一种永磁直驱式电机的制作方法

1.本发明涉及直驱式电机技术领域，具体为一种永磁直驱式电机。


背景技术：

2.永磁直驱式电机是一种高效、高性能的电机，它将永磁体直接安装在电机转子上，通过电机转子上的永磁体与定子上的线圈之间的磁场相互作用来实现转矩传递。与传统的齿轮传动或皮带传动的电机相比，永磁直驱式电机由于没有传动机构，永磁直驱式电机的传动效率更高，转矩输出更加稳定和精确，适用于高精度控制和定位应用、噪音更低、体积更小，重量更轻，可以适用于空间有限的应用场合。此外，永磁直驱式电机在高温或高湿度环境下可能会出现永磁体磁性减弱的问题，需要进行特殊处理或使用高温高湿度型永磁体来解决，制造成本较高，且需要使用高性能永磁材料，这也限制了其在某些应用领域的推广和应用。
3.永磁直驱式电机中的永磁体通常是通过粘合或压制等方式固定在转子上的，其转子的转动由电机的电磁场驱动。在电机工作时，永磁体会不断地在电磁场中旋转，这会导致永磁体内部的分子运动加剧，分子碰撞频率增加，从而产生了热能。此外，在永磁直驱式电机中，永磁体的磁化过程也会导致热量的产生。当电流通过电机定子中的线圈时，受电流焦耳定律，线圈中也会产生大量热量，热量堆积进一步导致转子表面永磁体热量急剧升高影响磁性性能。有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种永磁直驱式电机，来解决目前存在的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。


