设置有外置转子的电动机制造技术

一种电动机包括一个轴和一个以可转动的方式进行安装的转子，其中在该轴上固定安装有一个定子。该轴通过多个安装在该轴上并在轴上保持受压的板提高了刚性。转子相对轴的位置和转子相对轴的转速可由一个高精度光反射传感器部件来确定。该轴通过一个安装块安装在一个支撑结构上，该安装块基本上能够沿所有方向将电动机产生的振动吸收掉，这样就可以进行安静的操作。一个转子延长部分为将其应用到较宽皮带（例如跑步机）上提供了适用性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及到对电动机的改进；具体而言，本专利技术涉及一种设置有外置转子的电动机。
技术介绍
电动机通常用于许多不同的商业和家庭应用。电动机一般包括一个转子和一个定子，转子和定子在其外围分别设置有多个磁体。转子上的磁体的磁极与定子上的磁体的磁极按照下述方式受到控制使转子的磁极与定子上的相应磁极相互吸引或排斥，以使转子相对定子产生转动。对磁极的控制通常是通过设置在转子或定子上的至少一组磁体来完成的，这些磁体由电磁线圈制成，而且可通过改变通过线圈电流方向来改变极性。在大部分电动机中，定子为该电动机外壳的一部分或构成该电动机的外壳，转子则包括一个安装在定子内的轴，以在定子内进行相对转动。但是，在某些领域，要求将转子设置在电动机的外部，将定子设置在内部。这种结构有时也被叫做鼠笼式电动机。一般情况下，这些电动机由无刷整流器和直流电源来驱动，因此它们也常被叫做无刷直流电动机(BLDC′s)。设置有外置转子的电动机一般用于对皮带和类似装置进行驱动，同时定位在皮带的内部。这种结构的一种合适的应用就是材料处理环境或跑步机。将鼠笼式电动机应用到材料处理领域中时可能出现一些问题。对于设置有外置转子的电动机而言，其中一个困难就在于动力输出一般是在顶部进行的，这样，仅能够用单个电动机对较短的材料处理槽进行驱动，而且这种电动机也只能驱动重量相对较轻的物品。提高电动机的输出功率一般是通过增加某些部件的尺寸来实现的，但是鼠笼式电动机不适合增加尺寸。最好不要增加定子的直径，因为这样就会使重量增加，而且还会影响到转子的平衡条件。如果定子的长度较长，那么由于转子和定子之间的磁性吸引将使定子和转子相互接触，从而使安装有定子的轴产生偏转，这样就会降低电动机的性能，在极端的情况下，还可能使电动机根本不能转动。另一困难就是电动机的冷却问题，对速度较高或扭矩较大的电动机更是如此。在载荷较小或速度较低的情况下，冷却不是问题，但如果需要这种电动机具有更大的功率输出和更高的速度，那么对将热量从转动部件传递出来的要求就很明显。用于材料处理领域内的大部分小型鼠笼式电动机是利用内置的油来进行冷却的，但这样就会产生密封的问题。这种电动机的其它问题包括噪音问题、装配问题和为了在低速情况下以及在扭矩下改变速度的情况下能够平滑操作而对整流换向操作所进行的精确控制问题。扭矩输出越高，尤其在速度较高的情况下，振动和因此产生的噪音会变得无法接受。此外，我们知道确定转子相对定子的位置是通过霍尔效应传感器来完成的，但已经发现用于对速度或扭矩的微细变化进行控制的方法其精确度难以接受。另外，这种电动机的长度要受到其结构的限制。对于需要采用宽皮带的领域而言，例如对于跑步机而言，这种电动机不能被用作驱动辊，因为它的长度不够。
技术实现思路
根据本专利技术对电动机的改进可以解决上述问题及其它问题，这种电动机包括一个内置定子，该定子包括一个轴，该轴被固定安装在一个支撑结构上并设置有多个线圈，这些线圈能够流过可逆的电流，从而改变线圈的极性；一个外置转子，该转子可转动地安装在轴上并设置有多个沿径向间隔分布在定子外周上的磁体，而且每个磁体具有至少一个预定的柱体。在本专利技术的一个方面中，该定子包括多个板，这些板在足够的压力作用下设置在轴上，这样就可以防止轴在外力作用下产生弯曲，而轴的弯曲会使线圈与磁体发生接触。所述多个板优选构成了一个线圈铁心，该线圈铁心上支撑着多个线圈。这些板构成了线圈柱，而且在每个柱体的端部上设置有能够将线圈保持在线圈柱上的帽。这些板通过至少一个锁紧螺母保持在受压状态下，而且线圈按照下述方式在铁心上取向使线圈的纵向轴线相对轴的纵向轴线形成一个锐角。一般情况下，该锐角为10度。本专利技术的另一方面是一种制成线圈铁心的方法，这种线圈铁心可用于包括有下述部件的电动机一个内置定子，该定子包括一个轴，该轴被固定安装在一个支撑结构上并设置有多个线圈，这些线圈能够流过可逆的电流，从而改变线圈的极性；一个外置转子，该转子可转动地安装在轴上并设置有多个磁体，这些磁体间隔设置在定子的外周上，而且每个磁体设置有至少一个预定的柱体。