專利名稱：一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁無刷直流電機(jī)，具體涉及一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)。
背景技術(shù)：
永磁無刷直流電機(jī)是一種采用永磁體勵磁、電子換向替代機(jī)械換向的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置。因此，永磁無刷直流電機(jī)不僅具有一般直流電動機(jī)良好的控制特性，還具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、無換向火花、可靠性高、工作壽命長、適應(yīng)低氣壓環(huán)境能力強等一系列優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)電動液壓伺服機(jī)構(gòu)系統(tǒng)中，采用高速電機(jī)驅(qū)動液壓泵提供液壓能源。該種結(jié)構(gòu)要求油泵必須進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動密封設(shè)計，而電機(jī)內(nèi)部不會進(jìn)入液壓油，故不需要進(jìn)行密封設(shè)計。在高速運轉(zhuǎn)及惡劣的工作環(huán)境下，對油泵的旋轉(zhuǎn)動密封要求較高，并且對長期存儲不利。在一些工業(yè)場合中，對電機(jī)的重量、體積要求非常嚴(yán)格，并且取消油泵動密封，電機(jī)內(nèi)部進(jìn)入液壓油。傳統(tǒng)的屏蔽電機(jī)采用屏蔽套結(jié)構(gòu)允許電機(jī)內(nèi)部進(jìn)入油液或其他液體，該種結(jié)構(gòu)增大了電機(jī)氣隙，無法實現(xiàn)小體積，高比功率要求，一般僅僅適用于不超過3000r/min的運轉(zhuǎn)場合，無法滿足高速運轉(zhuǎn)的要求。可見，傳統(tǒng)產(chǎn)品和屏蔽電機(jī)技術(shù)均無法滿足一些領(lǐng)域浸油式、高比功率、小體積的電機(jī)要求，因此，需要采用新的技術(shù)進(jìn)行解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的要解決的技術(shù)問題是提供一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)，該電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，體積小、重量輕、比功率高，適應(yīng)液壓油進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部的要求。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子，套裝在轉(zhuǎn)子上的定子，包裝在定子外的殼體，端蓋，其特征在于:所述定子外壁設(shè)有若干個軸向凹槽，定子固定在殼體內(nèi)，所述定子和轉(zhuǎn)子留有間隙套裝配合；所述殼體上設(shè)有油路通道，該油路通道從殼體一端一直延伸至靠近殼體另一端，在所述靠近殼體另一端處該油路通道與殼體內(nèi)壁相連通。所述殼體一端為全開口端,另一端為開有透孔端的筒狀結(jié)構(gòu)。所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸貫穿整個殼體，該轉(zhuǎn)軸的一端穿過殼體全開口端與固定在該殼體全開口端的端蓋通過第一軸承相接并延伸出所述端蓋外；該轉(zhuǎn)軸的另一端與殼體開有透孔端通過第二軸承相接并伸出該殼體外，該轉(zhuǎn)軸與所述殼體開有透孔端間留有間隙。所述轉(zhuǎn)子還包括磁軛，永磁體，保護(hù)套、端板；所述磁軛與轉(zhuǎn)軸套裝固定，軸向長度與磁軛一致的永磁體套裝固定在磁軛上，在永磁體外表面套裝有保護(hù)套，保護(hù)套與固定在磁軛兩端的端板固定。
