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一种大转矩密度空心杯电机及其动平衡调节方法

阅读：329发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种大转矩密度空心杯电机及其动平衡调节方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种大转矩密度空心杯电机及其动平衡调节方法，目的是为了解决现有技术中存在的磁钢利用率低、电机转矩密度小的问题。本发明的一种大转矩密度空心杯电机，包括机壳、前端盖、电机轴、电枢绕组、绕组支架，前端盖安装于机壳的前端，前端盖内侧垂直连接有与机壳同轴的安装筒，电机轴依次穿过前端盖、安装筒以及绕组支架的中心，绕组支架用于安装电枢绕组；还包括充磁方向一致的内磁钢和外磁钢；内磁钢固定套装于安装筒的外壁上；外磁钢固定套装于机壳的内壁上；电枢绕组套装于内磁钢和外磁钢之间。基于上述的一种大转矩密度空心杯电机，本发明还提供了一种大转矩密度空心杯电机的动平衡调节方法。，下面是一种大转矩密度空心杯电机及其动平衡调节方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种大转矩密度空心杯电机，包括机壳(1)、前端盖(11)、电机轴(12)、电枢绕组(13)、绕组支架(15)，前端盖(11)安装于机壳(1)的前端，前端盖(11)内侧垂直连接有与机壳(1)同轴的安装筒(23)，电机轴(12)依次穿过前端盖(11)、安装筒(23)以及绕组支架(15)的中心，绕组支架(15)用于安装电枢绕组(13)；
其特征在于：
还包括充磁方向一致的内磁钢(4)和外磁钢(2)；
所述内磁钢(4)固定套装于安装筒(23)的外壁上；
所述外磁钢(2)固定套装于机壳(1)的内壁上；
所述电枢绕组(13)套装于内磁钢(4)和外磁钢(2)之间。
2.根据权利要求1所述的一种大转矩密度空心杯电机，其特征在于：所述绕组支架(15)为圆柱形结构；
所述绕组支架(15)后端的周向上呈环形排布有多个凸起(15.1)；
每两个凸起(15.1)之间形成绕组抽头口(15.2)；
所述电枢绕组(13)的后端内壁与绕组支架(15)前端外壁固定连接，电枢绕组(13)的后端端面与凸起(15.1)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种大转矩密度空心杯电机，其特征在于：
所述绕组抽头口(15.2)的数量为大于3的奇数。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种大转矩密度空心杯电机，其特征在于：
所述绕组支架(15)的前端端面上设置有与机壳(1)同轴的圆形凹槽(15.3)；
所述凹槽(15.3)内设置有与机壳(1)同轴的圆形加强筋板(14)。
5.一种大转矩密度空心杯电机的动平衡调节方法，其特征在于：
步骤1)设置如权利要求1所述的一种大转矩密度空心杯电机；
步骤2)在所述绕组支架后端的周向上呈环形设置多个凸起，绕组支架前端外壁与电枢绕组的后端内壁粘接，凸起与电枢绕组的后端端面粘接；
步骤3)将步骤2)所得空心杯电机放置于动平衡机上进行动平衡，若动平衡品质不满足要求，则通过在绕组支架的后端表面打孔去重进行校正，直至满足要求。
6.根据权利要求5所述的一种大转矩密度空心杯电机的动平衡调节方法，其特征在于：
步骤3)中所述的打孔位置为绕组支架圆柱结构的后端。

说明书全文

一种大转矩密度空心杯电机及其动平衡调节方法

技术领域

[0001] 本发明涉及空心杯电机，具体涉及一种大转矩密度空心杯电机及其动平衡调节方法。

背景技术

[0002] 空心杯电机在结构上突破了传统电机的转子结构形式，采用的是无铁心转子，即空心杯型转子。这种新型转子结构彻底消除了由于铁心形成涡流而造成的涡流损耗。其重量和转动惯量大幅降低，从而减小了转子自身的机械损耗。空心杯电机起动转矩小，转速调整快，转动波动小，控制性能好。

[0003] 然而，现有空心杯电机依然存在以下两方面的问题：

[0004] 第一，现有空心杯电机采用单磁钢结构，即只有内定子上的磁钢，磁场从内磁钢发出，经过中间很大气隙(容纳电枢绕组)再到机壳上，电机漏磁较大，磁钢利用率低，电机转矩密度小。只能满足民品需求，在一些高要求领域不能满足要求。