技术实现要素：

4.本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
5.为此，本发明所采用的技术方案为：一种永磁直驱式电机，包括：电机壳体、转子轴杆以及位于电机壳体内部的定子和永磁转子，所述电机壳体的两端分别固定安装有转动套接于转子轴杆外侧的前端盖和尾端盖，所述前端盖的表面设有进气栅孔，所述转子轴杆的表面固定套接有进气涡扇、第一飞轮扇和第二飞轮扇，所述电机壳体的内侧设有进气流道、连通空腔、定子套腔、回流布气腔和负压舱，所述进气流道位于进气涡扇的外周，所述进气流道的一侧与连通空腔相连通，所述定子套腔位于定子套腔和连通空腔之间，所述定子固定于定子套腔的内侧且外贯穿定子套腔并与电机壳体的内侧，所述定子套腔的两侧设有若干与进气流道和回流布气腔内部相连通的气流导孔，所述定子套腔的一端与负压舱的内侧相连通，所述永磁转子的表面固定套接有降温套，所述定子固定套接于转子轴杆的外侧，所述永磁转子为硅基永磁体结构且呈圆周方向均匀排列于转子轴杆的外周，所述降温套的外周均匀分布有若干位于定子套腔和负压舱连通处的散热翅片。
6.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述前端盖、尾端盖和进气栅孔的表面设镂空花纹结构，所述定子的表面设有绝缘漆层，所述绝缘漆层为聚酰亚胺、氟化物或聚四氟乙烯（ptfe）中的一种。
7.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述转子轴杆为锥形结构，所述转子轴杆的两端设有进气面和出气部，所述进气面和出气部的直径比大于2，且所述进气涡扇的表面与进气流道的内壁平行布置。
8.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一飞轮扇和第二飞轮扇为刚性飞轮盘结构且第一飞轮扇和第二飞轮扇表面设有若干涡轮扇叶，所述飞轮盘直径大于等于永磁转子的直径。
9.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述降温套为复合陶瓷材质或碳纤维材质构件，相邻所述散热翅片之间设有间隙，且定子套腔通过翅片之间间隙与负压舱连通。
10.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述定子的内侧设有磁轭环座，所述磁轭环座呈环套状且套接于永磁转子的外周，相邻所述定子之间设有过流槽孔，所述进气流道的一端通过磁轭环座与连通空腔相连通。
11.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述进气流道位于负压舱的外周且两端分别与连通空腔和回流布气腔相连通，所述连通空腔、定子套腔和回流布气腔呈同心环状布置。
12.本发明所取得的有益效果为：1.本发明中，通过在永磁直驱式电机内部设置新型特殊内流道结构，以进气流道一端进气涡扇主动转动进行气流导入并经过定子表面、连通空腔和定子套腔进入回流布气腔，进行回流运动与定子和永磁转子表面充分接触换热，从而对定子和永磁转子共同降温，保证永磁直驱式电机的持续运转。
13.2.本发明中，通过设置特殊锥度的进气涡扇结构，在转子轴杆旋转工作中由进气涡扇导入气流，大锥度的进气涡扇可以将空气从转子的中心区域吸入，增加电机表面的风阻，提高散热效果，并利用转子轴杆表面第一飞轮扇和第二飞轮扇在永磁转子一侧形成负压进一步引导气流运动，提高电机壳体内部气流运动流畅性，避免在电机壳体内部形成湍流造成啸躁音，提高气流通量。
14.3.本发明中，通过采用硅基永磁体作为永磁转子的主要材料，具有较高的磁能积和矫顽力以及耐热性能，并通过表面的降温套结构，以复合陶瓷套层结构和翅片结构引导气流在表面通过，提高与气体换热效果对永磁转子进行充分降温。
附图说明
15.图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；图2为本发明一个实施例的电机壳体局部截面结构示意图；图3为本发明一个实施例的电机壳体内部结构示意图；图4为本发明一个实施例的定子结构示意图；图5为本发明一个实施例的转子轴杆表面结构示意图；图6为本发明一个实施例的进气涡扇结构示意图；图7为本发明一个实施例的转子轴杆结构示意图。
16.附图标记：100、电机壳体；110、前端盖；120、尾端盖；130、进气栅孔；101、进气流道；102、连通空腔；103、定子套腔；104、回流布气腔；105、负压舱；
200、转子轴杆；210、进气涡扇；220、第一飞轮扇；230、第二飞轮扇；211、进气面；212、出气部；300、定子；310、磁轭环座；320、过流槽孔；400、永磁转子；410、降温套。
具体实施方式
17.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
18.下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种永磁直驱式电机。