所述定子包括定子鐵芯和定子繞組，所述定子鐵芯為截面是環(huán)形的筒狀結(jié)構(gòu)，該定子鐵芯沿周向均勻開設(shè)有軸向通透的若干個槽，所述定子繞組內(nèi)嵌到各個槽中。所述定子鐵芯采用高飽和磁感應(yīng)軟磁材料1J22。所述保護(hù)套采用無磁性不銹鋼制成，其厚度根據(jù)大于等于0.2mm。所述殼體外壁一側(cè)部安裝有供電插座，該供電插座通過導(dǎo)線與定子繞組連接；所述轉(zhuǎn)軸延伸出所述端蓋外的部分套裝連接有轉(zhuǎn)子位置傳感器所述端蓋外緣固定有后端蓋，該后端蓋將轉(zhuǎn)子位置傳感器及轉(zhuǎn)軸包裹在內(nèi)，后端蓋頂部安裝有信號插座，該信號插座通過導(dǎo)線與轉(zhuǎn)子位置傳感器連接。所述供電插座和信號插座米用玻璃燒結(jié)密封型插座。本發(fā)明的有益效果:(I)結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，比功率高。(2)適應(yīng)液壓油進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部的要求，取消電機(jī)負(fù)載即液壓泵的旋轉(zhuǎn)動密封，大幅度提高電機(jī)泵的可靠性和適應(yīng)長期存儲能力。(3)定子采用耐高溫灌封技術(shù)，不需要額外增加電機(jī)氣隙，容易實現(xiàn)較高的比功率、降低體積和重量。(4)在高速旋轉(zhuǎn)時，可有效降低液壓油的摩擦損耗。(5)定子外表面設(shè)計油路，有利于液壓油的流動，并可對電機(jī)進(jìn)行冷卻，提高了電機(jī)耐溫能力。(6)采用玻璃燒結(jié)密封型插座，可有效防止電機(jī)內(nèi)部液壓油從電纜上的泄露。


圖1為本發(fā)明一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)剖面圖；圖2為本發(fā)明一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)剖面圖的中A-A剖面圖；圖3為本發(fā)明一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)的定子剖面圖；圖4為本發(fā)明一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)的定子剖面圖中B-B剖面圖；圖5為本發(fā)明一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)的定子灌封后三維圖；圖6為本發(fā)明一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子剖面圖；圖7為本發(fā)明一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子剖面圖的C-C剖面圖。圖中:1_定子；2_轉(zhuǎn)子；3_殼體；4_端蓋；5_后端蓋；6_供電插座；7_信號插座；8-轉(zhuǎn)子位置傳感器；9_第一密封圈；10_螺堵；11-油路通道；12_油槽；13-回流孔；14_第二密封圈；15-定位板；1-1-定子鐵芯；1-2-定子繞組；2_1_轉(zhuǎn)軸；2_2_磁軛；2_3_永磁體；2-4-保護(hù)套；2-5_端板；2-6_第一軸承，2-7第二軸承。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖1至附圖7和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。本發(fā)明一種浸油式高比功率無刷直流電機(jī)包括轉(zhuǎn)子2，套裝在轉(zhuǎn)子上的定子1，包裝在定子I外的殼體3,端蓋4,所述定子I外部為沿軸向在該定子外圓I中間設(shè)有徑向凸部的圓柱體，該徑向凸部周向上留有若干個軸向凹槽，形成了油槽12，定子I與殼體3過盈配合，并用緊固螺釘進(jìn)行固定，所述定子I和轉(zhuǎn)子2留有間隙套裝配合。所述殼體3 —端為全開口端，另一端為開有透孔端的筒狀結(jié)構(gòu)，并且該殼體3下側(cè)壁設(shè)有沿殼體3軸向的凸臺，該凸臺在殼體3開有透孔一端處設(shè)置有油路通道11，該油路通道11 一直延至靠近殼體3全開口端，在該靠近殼體3全開口端處，所述油路通道11與殼體3內(nèi)表面相連通；通過螺堵10將該油路通道11的遠(yuǎn)離殼體3全開口端的出口堵住，與殼體