该方法包括提供一个轴，该轴设置有一个相对轴的纵向轴线以一锐角取向的键槽；提供多个板，每个板都具有径向柱，而且在每个柱的端部上都设置有帽，另外每个板都设置有与键槽形状相对应的键；将一个止动件安装在轴上；使每个板沿着键槽在轴上滑动，同时使第一板支承在止动件上，直到将多个板安装到轴上；对板进行压制，以形成一个层压件；在邻近最后一块板的位置上将锁紧螺母固定到该轴上，以使层压件保持在受压状态下。另一种用于制造同一类型的线圈铁心的方法包括下述步骤提供多个板，每个板都设置有一个中心孔、多个径向柱，在每个柱的端部上都设置有帽，而且每个板上都设置有一个与键槽具有相应形状的键；将一个止动件放置在夹具中；使每个板沿键槽在夹具中滑动，而使第一板支承在止动件上，直到将多个板安装到该夹具中；将一个轴压入中心孔内；对这些板进行压制，从而形成一个层压件；在邻近最后一块板的位置上将锁紧螺母固定到轴上，以使该层压件保持在受压状态下。在本专利技术的另一方面中，一种相似类型的电动机包括通过至少一个安装块被安装在支撑结构上的轴。该安装块设置有一个轭架，该轭架具有两个相对向的加有套管的销和一个对轴进行支撑的夹子。该夹子被安装到轴套上，从而使安装块能够沿所有方向减弱电动机的振动，同时保持扭矩的稳定性。轴端优选设置有键，而且夹子优选包括上部和下部连接板，而且上部和下部连接板被加工成能够容纳键状轴端的形状。上部和下部连接板分别设置有一个凹槽，该凹槽的形状与轴套的形状互补，而且其尺寸被加工成能够通过相互配合将轴套夹在上部和下部连接板之间的结构形式。每个凹槽都相对连接板的纵向轴线偏心设置。本专利技术的又一方面公开了一种包括下述部件的电动机一个内置定子，该内置定子包括一个轴，该轴被固定安装在一个支撑结构上并设置有多个线圈，这些线圈能够流过可逆的电流，以改变线圈的极性；一个外置转子，该外置转子可转动地安装在轴上，而且在定子的外周上间隔分布有多个磁体，每个磁体具有至少一个预定的柱体。在这里，该电动机包括一个传感器组件，转子每转一圈，该传感器组件可产生1000个以上的脉冲信号。该传感器组件优选包括一个光反射传感器，该传感器包括一个光源、一个接收器和一个圆盘，在该圆盘上设置有1000个以上的径向沟槽，以使圆盘与接收器之间与转子相对定子的移动相对应地移动。最后，本专利技术的再一方面在于提供一种相似类型的电动机，该电动机将轴的第一端安装在支撑结构上，而轴的第二端则没有这样安装。转子设置有一个延长部分，该延长部分安装在更加接近第二轴端的端部上。一个第二轴其一端被固定到支撑结构上，而其第二端则被可转动地固定到与轴共线的延长部分上。附图说明图1示出了根据本专利技术的设置有一个外置转子的电动机；图2为沿图1中的剖线2-2对电动机所做的剖视图；图3为沿图2中的剖线3-3对电动机所做的剖视图；图4为根据本专利技术的定子的一个线圈模块的透视图；图5为根据本专利技术的转子笼的透视图；图6为用于装配转子笼的固定磁体的夹具的透视图； 图7为一个装配透视图，示出了定子的主要装配步骤；图8为一个装配图，示出了将转子装配到定子上的主要步骤；图9为一个跑步机的透视图，其中该跑步机安装有根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机（１０，２１０，４１０），其包括：一个内置定子（２０，２２０，４２０），该定子包括一个轴（２４，２２４，４２４），该轴被固定安装在一个支撑结构上并设置有多个线圈（５６，２５６），这些线圈能够流过可逆的电流，以改变线圈的极性；一个外置转子，该转子可转动地安装在轴（２４，２２４，４２４）上，而且在定子（２０，２２０，４２０）的外周沿径向间隔分布有多个磁体（７４，２６０），每个磁体（７４，２６０）设置有至少一个预定的柱体；其特征在于：所述定子（２０，２２０，４２０ ）设置有多个板（４２，２４２），这些板在足够的压力作用下设置在轴（２４，２２４，４２４）上，以防止该轴由于外力而弯曲，而轴的弯曲将使线圈（５６，２５６）与磁体接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：L沃尔特斯，
申请(专利权)人：新动力有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]