CN1115508A - 永久磁铁转子 - Google Patents
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Abstract
一种用于电动机的永久磁铁转子(20),具有轴(30),安装在轴(30)上的连接器(40),与连接器(40)配合并位于环形磁铁(60)内部的磁通环(50)。磁通环(50)是一个有裂缝的环,它具有大于磁铁内径的标称外径并且被锁合于连接器(40)。
Description
本发明涉及一种电动机,具体地说,涉及一种用于电动机的永久磁铁转子。
永久磁铁转子是已经公知的并被用在例如无刷直流电动机和同步电动机中。曾试图用不同方法把磁铁固定在转子上。一种通用结构是使用环形磁铁而不使用单根的棒状磁铁以便克服离心力。这些磁铁通常为烧结的磁铁,被制成简单地环状,具有圆的内表面和外表面,从而提供精确的直径。
在转子中磁场的回路由用铁管制成的磁通环,冲压制成的钢迭片铁心或一整体的环提供。磁通环需要具有高度精确的外径,以便与磁铁的内径匹配,因为磁铁在磁通环上是压配合的。如果过盈太大,磁铁就可能破裂。如果过盈太小,磁铁在磁通环上就可能松动,在负载下引起滑动。
使用塑料连接器把磁通环连接到电动机轴上是公知的。连接器通常为整体套筒形式。连接器的外径也需要精确,以便确保在磁铁和轴之间良好的配合和可靠的转矩传递。当电动机被设计为或要求运行在宽的温度范围时,由于各个配件的热膨胀的不同,这便是一个具体问题。
本发明中要解决这一问题,借助于提供一个分裂的磁通环,它具有大于磁铁内径的标称外径,和磁通环与连接器之间的定位装置。用这种方式,磁通环被压配合在磁铁内部,由于它的弹性,便提供一种缓冲的过盈配合,能够允许磁铁内径的合理的改变,同时提供足够的摩擦以便可靠地在磁铁和轴之间传递转矩。定位装置把磁通环定位在连接器上,同时使连接器能承受磁通环由于制造公差而引起的直径变化以及磁铁的直径变化,同时在磁铁和轴之间可靠传递转矩。
因而,本发明提供了一种用于电动机的永久磁铁转子,包括环状磁铁,位于所述磁铁内的分裂的磁通环,转子轴,把磁通环连接到轴上的连接器以及对磁通环相对于连接器定位的定位装置。
最好磁通环是一分裂的卷钢环,因为这为磁场能提供一良好的磁通通路,并具有良好的弹性以便承受磁铁内径的改变,同时又容易制造。
最好连接器由塑料材料制成,因为这容易制造并且最好是模制结构,虽然迭层钢片也可使用。
最好连接器具有一和轴配合的中央轮毂和通过径向延伸的肋与轮毂同轴相连的外环状套筒。这一结构不仅较轻并用材较少,而且使连接器具有由肋的延伸而增加的压缩度,因而肋不是垂直于转子的轴线延伸的。
此外,沿套筒的外表面可以提供翼肋用来接收磁通环。翼肋位于相邻肋之间的中部的圆周位置上。这便通过利用肋之间的套筒的挠曲提供具有较大弹性的连接器。
最好定位装置包括位于连接器上的凸台,它与磁通环的切口部分协同工作。如果连接器是模制的,这在结构上尤其简单,并且如果切口部分沿磁通环的裂缝形成,使得装配尤其容易、凸台接合切口部分,使环定位在连接器上,并帮助在磁通环和连接器之间传递转矩,因为磁通环和连接器之间单独的摩擦力不够大。当磁通环开始相对于连接器运动时,凸台就卡住切口的边缘以阻止相对运动。
通常情况下,凸台的高度等于或小于磁通环的厚度。当磁铁的内表面具有合适的槽用来容纳凸台时,凸台做得可以较高。
虽然磁铁和磁通环之间的摩擦一般能足以使磁铁保持在磁通环上,但在磁通环的轴向端部可以提供卡圈以便把磁铁轴向地定位在磁通环上。对于较高的转矩要求,卡圈可以位于磁铁中的槽内,以帮助阻止滑动。
本发明还涉及包括上述永久磁铁转子的电动机。
本发明的实施例仅以举例方式结合附图进行说明。其中:
图1表示本发明的电动机;
图2表示本发明的转子的纵向截面图;
图3表示图2转子的端视图;
图4表示作为图2转子配件的连接器的端视图;以及
图5表示作为图2转子配件的磁通环。
图1表示电动机10,例如无刷直接电动机,包括图2中以截面图表示的永久磁铁转子20。转子20包括轴30,磁铁保持器或连接器40,磁通环50和环形磁铁60。
轴30具有滚花31,用来加强轴和连接器40之间的结合力。
连接器40的作用是支撑磁铁和/或与转子和转轴同轴旋转的磁通环并从磁铁(或磁通环)和轴传递转矩。它是一个单件,由塑料模制而成,具有连接在轴30上的中央轮毂41。围绕中央轮毂41的是外环形套筒42。沿径向伸出的肋43把套筒与轮毂41相连。肋43的成形不是沿垂直于转子的轴线延伸的。这使当套筒车由于径向压缩力而变形时,例如当磁铁和磁通环被装配到连接器40时发生的压力,肋43可以弹性地弯曲。肋43的弯曲帮助吸收压缩力。