3一體的底座上設(shè)置有與該油路通道11連通的回流孔13，該回流孔13最終與外部油箱連接；所述油路通道11和油槽12形成油路，利于液壓油的流動和對定子的散熱，并且不會額外增加氣隙長度。所述轉(zhuǎn)子2包括轉(zhuǎn)軸2-1，該轉(zhuǎn)軸2-1貫穿整個殼體3，該轉(zhuǎn)軸2_1的一端穿過殼體3全開口端通過承套在該端蓋內(nèi)部的第一軸承2-6相接有與用螺釘固定在該殼體3全開口端的端蓋4，并延伸出所述端蓋4外，所述端蓋4與體間設(shè)置有第二密封圈14，防止液壓油從電機(jī)內(nèi)部向外部泄漏；該轉(zhuǎn)軸2-1的另一端與殼體3開有圓形透孔端通過承套在殼體3該端內(nèi)部的第二軸承2-7相接并伸出該殼體3外。所述轉(zhuǎn)子2還包括磁軛2-2，永磁體2-3，保護(hù)套2-4、端板2-5 ;所述磁軛2-2通過滾化或平鍵與轉(zhuǎn)軸2_1套裝固定，磁軛2_2周向上均勻設(shè)有四個軸向卡槽，該軸向卡槽上安裝有四個軸向長度與磁軛2-2 —致的定位板15,各定位板15之間設(shè)有四個軸向長度與磁軛2-2 —致的永磁體2-3,該通過永磁體2_3通過耐高溫膠固定在磁軛2-2上，在永磁體2-3外表面套裝有保護(hù)套2-4，以防止高速旋轉(zhuǎn)時永磁體2-3受離心力作用而損壞；保護(hù)套2-4與固定在磁軛兩端的端板2-5采用激光焊接的方式進(jìn)行固定。為了降低液壓油的粘性摩擦力矩，在轉(zhuǎn)子2的外表面通過機(jī)械加工的方式保證較高的粗糙度。保護(hù)套2-4采用無磁性不銹鋼制成，其厚度根據(jù)轉(zhuǎn)子2的尺寸大小、轉(zhuǎn)速進(jìn)行確定，其大小可以為0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm,這里優(yōu)選0.3mm。所述定子I包括定子鐵芯1-1和定子繞組1-2，所述定子鐵芯1-1為截面是環(huán)形的筒狀結(jié)構(gòu)，該定子鐵芯1-1沿周向開設(shè)有軸向通透的若干個槽，所述定子繞組1-2內(nèi)嵌到各個槽中，采用耐高溫膠對定子繞組和釘子鐵心進(jìn)行整體真空灌封處理，無需浸漆，定子I內(nèi)圓為光滑圓柱面，以減少油液的摩擦損耗；為了縮小體積，所述定子鐵芯1-1采用高飽和磁感應(yīng)軟磁材料1J22。所述殼體3 —側(cè)外圓頂部有筒狀凸緣，該筒狀凸緣上通過螺釘固定有供電插座6，該供電插座6通過導(dǎo)線與定子繞組1-2連接；所述轉(zhuǎn)軸2-1延伸出所述端蓋4外的部分套裝連接有轉(zhuǎn)子位置傳感器8，并通過大螺釘將所述轉(zhuǎn)軸2-1的該分部軸端與轉(zhuǎn)子位置傳感器8固定；所述端蓋4外緣通過螺釘固定有后端蓋5，并且在端蓋4和后端蓋5之間設(shè)置有第一密封圈9，防止液壓油從電機(jī)內(nèi)部向外部泄漏；該后端蓋5將轉(zhuǎn)子位置傳感器8及轉(zhuǎn)軸2-1包裹在內(nèi)，后端蓋5頂部也設(shè)置有筒狀凸緣，該筒狀凸緣上通過螺釘固定有信號插座7，該信號插座7通過導(dǎo)線與轉(zhuǎn)子位置傳感器8連接；所述供電插座6和信號插座7采用玻璃燒結(jié)密封型插座。工作時，外部驅(qū)動器根據(jù)轉(zhuǎn)子位置傳感器8的測量信號，按一定的規(guī)律經(jīng)供電插座6給定子繞組2-2供電，根據(jù)永磁無刷直流電機(jī)的工作原理，在定子I和轉(zhuǎn)子2的相互作用下，使轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)，并通過轉(zhuǎn)軸2-1輸出機(jī)械能。液壓油在壓力作用下由轉(zhuǎn)軸2-1軸伸端流入電機(jī)內(nèi)部，并經(jīng)定子I和轉(zhuǎn)子2之間的間隙、以及油路通道11和油槽12形成的油路從電機(jī)內(nèi)部的一側(cè)流到另外一側(cè)，最后從殼體3回流孔13流到外部油箱，液壓油流動示意見圖1中箭頭所示，液壓油對軸承進(jìn)行潤滑和電機(jī)進(jìn)行冷卻。以上所給出的一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)方案，用戶可根據(jù)具體安裝接口和空間的需求，可以根據(jù)實際使用環(huán)境，對各部分尺寸、參數(shù)進(jìn)行具體的設(shè)計。
權(quán)利要求
1.一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子(2)，套裝在轉(zhuǎn)子上的定子(1)，包裝在定子(I)外的殼體(3)，端蓋(4)，其特征在于: 所述定子(I)外壁設(shè)有若干個軸向凹槽，定子(I)固定在殼體(3)內(nèi)，所述定子(I)和轉(zhuǎn)子(2)留有間隙套裝配合； 所述殼體(3)上設(shè)有油路通道(11)，該油路通道(11)從殼體(3) —端一直延伸至靠近殼體(3)另一端，在所述靠近殼體(3)另一端處該油路通道(11)與殼體(3)內(nèi)壁相連通。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)，其特征在于:所述殼體(3) —端為全開口端，另一端為開有透孔端的筒狀結(jié)構(gòu)。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子(2)包括轉(zhuǎn)軸(2-1)，該轉(zhuǎn)軸(2-1)貫穿整個殼體(3)，該轉(zhuǎn)軸(2-1)的一端穿過殼體(3)全開口端與固定在該殼體(3)全開口端的端蓋(4)通過第一軸承(2-6)相接并延伸出所述端蓋(4)外；該轉(zhuǎn)軸(2-1)的另一端與殼體(3)開有透孔端通過第二軸承(2-7)相接并伸出該殼體(3)外，該轉(zhuǎn)軸(2-1)與所述殼體(3)開有透孔端間留有間隙。
