用于气流风门控制的执行器及其电机制造技术

本实用新型专利技术公开用于气流风门控制的执行器及其电机。执行器包括电机、连接执行器和风门的输出连接器、连接于电机和输出连接器之间的传动装置、以及在电机断电时使输出连接器克服电机的定位转矩而将气流风门移动至预定位置的储能装置。电机包括定子和相对定子旋转的转子，定子包括定子磁芯和缠绕于定子磁芯上的定子绕组，定子磁芯包括环形轭部及从环形轭部沿径向延伸的九个凸极，定子绕组缠绕于凸极上。转子包括转轴及固定至转轴的环形磁铁，环形磁铁形成N极、S极交替的十二个永磁极，相邻永磁极之间的边界相对转轴轴线具有范围在13至17度之间的倾斜角。本实用新型专利技术的实施例中，电机的定位转矩更小，可以满足执行器中使用更小弹簧的需要。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开用于气流风门控制的执行器及其电机。执行器包括电机、连接执行器和风门的输出连接器、连接于电机和输出连接器之间的传动装置、以及在电机断电时使输出连接器克服电机的定位转矩而将气流风门移动至预定位置的储能装置。电机包括定子和相对定子旋转的转子，定子包括定子磁芯和缠绕于定子磁芯上的定子绕组，定子磁芯包括环形轭部及从环形轭部沿径向延伸的九个凸极，定子绕组缠绕于凸极上。转子包括转轴及固定至转轴的环形磁铁，环形磁铁形成N极、S极交替的十二个永磁极，相邻永磁极之间的边界相对转轴轴线具有范围在13至17度之间的倾斜角。本技术的实施例中，电机的定位转矩更小，可以满足执行器中使用更小弹簧的需要。【专利说明】用于气流风门控制的执行器及其电机
本技术涉及用于暖通空调(HVAC)系统中气流风门控制的执行器，尤其涉及该执行器的驱动电机。
技术介绍
建筑物HVAC系统中通常使用执行器打开或关闭气流风门。正常情况下，执行器被供电，将气流风门保持在打开位置，以保证建筑物的通风。而当发生火灾等紧急情况时，执行器被断电，风门须自动移动到关闭位置，以防止火焰和烟气扩散到其他区域。 现有执行器中设电机、传动机构、及弹簧。正常情况下，电机被供电，弹簧处于变形状态，执行器的输出机构能克服弹簧的回复力将气流风门保持在打开位置。发生紧急情况时，电机的电源被切断，弹簧的回复力可使风门自动移动到关闭位置。断电时，电机的定位转矩(detent torque，等于齿槽转矩与摩擦转矩之和)被传动机构放大，阻止执行器的动作，弹簧需要克服电机的定位转矩使执行器动作。本技术的专利技术人了解到业界目前一种此应用类型电机的定位转矩约为0.6mNm。 本技术旨在提供定位转矩更小的电机，以满足使用更小弹簧的需要。
技术实现思路
本技术一方面提供一种用于控制暖通空调系统中气流风门的执行器，包括电机、连接执行器和气流风门的输出连接器、连接于电机和输出连接器之间的传动装置、以及在电机断电时使输出连接器克服电机的定位转矩而将气流风门移动至预定位置的储能装置。电机包括定子和相对定子旋转的转子。定子包括定子磁芯和缠绕于定子磁芯上的定子绕组，定子磁芯包括环形轭部及从环形轭部沿径向延伸的九个凸极，相邻凸极之间形成线槽，定子绕组缠绕于凸极上并收容于线槽内。转子包括转轴及固定至转轴的环形磁铁，环形磁铁与定子磁芯之间具有气隙，环形磁铁形成N极、S极交替的十二个永磁极，相邻永磁极之间的边界相对转轴轴线具有范围在13至17度之间的倾斜角。 较佳的，所述电机为永磁无刷电机，所述转子围绕定子设置。 较佳的，所述气隙的宽度与环形磁铁的厚度的比值为0.49至0.51。 较佳的，所述环形磁铁的厚度与转子的内半径的比值为0.11至0.13。 较佳的，所述凸极包括沿径向延伸的极身以及从极身末端沿电机周向延伸的极靴，所述极身的周向宽度与定子磁芯的外半径的比值为0.18至0.2。 较佳的，所述线槽的槽口宽度与定子磁芯的外半径之间的比值为0.09至0.11。 较佳的，所述储能装置为弹簧，所述电机被供电时驱动所述输出连接器克服弹簧的回复力将所述气流风门保持在打开位置，所述电机断电时所述弹簧的回复力使所述输出连接器将所述气流风门移动至闭合位置。 本专利技术的另一方面提供一种执行器，包括:电机、连接执行器和一外部负载的输出连接器、连接于电机和输出连接器之间的传动装置、以及在电机断电时使输出连接器克服电机的定位转矩而将外部负载移动至预定位置的弹簧。电机包括定子和相对定子旋转的转子。定子包括定子磁芯和缠绕于定子磁芯上的定子绕组。定子磁芯包括环形轭部及从环形轭部沿径向延伸的九个凸极，相邻凸极之间形成线槽，定子绕组缠绕于凸极上并收容于线槽内。