[发明专利]具有低噪音、低振动和低温升特性的无刷直流永磁电动机及装配工艺

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子、机械等技术领域，它是一种需要在高转速、低噪音、低振动和低温升等特殊使用场合的条件下生产制造的无刷直流永磁电机。

背景技术

无刷直流电动机(Brushless Direct Current Motor-BLDCM)又称直流永磁电机，或永磁同步电机。以霍尔传感器取代碳刷换向器，以钕铁硼为转子的永磁材料，从而使电机性能超越传统直流电机的所有优点，同时又解决了直流电机碳刷滑环的缺点。本电机工作在7000RPM时，温升不大于12℃，噪音小于60dB，要保证在高速工作时电机的上述特点，传统的电机设计和装配很难保证。

电机的振动来源于电机定转子的精度和安装配合的精度。电机的热损耗来源于轴承热损耗和电机的铜损耗。针对以上要求，就必须对电机的设计做出特殊的考虑和要求。如果不对热源和振动源进行控制就会使电机在工作时温升过高，振动和噪音过大，无法保证电机的特殊使用要求。

发明内容

本发明目的是设计一种具有低噪音、低振动和低温升特性的无刷直流永磁电动机，同时提供一种适合的装配工艺，以满足低噪音、低振动和低温升特性的无刷直流永磁电动机的制造。

具体地说，具有低噪音、低振动和低温升特性的无刷直流永磁电动机，包括电机转子、电机定子、前端盖、电机壳体、后端盖；前端盖和后端盖密封安装在电机壳体两端构成整体电机外壳，电机定子位于电机壳体内，电机转子安装在电机定子内；其特征是电机定子铁芯为铁镍软磁合金制成的多个冲片错位叠压构成，冲片为圆环形并且内圆上制有规则排列的凹槽；多个冲片叠压时相邻冲片的凹槽错开一个角度从而使定子槽形成一个斜槽，漆包线绕制在该斜槽内。

所述电机转子由电机轴、后轴承、电机磁钢、前轴承构成，电机轴两端分别通过后轴承和前轴承安装在后端盖和前端盖上，电机磁钢通过灌封胶固定在电机轴中部；所述后轴承和前轴承均为带防尘盖的单列深沟球轴承，所述前、后轴承内圈与电机轴为过盈配合，过盈量在0.01mm以内；前轴承与电机壳体为过盈配合，后轴承与电机壳体为间隙配合。

电机壳体上制有用于降低电机温升的散热筋板。

上述具有低噪音、低振动和低温升特性的无刷直流永磁电动机的装配工艺，其特征是装配步骤中包含以下三个工艺控制过程：

(1)热源的控制：

A)选择带防尘盖的单列深沟球轴承，以保证轴承电机在负载下的低损耗和平稳性；

B)选择前后轴承内圈与主轴为过盈配合，过盈量在0.01mm以内；前轴承与外壳为过盈配合，后轴承与外壳为间隙配合的方式降低电流和电机定子绕组的发热；

(2)电机定子及叠压。

电机定子铁芯的材料采用1J50铁镍软磁合金，并且定子叠压时采用斜槽叠压技术减小定转子的齿槽脉动转矩，减少噪音，提高转动平稳性的要求；

(3)电机转子灌胶及动平衡控制：通过电机转子磁钢进行灌封保证电机磁钢与转子连接的可靠和工作时的平稳性。

(4)对转子进行整体动平衡，并且保证许用不平衡量在7000RPM。

为达到高转速，高稳定性的设计要求，各个主体部件的尺寸精度和形位要求比较严格，且配合表面及零件表面精度很高。电机转子通过特殊的工艺，保证了产品的高可靠性，并经过严格的动平衡，保证了高速旋转时的低振动。做出的设计有三部分，分别是：1、电机前端盖设计有法兰盘，用于电机的连接安装。2、电机外壳设计有散热筋板，起到散热的作用。3、电机定子采用斜槽叠压，降低了电机工作中的齿槽脉动，保证了电机工作的平稳性。通过以上改进，本发明电机具有高转速、低噪音、低振动和低温升的特性，适合在特殊使用场合使用，根据本发明工艺装配的电机工作在7000RPM时，温升不大于12℃，噪音小于60dB。

附图说明

图1为本发明外部结构示意图。

图2为本发明转子结构示意图。

图3为本发明定子安装示意图。

图4为本发明定子结构示意图。

具体实施方式

电机外形如图1所示，结构和装配中做出的改进主要是：

第一、热源的控制

电机的热源有两个方面，一个是电机绕组引起，另一个是轴承摩擦引起。在电机未安装到机座上时，热损耗大约在19.2W。为了降低轴承热损耗，同时控制电机高速旋转的平稳性，选择带防尘盖的单列深沟球轴承，保证轴承电机在负载下的低损耗和平稳性。