4.按照權(quán)利要求3所述的一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子(2)還包括磁軛(2-2)，永磁體(2-3)，保護(hù)套(2-4)、端板(2_5);所述磁軛(2_2)與轉(zhuǎn)軸(2-1)套裝固定，軸向長度與磁軛(2-2) —致的永磁體(2-3)套裝固定在磁軛(2-2)上，在永磁體(2-3)外表面套裝有保護(hù)套(2-4)，保護(hù)套(2-4)與固定在磁軛兩端的端板(2-5)固定。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)，其特征在于:所述定子(I)包括定子鐵芯(1-1)和定子繞組(1-2)，所述定子鐵芯(1-1)為截面是環(huán)形的筒狀結(jié)構(gòu)，該定子鐵芯(1 -1)沿周向均勻開設(shè)有軸向通透的若干個槽，所述定子繞組(1-2)內(nèi)嵌到各個槽中。
6.按照權(quán)利要求5所述的一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)，其特征在于:所述定子鐵芯(1-1)采用高飽和磁感應(yīng)軟磁材料IJ22。
7.按照權(quán)利要求4所述的一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)，其特征在于:所述保護(hù)套(2-4)采用無磁性不銹鋼制成，其厚度根據(jù)大于等于0.2mm。
8.按照權(quán)利要求2至7任意一項所述的一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)，其特征在于:所述殼體(3)外壁一側(cè)頂部安裝有供電插座￠)，該供電插座(6)通過導(dǎo)線與定子繞組(1-2)連接；所述轉(zhuǎn)軸(2-1)延伸出所述端蓋(4)外的部分套裝連接有轉(zhuǎn)子位置傳感器(8);所述端蓋(4)外緣固定有后端蓋(5)，該后端蓋(5)將轉(zhuǎn)子位置傳感器(8)及轉(zhuǎn)軸(2-1)包裹在內(nèi)，后端蓋(5)頂部安裝有信號插座(7)，該信號插座(7)通過導(dǎo)線與轉(zhuǎn)子位置傳感器(8)連接。
9.按照權(quán)利要求8所述的一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)，其特征在于:所述供電插座(6)和信號插座(7)米用玻璃燒結(jié)密封型插座。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種永磁無刷直流電機(jī)，具體涉及一種浸油式高比功率永磁無刷直流電機(jī)。它包括轉(zhuǎn)子，套裝在轉(zhuǎn)子上的定子，包裝在定子外的殼體，端蓋，定子外部為沿軸向在該定子外圓中間設(shè)有徑向凸部的圓柱體，該徑向凸部周向上留有若干個軸向凹槽，定子與殼體過盈配合并固定，定子和轉(zhuǎn)子留有間隙套裝配合；殼體一端為全開口端，另一端為開有透孔端的筒狀結(jié)構(gòu)，該殼體下側(cè)有沿殼體軸向的凸臺，該凸臺在接近殼體全開口一端處設(shè)置有與殼體內(nèi)表面相連通的通道，該通道從殼體內(nèi)表面延伸指所述凸臺截面中間，從該凸臺截面中間處向遠(yuǎn)離殼體全開口端的方向在凸臺內(nèi)設(shè)有油路通道，該油路通道一直延伸出殼體。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，比功率高。
文檔編號H02K29/06GK103095084SQ20111033263
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者王毅, 蘇靜靜, 袁克敵, 丁閃, 楊朋海, 劉旺 申請人:北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所, 中國運載火箭技術(shù)研究院