凸台44形成在套筒42的外表面上。凸台形成为磁通环50相对于连接器40定位的定位装置部分。其作用后面将详述。在最佳实施例中,凸台的高度和磁通环的厚度相同或略小。
虽然磁通环50可以直接地承载在套筒42的外表面上,但最好是磁通环承载在沿套筒的外表面形成的翼肋45上。如图4所示,这些翼肋位于相邻肋43之间的中部的圆周上。
图5中更清楚地表示出磁通环50。它由钢板冲成,并卷成具有纵向裂缝51的环。在裂缝的中部有一切口部分52,在环上形成一个孔。这切口部分形成为磁通环相对于连接器定位的定位装置部分。切口52和套筒42上的凸台44协同工作,用来阻止磁通环50和连接器40之间的相对运动。凸台44位于切口52形成的孔内,当磁通环试图相对于连接器运动时,凸台就卡住切口部分的边缘,从而阻止其相对运动。
磁通环借助磁性固定在磁铁60上,这有助于保持磁铁相对于磁通环的稳定。磁通环也借助于把一钢板卷成具有纵向裂缝的环制成。该环具有大于磁铁内径的自然或标称的外径,使得环被磁铁压缩,该环的返回其原始直径的固有弹性或趋势在磁铁和磁通环之间产生加强的摩擦。
对于某些应用,提供一用来轴向地把磁铁60相对于磁通环/连接器定位的装置可能是有利的。为此,在磁通环的轴向端,提供卡圈53。卡圈承载着磁铁的端部,从而把其轴向地定位。也可以在磁铁内提供槽(未示出),用来接收卡圈。卡圈和槽之间的配合作用可对磁铁和磁通环之间的相对运动提供附加的阻力,这在比正常负载高的情况下是需要的。
卡圈53可通过使磁通环的轴向端的切口部分的拐角变形制成。图5中示出了所述环两端的两个切口部分。一个切口部分54沿裂缝51形成并且相对较小,另一切口部分55与裂缝径向地相对形成,并且比第一部分54较大,以便补偿裂缝,切口部分52用来使环保持平衡。
Claims (9)
1.一种用于电动机的永久磁铁转子(20)包括:
轴(30);
与该轴配合的连接器(40);
与该连接器配合的磁通环(50);以及
具有与该磁通环配合的内径的环形磁铁(60),其特征在于
该磁通环有一裂缝(51)且具有大于环形磁铁内径的标称外径;以及
在连接器(40)和磁通环(50)之间提供的定位装置(44,52),使该磁通环相对于该连接器定位。
2.如权利要求1的转子(20),其中磁通环(50)是一带裂缝的卷制钢环。
3.如权利要求1的转子(20)其中定位装置包括凸台(44),它形成在连接器(40)上,与磁通环(50)上的切口(52)协同作用。
4.如权利要求1的转子(20),其中连接器(40)是塑料制成的,具有一固定在轴(30)上的中央轮毂(41)和通过径向延伸的肋(43)连接于轮毂(41)的外环套筒(42)。
5.如权利要求4的转子(20),其中径向延伸的肋(43)不垂直于轴(30)延伸。
6.如权利要求4的转子(20),其中翼肋(45)形成在该套筒(42)的外表面上,并沿圆周分布在相邻的肋(43)之间的中部。
7.如上述任一权利要求的转子(20),其中在磁通环(50)的每一轴向端部形成有卡圈(53),用来把环状磁铁(60)相对于磁通环(50)轴向地定位。
8.一种用于电动机的永久磁铁转子(20)包括:
沿转子转动轴线延伸的细长的轴(30);
与轴(30)配合的塑料连接器(40),它具有中央轮毂(41),与中央轮毂借助于径向伸延的延长肋(43)相连的外圆环套筒(42),沿套筒(42)的外表面延伸的位于相邻肋(43)之间的中部圆周上的翼肋(45),以及在套筒(42)的外表面上形成的凸台(44);
与连接器(40)配合的卷制的钢磁通环(50),其具有纵向裂缝(51),标称外径,在环内形成孔的切口部分(52),它与连接器(40)上的凸台(44)协同作用使磁通环(50)相对于连接器(40)定位,以及通过使磁通环(50)的轴向端部内的切口拐角度形而形成的卡圈(53);以及
与磁通环(50)配合的烧结制成的环状磁铁(60),具有小于磁通环(50)标称外径的内径,以便使磁通环(50)被压缩,并且通过卡圈(53)在磁环(50)上定位。
9.一种包括权利要求1或8所述的永久磁铁转子的电动机。
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