[实用新型]一种轴向磁路永磁无刷直流电机定子

说明书

技术领域

本发明涉及一种新的轴向磁路永磁无刷直流电机定子结构。

背景技术

在已披露的201410738701.5专利中，轴向磁路永磁无刷直流电机基本结构已经得到了详细描述。其中，定子轴孔直接通过注塑或灌胶等成型。为了确保转子转轴在轴孔中的长效运转可靠性，目前结构通过在轴孔内添加润滑脂进行润滑，以降低工作摩擦力。其他广泛采用的技术也可以通过布置铜轴套，铜基石墨轴套进行润滑。以上结构可以满足一般工况，比如中低温度，中低寿命的要求，但无法满足高温高寿命工况。原因在于，苛刻高温使用环境下，电机定子的工作温度将达到甚至超过180°，瞬态温度甚至更高。如此高温下，以上技术方案都将存在不同模式的加速失效。比如铜套或铜基石墨轴套的氧化，或者油脂的碳化挥发，从而使得原来的润滑作用消失，甚至产生反作用。氧化物或碳化物的存在，导致摩擦力异常增加或者卡滞。

同时，在另外的应用中，使用温度可能不是很高，但是输出轴受到较高的径向载荷。直接注塑或灌胶轴孔无法长期承受高载荷，材料屈服蠕变使得产品变形，在高速来回转动过程中，载荷集中部位产生高摩擦力甚至高温，最终失效。无法达到高寿命的要求。

发明内容

本发明的目的是解决以上轴向磁路永磁无刷直流电机苛刻高温、高载荷使用环境条件下的失效问题，提供一种高可靠性结构，同时兼顾工业化生产效率和低成本。

为解决以上高温失效问题，本发明的轴向磁路永磁无刷直流电机定子通过铁芯和线圈组成的2N个绕组环绕成圆形，并固定于平面底座，最后通过包覆材料一体成型，定子中心预留空间，在该预留空间轴中心，或者轴向布置金属套和安装于金属套内的轴套；或者轴向布置轴套且所述轴套在包覆成型过程中直接埋入定子内；或者底座轴中心布置一旋转轴承。

所述轴套为耐高温塑料轴套。

所述金属套或者固定于底座，或者安装固定于铁芯内侧台阶。所述台阶由2N个铁芯内侧台阶环绕而成。所述金属套架装于上述台阶。

为解决以上高载荷失效问题，前述定子底座轴中心布置一旋转轴承，装配所述旋转轴承的底座开口侧布置有保护端盖；安装所述旋转轴承时，定子中心或者布置轴套，或者布置金属套。所述金属套内可以选择性布置额外的轴套或旋转轴承。

所述旋转轴承两侧可以选择性布置动密封结构。

本发明的优点是：

以上耐高温结构，可以达到甚至超过180℃持续工作温度，并确保长效高寿命。区别于于油脂润滑，对不同使用温度段，如极低温-40℃和高温180℃，系统摩擦力波动小，性能稳定。轴套在包覆成型过程中直接埋入定子内，提高了成品的尺寸精度，轴套与定子一体包覆成型，强度高，可靠性大大增加。而且，此结构大大降低了零部件及其安装配合的精度要求，简化了安装工艺步骤，工业生产效率大大提高，废品率降低，成本大幅降低。这对于大规模生产工业应用，如汽车行业，具有极高的经济价值。

以上耐载荷结构，充分利用电机定子内部结构空间，通过布置承受径向载荷的旋转轴承，解决原结构承载能力不足而导致的失效问题，确保高载荷工况下产品性能的长效可靠性和一致性。

附图说明

图1是本发明涉及的轴向磁路永磁无刷直流电机整体结构剖视图（现有技术）。

图2是本发明第一实施方式的耐高温金属套布置定子结构剖视图。

图3是本发明第二实施方式的耐高温轴套直接包覆定子结构剖视图。

图4是本发明第三实施方式的耐载荷定子结构剖视图。

图中标号说明：

1—铁芯；2—线圈；3—线圈骨架；4—包覆材料；5—转子磁钢；6—转子磁轭；7—平面推力轴承；8—发射器磁钢；9—位置传感器；10—罩盖；11—端子；12—底座；13—转轴；14—轴套；15-金属套；16-端盖；17-旋转轴承。

具体实施方式

下面结合实施方式，对本发明作进一步说明。

图1所示为本发明涉及的轴向磁路永磁无刷直流电机基本结构，所述定子通过线圈2、绕线骨架3以及装配于所述绕线骨架中心的铁芯1组成的多个绕组环绕闭合成圆形，并固定于底座12，最后通过包覆材料4一体成型。电机转子由转子磁钢5、转子磁轭6、发射器磁钢8和转轴13装配而成。电机端盖由位置传感器9，罩盖10以及端子11组成。本专利只涉及电机的定子部分结构。