳定性，而且设置在外侧也容易维护，引线在外露的方式需要增加连接处的强度。
45.如图，3和4所示，所述霍尔元件223位于霍尔磁环13的径向方向上时，霍尔磁环13采用径向充磁；所述霍尔元件223位于霍尔磁环13的轴向方向上时，霍尔磁环13采用轴向充磁。
46.所述霍尔磁环13与霍尔元件223之间的间隙a为0.3-1mm。
47.如图8所示，所述电机定子4包含定子铁芯41、绝缘骨架42、线圈绕组43，绝缘骨架42安装在定子铁芯41内部，线圈绕组43由若干漆包线绕制在绝缘骨架42上组成；所述的定子铁芯41与所述的转子铁芯12轴向高度相同。
48.如图12、13所示，一种电动升降桌100，包含：桌板1001、桌腿1002、升降机构1003、横梁1004、纵梁1005、传动轴1006、控制器1007，桌板1001在顶部平面设置，底部边侧两边左右各一侧各设置一条桌腿1002，桌腿是可以升降的伸缩管体结构，桌腿的内部设置升降机构1003，桌腿之间还设置有1根横梁1004和1根纵梁1005用于固定桌板1001和桌腿1002，所述升降机构1003的通过传动轴1006连实施例2的所述无刷直流电机2000；控制器1007安装在桌板1001上，打开控制器1001并与无刷直流电机2000电连接，无刷直流电机2000启动驱动升降螺杆1008和现有技术中一样进行升降，在其驱动下进行伸缩桌腿1002达成上升或下降桌板，这里基本和现有技术一致不赘述。采用了无刷直流电机的本电动升降桌系统制作成本会更加低廉，市场竞争力更大，无刷直流电机噪音相对较小，寿命也比较大。采用无刷电机的优点是噪音更低，寿命更长，提高市场竞争力。
49.以上所述，仅是本实用新型较佳可行的实施示例，不能因此即局限本实用新型的权利范围，对熟悉本领域的技术人员来说，凡运用本实用新型的技术方案和技术构思做出的其他各种相应的改变都应属于在本实用新型权利要求的保护范围之内。比如连续空腔可以设计成各种形状，只要首尾相连并且一端与中心管柱连通另一端与外界连通即可。