本發(fā)明屬于微型電機，具體涉及一種微型直流電機。

背景技術(shù)：

1、目前，隨著電子設(shè)備的飛速發(fā)展，微型直流電機的應(yīng)用也越來越廣泛，市場對于電機性能的要求也不斷提高。微型直流電機在結(jié)構(gòu)上主要由定子永磁體和轉(zhuǎn)子鐵芯纏繞直流線圈組成，在直流線圈持續(xù)通入交變直流電的過程中使轉(zhuǎn)子鐵芯的各個極腳上形成相應(yīng)的交變磁場，交變磁場與定子永磁體的磁極形成磁耦合而驅(qū)動轉(zhuǎn)子鐵芯旋轉(zhuǎn)。

2、對于微型直流電機而言，齒槽轉(zhuǎn)矩是影響其性能的關(guān)鍵因素，齒槽轉(zhuǎn)矩是定子永磁體和轉(zhuǎn)子鐵芯的齒槽間相互作用而產(chǎn)生，主要是因為定子永磁體的磁極和轉(zhuǎn)子鐵芯的齒槽在處于不同位置時，主磁路磁導(dǎo)會產(chǎn)生變化，即便是在電機繞組線圈斷電狀態(tài)下，受到齒槽轉(zhuǎn)矩的影響，轉(zhuǎn)子鐵芯依然會產(chǎn)生停留在旋轉(zhuǎn)周向的若干固定角度上的趨勢，由此而表現(xiàn)為電機的低壓啟動能力差；當(dāng)電機通電旋轉(zhuǎn)時，齒槽轉(zhuǎn)矩會表現(xiàn)為附加的脈動轉(zhuǎn)矩，從而引起噪音、振動和轉(zhuǎn)速波動，特別是在電機低速運行時齒槽轉(zhuǎn)矩對運行穩(wěn)定性的影響更大，嚴重制約微型直流電機的運行性能，當(dāng)前業(yè)內(nèi)亟需尋求解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例提供一種微型直流電機，旨在改善電機齒槽轉(zhuǎn)矩，降低電機運行噪音和振動，提高電機低壓啟動能力和低速運行穩(wěn)定性。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種微型直流電機，包括定子外殼和轉(zhuǎn)子鐵芯；定子外殼具有多邊形結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔，內(nèi)腔的腔壁上設(shè)有一圈連續(xù)或非連續(xù)的永磁體，永磁體沿內(nèi)腔的周向形成交替分布的多對磁極；轉(zhuǎn)子鐵芯設(shè)于內(nèi)腔并與定子外殼轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)子鐵芯具有多個繞線部，每個繞線部上均纏繞有線圈，各個繞線部朝向永磁體的端部均形成圓弧面，各個圓弧面共圓且與轉(zhuǎn)子鐵芯同心；其中，每個圓弧面均與永磁體之間形成氣隙，氣隙對應(yīng)于每個磁極的尺寸由磁極的中間區(qū)域向兩側(cè)邊界區(qū)域逐漸增大。

3、在一種可能的實現(xiàn)方式中，內(nèi)腔為方形，永磁體為嵌裝于內(nèi)腔的連續(xù)結(jié)構(gòu)，且永磁體基于內(nèi)腔的兩組對邊中點的連線而分隔為四個磁極，每個磁極在轉(zhuǎn)子鐵芯徑向上的厚度尺寸均由中間區(qū)域向兩側(cè)邊界區(qū)域逐漸減小。

4、一些實施例中，磁極朝向轉(zhuǎn)子鐵芯的表面為內(nèi)圓極弧面，內(nèi)圓極弧面的半徑大于轉(zhuǎn)子鐵芯的半徑，且內(nèi)圓極弧面的圓心位于內(nèi)腔的對角線上。

5、示例性的，內(nèi)腔的邊角區(qū)域具有過渡圓角，過渡圓角的半徑小于或等于內(nèi)腔邊長的一半，磁極背離轉(zhuǎn)子鐵芯的表面與過渡圓角貼合。

6、在一種可能的實現(xiàn)方式中，永磁體為四個間隔分布于內(nèi)腔的腔壁上的充磁鋼形成的非連續(xù)結(jié)構(gòu)，四個充磁鋼兩兩相對，且相鄰充磁鋼的充磁方向相反。

7、一些實施例中，內(nèi)腔為八邊形，四個充磁鋼分別貼裝固定在內(nèi)腔的其中四個邊腔壁上。

8、示例性的，內(nèi)腔包括四個兩兩相對的第一腔壁，以及四個兩兩相對的第二腔壁，且每個第二腔壁均位于相鄰兩個第一腔壁之間；充磁鋼與第二腔壁的尺寸匹配，且各個充磁鋼分別貼裝于各個第二腔壁上。