[0005] 第二，现有空心杯电机的为圆盘结构，绕组支架安装于电枢绕组的一端内部，其外周面与电枢绕组的内表面通过固化胶粘接；若采用在支架表面去重的动平衡方式，则强力去重过程中会破坏绕组支架与电枢绕组粘接强度。因此，通常采用在转子端部用平衡泥增重的方式进行动平衡，但是空心杯电机一般转速较高，平衡泥容易甩飞；若在电枢绕组外表面涂抹平衡泥，则又会增大电枢绕组厚度，相应需要增大电机气隙，削弱电机磁性能。这使得转子动平衡成为一大难题。

发明内容

[0006] 本发明的目的是为了解决现有技术中存在的磁钢利用率低、电机转矩密度小的问题，而提供了一种大转矩密度空心杯电机，针对该大转矩密度空心杯电机。

[0007] 为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

[0008] 本发明的一种大转矩密度空心杯电机，其特殊之处在于：包括机壳、前端盖、电机轴、电枢绕组、绕组支架，前端盖安装于机壳的前端，前端盖内侧垂直连接有与机壳同轴的安装筒，电机轴依次穿过前端盖、安装筒以及绕组支架的中心，绕组支架用于安装电枢绕组；

[0009] 其特征在于：

[0010] 还包括充磁方向一致的内磁钢和外磁钢；

[0011] 所述内磁钢固定套装于安装筒的外壁上；

[0012] 所述外磁钢固定套装于机壳的内壁上；

[0013] 所述电枢绕组套装于内磁钢和外磁钢之间。

[0014] 进一步地，所述绕组支架后端的周向上呈环形排布有多个凸起；

[0015] 每两个凸起之间形成绕组抽头口；即多个凸起使得绕组支架后端面部分被挡住、部分裸漏，裸漏的部分即为绕组抽头口，用于引线。

[0016] 所述电枢绕组的后端内壁与绕组支架前端外壁固定连接，电枢绕组的后端端面与凸起固定连接。

[0017] 进一步地，所述绕组抽头口的数量为大于3的奇数。

[0018] 进一步地，所述绕组支架的前端端面上设置有与机壳同轴的圆形凹槽；

[0019] 所述凹槽内设置有与机壳同轴的圆形加强筋板。

[0020] 基于上述的一种大转矩密度空心杯电机，本发明还提供了一种大转矩密度空心杯电机的动平衡调节方法，其特殊之处在于：

[0021] 步骤1)设置上述的一种大转矩密度空心杯电机；

[0022] 步骤2)在绕组支架后端的周向上呈环形设置多个凸起，绕组支架前端外壁与电枢绕组的后端内壁粘接，凸起与电枢绕组的后端端面粘接；

[0023] 步骤3)将步骤2)所得空心杯电机放置于动平衡机上进行动平衡，若动平衡品质不满足要求，则通过在绕组支架的后端表面打孔去重进行校正，直至满足要求。

[0024] 进一步地，步骤3)中所述的打孔位置为绕组支架圆柱结构的后端。

[0025] 本发明的有益效果是：

[0026] 1.本发明采用双磁钢结构，即在安装筒的外壁上设置内磁钢形成内定子，又在机壳内壁上设置外磁钢形成外定子，将电枢绕组设置于内磁钢和外磁钢之间；由此，提高了磁钢利用率，增大了气隙磁通密度，进而提高电机转矩密度。

[0027] 2.本发明在绕组支架后端的周向上呈环形设置了多个凸起，，使得电枢绕组13内表面以及端面均与绕组支架固定连接，增大了连接面积以及连接部位，提高绕组支架的支撑强度。由此可通过去重方式进行动平衡调节，在强力去重过程中，由于环形凸起起到抵挡作用，避免了破坏绕组支架与电枢绕组连接强度。

[0028] 3.本发明在绕组支架的前端端面上设置了圆形凹槽，并在圆形凹槽内设置有加强筋板，由此提高了绕组支架的强度，进一步提高转子组件的强度，避免在高温振动严苛条件下，转子组件高速旋转发生变形；从而提高了电机的可靠性。附图说明

[0029] 图1是本实施例一种大转矩密度空心杯电机的结构示意图；

[0030] 图2是本实施例中转子组件的结构示意图；

[0031] 图3是图1中内、外磁钢分布及充磁方向示意图；

[0032] 图4是本实施例中绕组支架的结构示意图；

[0033] 图5是图4的左视图；

[0034] 图6是本实施例中碳刷组件和后端盖的连接示意图。

[0035] 图中，1-机壳，2-外磁钢，3-转子组件，4-内磁钢，6-碳刷组件，7-第二轴承，8-第二轴承挡圈，9-第一轴承，10-第一轴承挡圈，11-前端盖，12-电机轴，13-电枢绕组，14-加强筋板，15-绕组支架，15.1-凸起，15.2-绕组抽头口，15.3-凹槽，16-换向器，17-后端盖，18-后座板，19-垫圈，20-刷握，21-铜柱，22-碳刷，23-安装筒。

