一种新型无刷直流电机及其专用定子铁芯

   2023-12-16 互联网1430
核心提示:  在光盘播放器中,在光盘和转盘没有振动和偏心运动的前提下,旋转电机需要以高速度来旋转光盘。为了使旋转电机旋转时没有振动

  在光盘播放器中,在光盘和转盘没有振动和偏心运动的前提下,旋转电机需要以高速度来旋转光盘。为了使旋转电机旋转时没有振动和偏心运动,在光盘高速旋转的过程中稳定装载光盘中的转盘来保持光盘平衡和获得旋转电机的耐久性都十分重要。

  故有人提出了一种名为光盘播放器的旋转电机,它包括:具有转轴的电机,与转轴共同旋转并且具有环形轨道凹槽的转盘,在轨道凹槽上沿轨道凹槽运动以补偿偏心力的移动构件,碰撞和散开引导装置,其中,由于离心力与轨道凹槽和移动构件之间的摩擦力,当移动构件以非均匀位移排列时,具有来自轨道凹槽高度的碰撞和散开引导装置导致发生在移动构件之间并且使其相互分开的反弹现象。

  电机转子部分增设移动构件势必会使电机转子的重量上升,必然要求电机启动时的力矩增大,同时启动时间和使电机转子达到高速平衡均速转动的时间也会延长。

  新型无刷直流电机

  这种无刷直流电机主要是通过以下技术方案解决的:包括定子铁芯,转轴,转子罩和设于转子罩内壁的转子,转轴穿过定子铁芯中央的通孔并可旋转地支承在定子铁芯内,转子罩与转轴一起转动,转轴上端设有与其同步转动的盘芯和托盘,转子罩下部设有pcb板和pcb底板,托盘设有周向闭合的环形槽,环形槽下方设有支承板,支承板与环形槽形成的腔体内设有若干滚珠,所述的转轴下方设有磁钢,所述定子铁芯圆周上均匀分布有4-10个极,每个极的外轮廓上的点到铁芯中心的距离r往同一方向逐渐缩小,定子铁芯的极外轮廓上的点到铁芯中心的最大距离与最小距离r0:r1为1.01-1.1。

  将定子铁芯极设计成外轮廓上的点到铁芯中心的距离r往同一方向逐渐缩小的结构,据磁导计算公式g=(2πμ)/(lnr/r),r代表每个极的外轮廓上的点到铁芯中心的距离,r代表定子铁芯内径,因每个极的外轮廓上的点到铁芯中心的距离r各处不一,所以磁导也不一样,推动旋转的磁力也不一致,距离大处的磁导就要比距离小处的磁导要强,在空气隙中损耗也较少。所以它产生的转矩也较大,从而推动电机转子向某一方向旋转,每个极上都是如此结构,那所有的磁力将会有方向的推动转子转动。利用定子铁芯与转子磁钢的气隙大小来控制电机磁路走向,气隙小的铁芯端通过的磁力线密集,气隙大的铁芯端通过的磁力线地疏散,从而使铁芯快速加速到恒定转速,从而使电机缩短启动时间,在最短的时间内使电机转子达到高速平衡均速转动。其中,通过磁钢与转轴间的磁性吸力可抑制转轴高速旋转时因重心偏离而引起的轴向震动,保证对光盘读写数据的稳定性,适应了高速读写光盘中的数据的要求。

  作为有效的实施方案,所述的极的外轮廓为弧形或直线形,也可以是其它曲线形。

  pcb底板设有上凸的空心凸体,pcb板设有可供所述空心凸体穿过的通孔,空心凸体穿过pcb板通孔后的端部设有外翻结构。当pcb板上电路焊好后,将pcb板和 pcb底板重叠置于设有卷边头的冲床上充压即可使pcb板和pcb底板铆合,其减少了本发明的加工工序,可加强pcb板和pcb底板相对于转轴的对称性,使电机运转时重心偏离度小,增加电机运转的稳定性,提高了光盘数据读写的稳定性。

  转轴外设有含油轴承,轴承内面设有凹面;凹面为锥形或弧形,锥形的凹面与转轴轴线的夹角为0.5-1.5°。其中,在轴承内面设置凹面可减小转轴与轴承的接触面,从而减小了转轴与轴承间的摩擦和发热,延长了本发明的使用寿命。

  转轴的下端面呈弧面。其中,转轴下端面设计成弧形可减小转轴与其下部支撑体间的摩擦,降低了电机的能耗,并延长了电机的使用寿命。

  托盘上设有光盘板,光盘板与设于其上的压盘间设有弹簧,在光盘板与压盘间设置弹簧可缓冲电机转轴的轴向震动,提高了光盘数据读写的稳定性。

  无刷直流电机专用定子铁芯,定子铁芯中央设有通孔,定子铁芯圆周上均匀分布有若干个极,每个极的外轮廓上的点到铁芯中心的距离r往同一方向逐渐缩小,定子铁芯的极外轮廓上的点到铁芯中心的最大距离与最小距离r0:r1为1.01-1.1,极数为4-10个,定子铁芯的极的外轮廓为弧形或直线形或其它曲线形。

