[发明专利]一种永磁式旋转外转子电机

说明书

本发明公开了一种永磁式旋转外转子电机，包括由定子组件、转子组件以及驱动组件组成的带分数槽且具有集中绕组的电机主体；其中，定子组件包括安装底座、绕线定子和轴承，绕线定子由定子铁芯(3)、绝缘件和电磁铜线组成，定子铁芯的定子齿上缠绕有集中绕制的电枢绕组(4)，转子组件包括具有良好导磁性能的钢拉伸或者机加工而成的机壳(1)、能够产生多极磁场的多个磁铁(2)、转轴、磁铁支架和轴套；所述的电机主体采用气隙磁场的渐变设计结构配合电机磁铁的极弧系数来抑制磁场分布的不均匀性。本发明通过对气隙磁场的渐变设计，同时综合考虑电机磁铁的极弧系数，可以有效的抑制磁场分布的不均匀性，从而有效的降低电机的振动和噪音。

技术领域

本发明涉及电机领域，具体涉及一种永磁式旋转外转子电机。

背景技术

无刷电机按照其结构可以分为内转子和外转子两种形式。外转子无刷电机可以装配更多的磁铁，因而同样的电机体积下可以获得更大的转矩输出，因此在一些电机外形尺寸有限，同时要求足够输出转矩的应用场合，外转子无刷电机得到了广泛的应用。

外转子无刷电机用磁铁多为铁氧体、粘结钕铁硼或者烧结钕铁硼，铁氧体价格最低，但是其磁性能最弱。因此在要求高功率密度的应用场合，通常使用烧结钕铁硼。同时为了提高可制造性，微型或者小型外转子电机通常采用分数槽绕组，因而其气隙磁密容易畸变，即具有大量谐波，容易引起局部的磁饱和，使得电机振动和噪音增加。同时因为烧结钕铁硼的强磁性，往往会产生较大的电磁力，使得振动和噪音问题更加突出。

在一些应用场合，特别是民用产品，对产品的振动、噪音要求很高，普通设计的外转子电机，其振动噪音很难满足客户的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是一种永磁式旋转外转子电机，采用气隙磁场的渐变设计结构配合电机的极弧系数来抑制磁场分布的不均匀性，体积小、高功率密度，具有低齿槽转矩、低振动和噪音的优势。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种永磁式旋转外转子电机，包括由定子组件、转子组件以及驱动组件组成的带分数槽且具有集中绕组的电机主体；

其中，定子组件包括安装底座、绕线定子和轴承，绕线定子由定子铁芯、绝缘件和电磁铜线组成，转子组件包括具有良好导磁性能的钢拉伸或者机加工而成的机壳、能够产生多极磁场的多个磁铁、转轴、磁铁支架和轴套；

所述的电机主体采用气隙磁场的渐变设计结构配合电机的极弧系数来抑制磁场分布的不均匀性。

作为优选的技术方案，其中，气隙磁场的渐变设计结构配合电机的极弧系数的具体结构采用半径为R1的第一圆弧、半径为R2的第二圆弧以及距离为D1的两条直线段组成的转子磁铁，所述第二圆弧半径R2大于磁铁外圆弧即第一圆弧到转子中心的距离R1，磁铁和定子之间形成间隙设为g，g在磁铁中心最小，沿着第二圆弧R2从中心向两侧逐渐增大。

作为优选的技术方案，所述转子磁铁磁极中心为d轴，磁铁之间的中心定为q轴，第一圆弧R1和第二圆弧R2两者圆心之间的距离为D2，R2＞R1且0.31≤D2/2R1≤0.54。

作为优选的技术方案，距离为D1的两直线段，其与第二圆弧R2具有两个交点，这两个交点分别与转子中心连接的两条直线段之间的夹角为θ，其中，0.83≤θ/(360°/2P)≤0.94，其中2P为电机极数。

作为优选的技术方案，磁铁使用强力胶水粘接到机壳内壁，转轴过盈压到轴套上，同时该轴套与机壳铆接。

作为优选的技术方案，定子齿边和同一极靴边成90°。

作为优选的技术方案，分数槽的槽数和电机极数的比例为3/2或者6/5。

作为优选的技术方案，磁铁为磁瓦形状，且磁铁为烧结钕铁硼。