转子包括转轴及固定至转轴的环形磁铁，环形磁铁与定子磁芯之间具有气隙，环形磁铁形成N极、S极交替的十二个永磁极，相邻永磁极之间的边界相对转轴轴线具有范围在13至17度之间的倾斜角。 较佳的，电机被供电时驱动输出连接器克服弹簧的回复力将负载保持在第一位置，电机断电时弹簧的回复力使所述输出连接器将所述负载移动至第二位置。 本专利技术再一方面提供一种执行器电机，包括定子和相对定子旋转的转子。定子包括定子磁芯和缠绕于定子磁芯上的定子绕组，定子磁芯包括环形轭部及从环形轭部沿径向延伸的九个凸极，相邻凸极之间形成线槽，定子绕组缠绕于所述凸极上并收容于线槽内。转子包括转轴及固定至转轴的环形磁铁，环形磁铁与定子磁芯之间具有气隙，环形磁铁形成N极、S极交替的十二个永磁极，相邻永磁极之间的边界相对转轴轴线具有范围在13至17度之间的倾斜角。 【专利附图】【附图说明】 图1是根据本技术较佳实施例的用于控制HVAC系统中气流风门的执行器的结构框图； 图2示出图1中执行器的永磁电机的组装图； 图3示出图2中电机的轴向剖视图； 图4示出图2中电机的部分组件的平面图； 图5示出图2中电机的环形磁铁的部分平面展开图。 【具体实施方式】 下面结合附图，通过对本技术的【具体实施方式】详细描述，将使本技术的技术方案及其他有益效果显而易见。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本技术加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为了便于清晰描述，而并不限定比例关系。 图1示出根据本技术一较佳实施例的用于控制HVAC系统中气流风门(包括阀门)10的执行器12，包括电机14、传动装置16、储能装置18、及输出连接器20。传动装置16连接于电机14和输出连接器20之间，例如可以是齿轮传动系统或皮带传动系统。传动装置16可将电机14输出的转矩放大传递至输出连接器20。输出连接器20例如可以是连轴器，可与气流风门10的转轴连接，使气流风门在打开位置和关闭位置之间移动。储能装置18较佳的为弹簧，可连接至传动装置16。正常情况下，电源被提供给电机14使其产生驱动力，此时弹簧18处于变形状态，输出连接器20可克服弹簧18的变形力将气流风门10保持在打开位置。发生火灾等紧急情况下，电机14的电源被切断，弹簧18恢复至自然状态，依靠弹簧18恢复过程中的回复力使得输出连接器20克服电机14的定位转矩而将气流风门10移动至闭合位置。 请参阅图2至图4，电机14包括定子和可相对定子旋转的转子。在本实施例中，电机为永磁无刷电机，转子围绕定子设置，形成内定子外转子结构。 定子包括由导磁材料(如铁)制成的定子磁芯30和缠绕于定子磁芯30上的定子绕组32。所述定子磁芯30包括环形轭部34及从环形轭部34沿径向向外延伸的若干凸极36，相邻凸极36之间形成线槽38。定子绕组32绕设于各凸极36上并收容于线槽38内。定子磁芯30可由若干定子芯片沿转轴轴向堆叠而成。每一凸极36包括沿电机径向(可以理解地，此处径向包括严格意义上的径向及稍微偏离径向如偏离径向30度以内的方向)延伸的极身40及从极身40末端沿电机周向延伸的极靴42，定子绕组32绕设于极身40上。定子绕组32由外部电源供电，通电后在凸极上产生N、S极交替的励磁极。 转子包括转轴52、固定至转轴52的圆筒形壳体54和固定于壳体54内壁的环形永久磁铁56。壳体54由导磁材料制成。环形磁铁56本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制暖通空调系统中气流风门的执行器，包括：电机、连接所述执行器和所述气流风门的输出连接器、连接于所述电机和输出连接器之间的传动装置、以及在电机断电时使所述输出连接器克服电机的定位转矩而将所述气流风门移动至预定位置的储能装置；其中，所述电机包括定子和相对定子旋转的转子，所述定子包括定子磁芯和缠绕于定子磁芯上的定子绕组，所述定子磁芯包括环形轭部及从环形轭部沿径向延伸的九个凸极，相邻凸极之间形成线槽，所述定子绕组缠绕于所述凸极上并收容于线槽内；所述转子包括转轴及固定至转轴的环形磁铁，所述环形磁铁与定子磁芯之间具有气隙，所述环形磁铁形成N极、S极交替的十二个永磁极，相邻永磁极之间的边界相对转轴轴线具有范围在13至17度之间的倾斜角。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李越，柴捷，潘广业，李文亮，邓伟超，杨波，桂林平，
申请(专利权)人：德昌电机深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44