  因此,本无刷直流电机具有启动力矩大,电机的启动时间和使电机转子达到高速平衡均速转动的时间较短等特点。将定子铁芯极设计成外轮廓上的点到铁芯中心的距离r往同一方向逐渐缩小的结构,据磁导计算公式g=(2πμ)/(lnr/r),r代表每个极的外轮廓上的点到铁芯中心的距离,r代表定子铁芯内径,因每个极的外轮廓上的点到铁芯中心的距离r各处不一,所以磁导也不一样,推动旋转的磁力也不一致,距离大处的磁导就要比距离小处的磁导要强,在空气隙中损耗也较少,所以它产生的转矩也较大,从而推动电机转子向某一方向旋转,每个极上都是如此结构,那所有的磁力将会有方向的推动转子转动。利用定子铁芯与转子磁钢的气隙大小来控制电机磁路走向,气隙小的铁芯端通过的磁力线密集,气隙大的铁芯端通过的磁力线地疏散,从而使铁芯快速加速到恒定转速,从而使电机缩短启动时间,在最短的时间内使电机转子达到高速平衡均速转动。其中,通过磁钢与转轴间的磁性吸力可抑制转轴高速旋转时因重心偏离而引起的轴向震动,保证对光盘读写数据的稳定性,适应了高速读写光盘中的数据的要求。

具体实例

  下面通过具体实施例,并结合附图,对本技术方案作进一步具体的说明。

  

  图1 直流电机剖面图

  如图1所示的电机剖面图,电机包括定子铁芯18,转轴1,转子罩6和设于转子罩内壁的转子19,转轴1穿过定子铁芯中央的通孔182并可旋转地支承在定子铁芯内,转子罩6与转轴一起转动,转轴上端设有与其同步转动的盘芯2和托盘5,托盘5上设有光盘板12,光盘板12上方设有减震垫3,光盘板 12与设于其上的压盘间设有弹簧。转子罩6下部设有pcb板13和pcb底板14。

  

  图2 直流电机pcb底板

  如图2所示,pcb底板设有上凸的空心凸体16, pcb板设有可供空心凸体16穿过的通孔15,空心凸体穿过pcb板通孔15后的端部设有外翻结构17。托盘5设有周向闭合的环形槽4,环形槽4下方设有支承板10,支承板10与环形槽4形成的腔体内设有9颗滚珠11,转轴外设有含油轴承8,轴承内面设有凹面9,凹面9为锥形,锥形凹面与转轴轴线的夹角为 1°。转轴1的下端面呈弧面,转轴1下方设有磁钢7,定子铁芯18圆周上均匀分布有6个极181,每个极181的外轮廓上的点到铁芯中心的距离r往同一方向逐渐缩小r往同一方向逐渐缩小,铁定子铁芯18的极181外轮廓上的点到铁芯中心的最大距离与最小距离r0:r1为1.1。

  

  图3 无刷直流电机专用的定子铁芯

如图3所示,无刷直流电机专用的定子铁芯,定子铁芯18中央设有通孔182,定子铁芯圆周上均匀分布有6个极181,每个极181的外轮廓上的点到铁芯中心的距离r往同一方向逐渐缩小r往同一方向逐渐缩小,铁定子铁芯18的极181外轮廓上的点到铁芯中心的最大距离与最小距离r0:r1为 1.1。

  据磁导计算公式g=(2πμ)/(lnr/r),r代表每个极的外轮廓上的点到铁芯中心的距离,r代表定子铁芯内径,因每个极的外轮廓上的点到铁芯中心的距离r各处不一,所以磁导也不一样,推动旋转的磁力也不一致,极的外轮廓到铁芯中心的最大距离r0处的磁导就要比最小距离r1处的磁导要强,在空气隙中损耗也较少,在最大距离r0处形成形成磁力线密集区a,在最小距离r1处形成磁力线疏散区b,所以它产生的转矩也较大,从而推动电机转子向某一方向旋转,每个极上都是如此结构,那所有的磁力将会有方向的推动转子转动。利用定子铁芯与转子磁钢的气隙大小来控制电机磁路走向,气隙小的铁芯端通过的磁力线密集,气隙大的铁芯端通过的磁力线地疏散,从而使铁芯快速加速到恒定转速,从而使电机缩短启动时间,在最短的时间内使电机转子达到高速平衡均速转动。


 
举报收藏 0打赏 0评论 0
 
更多>同类资讯
推荐图文
推荐资讯
点击排行
网站首页  |  关于我们  |  联系方式  |  使用协议  |  版权隐私  |  隐私政策  |  网站地图  |  排名推广  |  广告服务  |  积分换礼  |  RSS订阅