永磁無刷直流電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電機(jī)領(lǐng)域，特別是涉及一種永磁無刷直流電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁無刷直流電機(jī)是由一塊或多塊永磁體建立磁場的直流電機(jī)，其性能與恒定勵(lì)磁電流的他勵(lì)直流電機(jī)相似，可以由改變電樞電壓來方便地調(diào)速。而與他勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)相比，具有體積小、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、用銅量少等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種便攜式的電子設(shè)備或器具中，也廣泛應(yīng)用于汽車、船舶、航空、機(jī)械等行業(yè)，在一些如相機(jī)、錄像機(jī)等高精尖產(chǎn)品中也有廣泛應(yīng)用。
[0003]而目前，由于結(jié)構(gòu)的限制，現(xiàn)有的永磁無刷直流電機(jī)用在持續(xù)變負(fù)載的電動(dòng)工具上時(shí)，輸出的扭矩相對較小，并且電機(jī)效率較低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]基于此，有必要針對永磁無刷直流電機(jī)的扭矩較小，電機(jī)效率較低的問題，提供一種輸出扭矩較大，電機(jī)效率較高的永磁無刷直流電機(jī)。
[0005]一種永磁無刷直流電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子及環(huán)繞所述轉(zhuǎn)子的定子，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子鐵芯沿周向開設(shè)永磁體槽，所述永磁體槽安裝有永磁體，所述永磁體在所述永磁體槽長度方向上的尺寸與所述永磁體槽兩端點(diǎn)分別與所述轉(zhuǎn)子鐵芯中心連線的兩連線之間對應(yīng)的所述轉(zhuǎn)子的外徑弧長的比值為0.6634?0.72。
[0006]上述永磁無刷直流電機(jī)，通過設(shè)置永磁體寬度與對應(yīng)的轉(zhuǎn)子外徑弧長的比值，從而使該永磁無刷直流電機(jī)具有較高的反電動(dòng)勢，從而在負(fù)載條件下具有較高的電磁扭矩與電機(jī)效率。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述永磁體槽兩端與所述轉(zhuǎn)子外緣之間形成磁橋，所述磁橋在所述轉(zhuǎn)子徑向的尺寸為0.5?0.8_。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述磁橋在所述轉(zhuǎn)子徑向的尺寸為0.5mm。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述永磁體數(shù)量為四個(gè)，所述永磁體兩兩相鄰首尾間隔且呈矩形設(shè)置。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述定子周向設(shè)有定子槽，所述定子槽的數(shù)量為兩倍所述轉(zhuǎn)子的極對數(shù)的比值為3/2。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子的外徑與所述定子的外徑的比值為0.5?0.55。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述永磁無刷直流電機(jī)的輸出的反電動(dòng)勢為梯形波反電動(dòng)勢。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述永磁無刷直流電機(jī)空載時(shí)，所述梯形波反電動(dòng)勢的平頂區(qū)的寬度為20?35°的電角度。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述定子周向設(shè)有霍爾元件。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述霍爾元件和所述定子中心的連線與所述定子槽的槽口的中心和所述定子中心的連線的夾角為10?20°。
【附圖說明】
[0016]圖1為一實(shí)施方式的永磁無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0017]圖2為一實(shí)施方式的永磁無刷直流電機(jī)的定子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為一實(shí)施方式的梯形波反電勢示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳的實(shí)施例。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對本實(shí)用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0020]需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0021]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0022]如圖1及圖2所示，一種永磁無刷直流電機(jī)(圖未示)，該永磁無刷直流電機(jī)包括轉(zhuǎn)子20及環(huán)繞轉(zhuǎn)子20的定子40，轉(zhuǎn)子20相對定子40轉(zhuǎn)動(dòng)從而產(chǎn)生反電動(dòng)勢。
[0023]轉(zhuǎn)子20包括轉(zhuǎn)子鐵芯22，轉(zhuǎn)子鐵芯22沿周向開設(shè)永磁體槽222，用于安裝永磁體24。永磁體24在永磁體槽222長度方向上的寬度A與永磁體槽222兩端點(diǎn)分別與轉(zhuǎn)子鐵芯22中心連線的兩連線之間對應(yīng)的轉(zhuǎn)子20的外徑弧長B的比值A(chǔ)/B為0.6634?0.72，從而具有較高的反電動(dòng)勢。優(yōu)選地，A/B為0.6634。
[0024]上述永磁無刷直流電機(jī)，通過設(shè)置永磁體24寬度A與對應(yīng)的轉(zhuǎn)子20外徑弧長B的比值，從而使該永磁無刷直流電機(jī)具有較高的反電動(dòng)勢，從而在負(fù)載條件下具有較高的電磁扭矩與電機(jī)效率。
[0025]永磁無刷直流電機(jī)產(chǎn)生的電磁扭矩T = EI / Ω (E代表永磁無刷直流電機(jī)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢，I代表永磁無刷直流電機(jī)輸入相電流，Ω代表轉(zhuǎn)子角速度)，由此可見，反電勢E越大，意味著電磁扭矩越大，從而在轉(zhuǎn)子20的角速度及其它損耗相同的條件下，具有較大的電磁扭矩T，進(jìn)而具有較高的電機(jī)效率。
[0026]永磁無刷直流電機(jī)的輸出的反電動(dòng)勢為梯形波反電動(dòng)勢，該反電動(dòng)勢的梯形波在一定時(shí)間內(nèi)線性上升，之后進(jìn)入穩(wěn)定不變的平頂區(qū)，一定時(shí)間后線性下降。而傳統(tǒng)通常使用的為正弦波反電動(dòng)勢。在同轉(zhuǎn)速兩種電機(jī)反電勢峰值一樣的情況下，正弦波反電勢無刷直流電機(jī)的空載轉(zhuǎn)速高于梯形波反電勢無刷直流電機(jī)，機(jī)械特性軟于梯形波反電勢無刷直流電機(jī)，相同電流情況下輸出轉(zhuǎn)矩要小于梯形波反電勢無刷直流電機(jī)。因此，采用梯形波反電動(dòng)勢，使永磁無刷直流電機(jī)具有更好的性能。
[0027]通過電磁仿真及樣品測試可知，永磁體24的形狀會(huì)影響反電動(dòng)勢的輸出。以永磁體24的寬度A作為變量進(jìn)行電磁仿真的疊代計(jì)算，測試永磁無刷直流電機(jī)特性曲線，可以得到當(dāng)永磁體24的寬度A與轉(zhuǎn)子20的外徑弧長B的比值為0.6634，永磁無刷直流電機(jī)空載時(shí)，梯形波反電動(dòng)勢的平頂區(qū)的寬度為20?35