密封爪极轴向磁路永磁无刷直流电动机制造技术

本发明专利技术提供一种密封爪极轴向磁路永磁无刷直流电动机，该电机定子是在一底座四周垂直均匀固定爪极，爪极的中心线与转轴的轴线平行，爪极上套装线圈绕组，电机定子的底座、底座爪极上的线圈绕组，用塑材覆封，形成桶形塑封件，另有罩盖盖封在桶形塑封件上，电机转子的转轴穿过定子底座，垂直固定铁芯，铁芯上均匀固定永磁体磁钢，铁芯的另一个面中心位置，固定一块传感器磁钢，该传感器磁钢与罩盖内壁固定的霍尔传感器相对应。优点是，本发电机采用轴向磁路，力矩大，效率高；同时尺寸空间小，系统集成性强。

【技术实现步骤摘要】
密封爪极轴向磁路永磁无刷直流电动机
本专利技术涉及汽车发动机应用的电机，例如节气门，废弃再循环，涡轮增压，涡流控制等阀门的控制。
技术介绍
随着国民经济和人民生活水平的提高,各种车辆的保有量呈逐年快速增长趋势，汽车发动机控制的电气化不断推进，替代原有的简单机械或液压控制。电气化的精确控制，可以大幅改善汽车的性能，降低油耗，同时控制排放。而这些阀体电气化的控制，需要精密机电产品实施控制，而且这种电机必须能承受发动机环境高温，震动，废弃侵蚀，同时保证长寿命使用。电机内部的电子部件是敏感器件，极易受到腐蚀损坏，铁芯表面会锈蚀，内部轴承会污染或锈蚀，严重影响到电机的寿命和可靠性。阀门驱动电机工况时长时间带载工作，在电机密闭情况下，若不进行热设计和散热处理，电机温升会使得磁钢磁性能和线圈绝缘下降，甚至导致高温电机失效。同时汽车发动机周边阀体安装空间有限，需要控制电机整体尺寸。电机采用传统径向磁路结构，需要两套轴承进行支撑，再加上普通的传感器安装支架，电机会特别长，不利于系统的集成。而如果使用有刷电机布置，不仅有刷电机无法满足发动机高寿命要求，而且他需要齿轮组合扭矩转换，产生额外的布置难度和质量控制复杂性。
技术实现思路
针对上述汽车发动机应用的电机特殊使用需求，传统结构电机，不能满足要求，本专利技术提供一种密封爪极轴向磁路永磁无刷直流电动机，该电机定子是在一底座四周垂直均匀固定爪极，爪极的中心线与转轴的轴线平行，爪极上套装线圈绕组，电机定子的底座、底座爪极上的线圈绕组，用塑材覆封，形成桶形塑封件，另有罩盖盖封在桶形塑封件上，电机转子的转轴穿过定子底座，垂直固定一铁芯，铁芯上均匀固定永磁体磁钢，铁芯的另一个面中心位置，固定一块传感器磁钢，该传感器磁钢与罩盖内壁固定的霍尔传感器相对应。所述转子上的磁钢为轴向充磁，磁钢表面形成N-S-N-S.....交叉分布的磁场，气隙中磁场方向为轴向。所述电机定子爪极为2n,n=1,2,3…,爪极上的线圈绕组，首尾相连，构成单相电机，或者，将线圈分为二相、三相、四相和五相。所述传感器磁钢是轴向充磁，轴向形成两个环形磁钢面上N-S极。所述电机转轴采用单轴承支撑，转轴设置有动密封结构。所述罩盖端口，有数个卡勾，与该卡勾相对应位置，桶形塑封件端口有数个卡槽，罩盖盖合桶形塑封件后，卡勾卡进卡槽内。所述塑材为导热绝缘材料。所述罩盖盖封桶形塑封件，还有“O”形密封圈。本专利技术的优点是，本专利技术的电机进行了双重密封设计和导热设计，环境适应性强，降低腐蚀失效概率，可靠性高，寿命长；本专利技术电机采用轴向磁路，磁钢作用面积大，气隙磁密高，力矩大，效率高，同时尺寸空间小，系统集成性强；本专利技术电机采用爪极结构，通过控制爪极的个数和控制脉冲数，可有效控制不同阀门的开启角度，与不同车型的控制阀适配性强。本专利技术轴承采用轴向推力轴承，轴承受轴向力。电机传感器采用霍尔传感器和驱动电路一体的封装形式，有效减少安装空间。市场前景广阔。附图说明附图1是本专利技术结构剖视图。附图2是电机定子结构立体图。附图3是电机转子立体结构图。附图4是电机转子立体结构另一面立体图。附图5是传感器磁钢充磁方向示意图。图中标号说明：1—爪极；2—线圈；3—底座；4—转子永磁体磁钢；5—转子铁芯；6—轴承；7—转轴；8—传感器磁钢；9—线圈骨架，10—导热塑料，11—静密封圈，12—罩盖，13—动密封圈，14—插针，15-霍尔传感器，16-安装螺钉，17-卡勾。具体实施方式请阅附图所示，本专利技术电机定子是在一底座3四周垂直均匀固定爪极1，爪极1的中心线与转轴7的轴线平行，爪极1上套装线圈绕组2，电机定子的底座3、底座爪极1上的线圈绕组2，用塑材10覆封，形成桶形塑封件，另有罩盖12盖封在桶形塑封件上，电机转子的转轴7穿过定子底座3，垂直固定一铁芯5，铁芯5上均匀固定永磁体磁钢4，铁芯5的另一个面中心位置，固定一块传感器磁钢8，该传感器磁钢8与罩盖12内侧固定的霍尔传感器15相对应，本专利技术采用的传感器为无PCB板结构，一体封装霍尔传感器，避免了一般PCB板电子件暴露在环境中的失效风险，而且更加紧凑集成。所述转子上的磁钢4为轴向充磁，磁钢4表面形成N-S-N-S.....