9、舉例說明，第一腔壁和第二腔壁在轉(zhuǎn)子鐵芯周向上的尺寸比為1：1～5：1。

10、在一種可能的實現(xiàn)方式中，永磁體具有兩對磁極，轉(zhuǎn)子鐵芯具有七個繞線部。

11、一些實施例中，轉(zhuǎn)子鐵芯的中心穿設(shè)有轉(zhuǎn)子軸，轉(zhuǎn)子軸的兩端均通過軸承與定子外殼轉(zhuǎn)動配合。

12、本發(fā)明提供的微型直流電機的有益效果在于：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明微型直流電機，永磁體作為連續(xù)的整體結(jié)構(gòu)或者非連續(xù)的分體結(jié)構(gòu)固定在定子外殼的內(nèi)腔腔壁上，能夠形成沿內(nèi)腔周向交替分布的多對磁極，轉(zhuǎn)子鐵芯的各個繞線部上纏繞的線圈通入交變電流后能夠在各自端部的圓弧面上匯集磁感線而形成交替變化極性，各個圓弧面上的極性和與其相近的磁極相互作用而驅(qū)動轉(zhuǎn)子鐵芯旋轉(zhuǎn)；由于圓弧面與永磁體之間的氣隙對應(yīng)于每個磁極區(qū)域的尺寸均由中間區(qū)域向磁極的兩側(cè)邊界區(qū)域逐漸增大，由此而形成了不均勻的氣隙，不僅能夠改善電機的齒槽轉(zhuǎn)矩，提升電機的低壓啟動能力和低速運行穩(wěn)定性，而且能夠改善氣隙中的磁密波形，減少諧波含量和電機運行中的脈動轉(zhuǎn)矩，從而降低電機的噪音和振動，提升電機性能。

技術(shù)特征：

1.微型直流電機，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的微型直流電機，其特征在于，所述內(nèi)腔為方形，所述永磁體為嵌裝于所述內(nèi)腔的連續(xù)結(jié)構(gòu)，且所述永磁體基于所述內(nèi)腔的兩組對邊中點的連線而分隔為四個所述磁極，每個所述磁極在所述轉(zhuǎn)子鐵芯徑向上的厚度尺寸均由中間區(qū)域向兩側(cè)邊界區(qū)域逐漸減小。

3.如權(quán)利要求2所述的微型直流電機，其特征在于，所述磁極朝向所述轉(zhuǎn)子鐵芯的表面為內(nèi)圓極弧面，所述內(nèi)圓極弧面的半徑大于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的半徑，且所述內(nèi)圓極弧面的圓心位于所述內(nèi)腔的對角線上。

4.如權(quán)利要求3所述的微型直流電機，其特征在于，所述內(nèi)腔的邊角區(qū)域具有過渡圓角，所述過渡圓角的半徑小于或等于所述內(nèi)腔邊長的一半，所述磁極背離所述轉(zhuǎn)子鐵芯的表面與所述過渡圓角貼合。

5.如權(quán)利要求1所述的微型直流電機，其特征在于，所述永磁體為四個間隔分布于所述內(nèi)腔的腔壁上的充磁鋼形成的非連續(xù)結(jié)構(gòu)，四個所述充磁鋼兩兩相對，且相鄰所述充磁鋼的充磁方向相反。

6.如權(quán)利要求5所述的微型直流電機，其特征在于，所述內(nèi)腔為八邊形，四個所述充磁鋼分別貼裝固定在所述內(nèi)腔的其中四個邊腔壁上。

7.如權(quán)利要求6所述的微型直流電機，其特征在于，所述內(nèi)腔包括四個兩兩相對的第一腔壁，以及四個兩兩相對的第二腔壁，且每個所述第二腔壁均位于相鄰兩個所述第一腔壁之間；所述充磁鋼與所述第二腔壁的尺寸匹配，且各個所述充磁鋼分別貼裝于各個所述第二腔壁上。

8.如權(quán)利要求7所述的微型直流電機，其特征在于，所述第一腔壁和所述第二腔壁在所述轉(zhuǎn)子鐵芯的周向上的尺寸比例為1：1～5：1。

9.如權(quán)利要求1所述的微型直流電機，其特征在于，所述永磁體具有兩對所述磁極，所述轉(zhuǎn)子鐵芯具有七個所述繞線部。

10.如權(quán)利要求1-9任一項所述的微型直流電機，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵芯的中心穿設(shè)有轉(zhuǎn)子軸，所述轉(zhuǎn)子軸的兩端均通過軸承與所述定子外殼轉(zhuǎn)動配合。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種微型直流電機，包括定子外殼和轉(zhuǎn)子鐵芯；定子外殼具有多邊形結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔，內(nèi)腔的腔壁上設(shè)有一圈連續(xù)或非連續(xù)的永磁體，永磁體沿內(nèi)腔的周向形成交替分布的多對磁極；轉(zhuǎn)子鐵芯設(shè)于內(nèi)腔并與定子外殼轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)子鐵芯具有多個繞線部，每個繞線部上均纏繞有線圈，各個繞線部朝向永磁體的端部均形成圓弧面，各個圓弧面共圓且與轉(zhuǎn)子鐵芯同心；其中，每個圓弧面均與永磁體之間形成氣隙，氣隙對應(yīng)于每個磁極的尺寸由磁極的中間區(qū)域向兩側(cè)邊界區(qū)域逐漸增大。本發(fā)明提供的微型直流電機，不僅能夠改善電機的齒槽轉(zhuǎn)矩，提升電機的低壓啟動能力和低速運行穩(wěn)定性，而且能夠降低電機的噪音和振動。

技術(shù)研發(fā)人員：黃磊,任曙彪,符錦,黃露露,吳超,李中柱,唐琪,黎平,陳慧文,龔榮波,呂東佳,張洪軍
受保護的技術(shù)使用者：金龍機電（東莞）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15