具体实施方式

[0036] 为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种大转矩密度空心杯电机及其动平衡调节方法作进一步详细说明。根据下面具体实施方式，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是：附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的；其次，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。

[0037] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

[0038] 本实施例一种大转矩密度空心杯电机，如图1～3所示，包括机壳1，机壳1的前后端分别安装前端盖11和后端盖17，前端盖11与机壳1过盈配合，并且在连接处用激光焊接机进行焊接固定。后端盖17与机壳1间隙配合，并用激光焊接机进行焊接固定。前端盖11内侧垂直连接有与机壳1同轴的安装筒23，电机转子组件3由电机轴12、电枢绕组13、加强筋板14、绕组支架15、换向器16组成，电机12依次穿过前端盖11、安装筒23、绕组支架15以及后端盖17的中心，并与前端盖11通过第一轴承9进行转动连接，与后端盖17通过第二轴承7转动连接；为了防止电机轴12发生轴向窜动，在第一轴承9的外侧还设置有第一轴承挡圈10，第二轴承7的外侧还设置有第二轴承挡圈8。

[0039] 本实施例还包括内磁钢4和外磁钢2，内磁钢4固定套装于安装筒23的外壁上，形成电机内定子；外磁钢2固定套装于机壳1内壁上，形成电机外定子；内、外磁钢充磁方向一致，提高磁钢利用率，增大电机气隙磁密，进而提高电机转矩密度，实现大转矩密度空心杯电机的目标。

[0040] 如图4所示，绕组支架15的前端端面上设置有与机壳1同轴的圆形凹槽15.3；凹槽15.3内设置有与机壳1同轴的圆形加强筋板14；加强筋板14用固化胶粘接在绕组支架15的圆形凹槽15.3内，以提高绕组支架15的强度，进一步提升转子组件3的强度。

[0041] 如图5所示，绕组支架15为圆柱形结构；绕组支架15后端的周向上呈环形排布有多个凸起15.1；每两个凸起15.1之间形成绕组抽头口15.2；绕组支架15和环形排布的多个凸起15.1整体形成台阶式结构，电枢绕组13的后端内壁与绕组支架15前端外壁粘接，电枢绕组13的后端端面与环形凸起15.1粘接；由此，增加了电枢绕组13与绕组支架15的粘接面积，电枢绕组13的内壁及端面均与绕组支架15接触，用固化胶进行粘接固定。绕组支架15对电枢绕组13端部起到支撑作用，可以在绕组支架15表面进行大孔去重方式的动平衡操作，提升电机转子组件3转动平稳性，打孔去重通常是从绕组支架15后端面向前端面进行打孔，由此凸起15.1在打孔中便起到了抵挡固定的作用，避免粘接松动；因此不需要通过在绕组支架15表面涂抹平衡泥使其增重的方式进行动平衡操作，涂抹平衡泥增重的动平衡方式会导致平衡泥甩飞的现象；也不需要在电枢绕组13外表面涂抹平衡泥，该方式会增加电枢绕组13的厚度，导致增大电机气隙，削弱电机气隙磁场。由此可见，凸起15.1的设置带来了较大的有益效果。

[0042] 绕组支架15上有N个绕组抽头口15.2，绕组的N个抽头能够从绕组抽头口15.2引出，然后焊接在换向器16上。其中，N可以取5、7、9、11……。

[0043] 如图6所示，碳刷组件6由后座板18、垫圈19、刷握20、铜柱21以及碳刷22组成。

[0044] 本发明一种大转矩密度空心杯电机，其动平衡调节方法如下：

[0045] 步骤1)设置上述的一种大转矩密度空心杯电机；

[0046] 步骤2)在所述绕组支架后端的周向上呈环形设置多个凸起，绕组支架前端外壁与电枢绕组的后端内壁粘接，凸起与电枢绕组的后端端面粘接；

[0047] 步骤3)将步骤2)所得空心杯电机放置于动平衡机上进行动平衡，若动平衡品质不满足要求，则通过在绕组支架圆柱结构的后端表面打孔去重进行校正，直至满足要求。

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