交叉分布的磁场，气隙中磁场方向为轴向。所述电机定子爪极1为2n,n=1,2,3…,爪极1上的线圈绕组2，首尾相连，构成单向电机，或者，将线圈分为二相、三相、四相和五相。所述传感器磁钢8是轴向充磁，轴向形成两个环形磁钢面上N-S极。所述电机转轴7采用单轴承支撑，转轴7设置有动密封结构13。所述罩盖12端口，有数个卡勾17，与该卡勾17相对应位置，桶形塑封件端口有数个卡槽，罩盖12盖合桶形塑封件后，卡勾17卡进卡槽内。所述塑材10为导热绝缘材料，比如但不限于导热绝缘PA66加玻纤，导热绝缘PA46加玻纤，导热绝缘PPS(PBT,PA6T…)加玻纤等。所述罩盖12盖封桶形塑封件，还有“O”形密封圈11。定子铁芯爪极数为2n,(n=1、2、3……n为任意整数)；线圈依次套在各定子爪极上（图2所示），所有线圈可以首尾相连形成单相电机，亦可将线圈分为2相、3相（n为3的倍数）、4相（n为4的倍数）、5相（n为5的倍数），以此类推；如图3所示，转子永磁体磁钢4粘结在转子铁芯5上，定子爪极1，底座3和转子铁芯5均为硅钢或磁钢片等软磁材料；定子铁芯爪极1与底座3可以为整块软磁材料一体加工而成，也可分别加工成形后衔接。按图4所示，在转子铁芯5背靠气隙一面粘接传感器磁钢8。按图1所示，在罩盖12内壁安装霍尔传感器检测电路15，传感器磁钢8到检测电路15的磁场方向也是轴向的。按图1所示，电机轴承6采用轴向推力轴承，轴承受轴向力。按图1所示，电机定子铁芯爪极1、爪极安装用底座3和线圈2整体塑压保护，或者罩盖12四周直接激光塑料焊接密封，塑料为导热绝缘塑料10。有效增强电机的散热性能5-8倍，从而可以承受更苛刻的高温使用环境，降低潜在高温下磁铁消磁现象发生，和高温对内部电子部件的损害。电机轴7采用动密封圈13保护，能有效防止高温气体对铁芯和线圈的腐蚀，提高可靠性。电机罩盖12采用静密封圈11和转轴动密封13双层保护,大大提高电机使用寿命和可靠性。避免外部可能的水，热气，或其他环境液体的腐蚀。按图1所示，采用单轴承6支撑方式，节省电机轴向长度；该轴承采用轴向推力轴承，轴承受轴向力。电机传感器15采用霍尔传感器和驱动电路一体的封装形式，有效减少安装空间。降低腐蚀失效概率。下面参照附图说明本专利技术的密封爪极轴向磁路永磁无刷直流电动机的实施形态。从图2可以看出，各相绕组按照对称分布的方式套在各个定子铁芯爪极上。现以两相电机为例来说，如A相线圈依次套在编号为Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ的爪极上,B相线圈依次套在编号为Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅷ的爪极上。当A相线圈通直流电后将在编号为Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ的爪极表面分别产生N、S、N、S的轴向磁场，该磁场将吸引转子转过一定角度使其与转子磁场对齐。若A相断电，B相线圈通直流电，将在编号为Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅷ的爪极表面分别产生N、S、N、S的轴向磁场，该轴向磁场将吸引转子继续转过一定角度使其与转子磁场对齐。本专利技术在转子铁芯背靠气隙的一面安装有传感器磁钢8，用于发射磁场，该磁场反映了转子的位置信息。在罩盖12上安装有霍尔位置传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密封爪极轴向磁路永磁无刷直流电动机，其特征在于，电机定子是在一底座四周垂直均匀固定爪极，爪极的中心线与转轴的轴线平行，爪极上套装线圈绕组，电机定子的底座、底座爪极上的线圈绕组，用塑材覆封，形成桶形塑封件，另有罩盖盖封在桶形塑封件上，电机转子的转轴穿过定子底座，垂直固定一铁芯，铁芯上均匀固定永磁体磁钢，铁芯的另一个面中心位置，固定一块传感器磁钢，该传感器磁钢与罩盖内壁固定的霍尔传感器相对应。

【技术特征摘要】
1.一种密封爪极轴向磁路永磁无刷直流电动机，电机定子是在一底座四周垂直均匀固定爪极，爪极的中心线与转轴的轴线平行，其特征在于，爪极上套装线圈绕组，电机定子的底座、底座爪极上的线圈绕组，用塑材覆封，形成桶形塑封件，另有罩盖盖封在桶形塑封件上，电机转子的转轴穿过定子底座，垂直固定一铁芯，铁芯上均匀固定永磁体磁钢，铁芯的另一个面中心位置，固定一块传感器磁钢，该传感器磁钢与罩盖内壁固定的霍尔传感器相对应；所述电机转轴采用单...

【专利技术属性】
技术研发人员：金钢，
申请(专利权)人：苏州福格纳机电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32