19.结合图1-7所示，本发明提供的一种永磁直驱式电机，包括：电机壳体100、转子轴杆200以及位于电机壳体100内部的定子300和永磁转子400，电机壳体100的两端分别固定安装有转动套接于转子轴杆200外侧的前端盖110和尾端盖120，前端盖110的表面设有进气栅孔130，转子轴杆200的表面固定套接有进气涡扇210、第一飞轮扇220和第二飞轮扇230，电机壳体100的内侧设有进气流道101、连通空腔102、定子套腔103、回流布气腔104和负压舱105，进气流道101位于进气涡扇210的外周，进气流道101的一侧与连通空腔102相连通，定子套腔103位于定子套腔103和连通空腔102之间，定子300固定于定子套腔103的内侧且外贯穿定子套腔103并与电机壳体100的内侧，定子套腔103的两侧设有若干与进气流道101和回流布气腔104内部相连通的气流导孔，定子套腔103的一端与负压舱105的内侧相连通，永磁转子400的表面固定套接有降温套410，定子300固定套接于转子轴杆200的外侧，永磁转子400为硅基永磁体结构且呈圆周方向均匀排列于转子轴杆200的外周，降温套410的外周均匀分布有若干位于定子套腔103和负压舱105连通处的散热翅片。
20.在该实施例中，前端盖110、尾端盖120和进气栅孔130的表面设镂空花纹结构，定子300的表面设有绝缘漆层，绝缘漆层为聚酰亚胺、氟化物或聚四氟乙烯ptfe中的一种。
21.具体的，采用全透式前端盖110、尾端盖120和进气栅孔130提高气流流通量，且利用聚酰亚胺pi、氟化物fep或聚四氟乙烯ptfe进行定子300包裹，防水、防腐、耐高温、导热性好。
22.在该实施例中，转子轴杆200为锥形结构，转子轴杆200的两端设有进气面211和出气部212，进气面211和出气部212的直径比大于2，且进气涡扇210的表面与进气流道101的内壁平行布置。
23.具体的，在转子轴杆200旋转工作中由进气涡扇210导入气流，大锥度的进气涡扇210可以将空气从转子的中心区域吸入，增加电机表面的风阻，提高散热效果。
24.在该实施例中，第一飞轮扇220和第二飞轮扇230为刚性飞轮盘结构且第一飞轮扇220和第二飞轮扇230表面设有若干涡轮扇叶，飞轮盘直径大于等于永磁转子400的直径。
25.具体的，通过大质量第一飞轮扇220和第二飞轮扇230提高转子轴杆200运动力矩和稳定性变更在转动中进行气流泵送，利用转子轴杆200表面第一飞轮扇220和第二飞轮扇230在永磁转子400一侧形成负压进一步引导气流运动，提高电机壳体100内部气流运动流畅性，避免在电机壳体100内部形成湍流造成啸躁音，提高气流通量。
26.在该实施例中，降温套410为复合陶瓷材质或碳纤维材质构件，相邻散热翅片之间
设有间隙，且定子套腔103通过翅片之间间隙与负压舱105连通。
27.具体的，由通过表面的降温套410结构，以复合陶瓷套层结构和翅片结构引导气流在表面通过，提高与气体换热效果对永磁转子400进行充分降温，且永磁转子400的套接结构提高永磁转子400的稳定性，避免永磁转子400因高速离心惯性窜动或脱落。
28.在该实施例中，定子300的内侧设有磁轭环座310，磁轭环座310呈环套状且套接于永磁转子400的外周，相邻定子300之间设有过流槽孔320，进气流道101的一端通过磁轭环座310与连通空腔102相连通。
29.具体的，气流流通经过过流槽孔320与磁轭环座310表面接触，对磁轭环座310进行降温，从而避免磁轭环座310因电阻效应升温导致的热量堆积。
30.在该实施例中，进气流道101位于负压舱105的外周且两端分别与连通空腔102和回流布气腔104相连通，连通空腔102、定子套腔103和回流布气腔104呈同心环状布置。
31.具体的，利用连通空腔102、定子套腔103和回流布气腔104进行气流的导流运动，使气流在电机壳体100内部进行回流，提高气流与定子300和永磁转子400表面换热效率。
32.本发明的工作原理及使用流程：该种永磁直驱式电机的工作原理是，通过前端盖110的进气栅孔130将空气引入，由电机工作中进气涡扇210的转动进行气流引导泵送，然后由第一飞轮扇220和第二飞轮扇230泵送产生负压进行气流的进一步引导，经过定子300和永磁转子400表面的换热，最后通过降温套410的散热翅片散热，从而实现电机的运转。
33.使用流程为，首先通过前端盖110的进气栅孔130将空气引入进气涡扇210，然后由第一飞轮扇220和第二飞轮扇230泵送气流，经过定子300和永磁转子400表面的换热，气流流通经过过流槽孔320与磁轭环座310表面接触，对磁轭环座310进行降温，从而避免磁轭环座310因电阻效应升温导致的热量堆积，通过永磁转子400表面的降温套410结构，以复合陶瓷套层结构和翅片结构引导气流在表面通过，提高与气体换热效果对永磁转子400进行充分降温，通过这种导流方式，气流在电机壳体100内部流动流畅，换热效率高，同时避免了湍流造成的啸躁音。
34.尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种永磁直驱式电机，其特征在于，包括：电机壳体（100）、转子轴杆（200）以及位于电机壳体（100）内部的定子（300）和永磁转子（400），所述电机壳体（100）的两端分别固定安装有转动套接于转子轴杆（200）外侧的前端盖（110）和尾端盖（120），所述前端盖（110）的表面设有进气栅孔（130），所述转子轴杆（200）的表面固定套接有进气涡扇（210）、第一飞轮扇（220）和第二飞轮扇（230），所述电机壳体（100）的内侧设有进气流道（101）、连通空腔（102）、定子套腔（103）、回流布气腔（104）和负压舱（105），所述进气流道（101）位于进气涡扇（210）的外周，所述进气流道（101）的一侧与连通空腔（102）相连通，所述定子套腔（103）位于定子套腔（103）和连通空腔（102）之间，所述定子（300）固定于定子套腔（103）的内侧且外贯穿定子套腔（103）并与电机壳体（100）的内侧，所述定子套腔（103）的两侧设有若干与进气流道（101）和回流布气腔（104）内部相连通的气流导孔，所述定子套腔（103）的一端与负压舱（105）的内侧相连通，所述永磁转子（400）的表面固定套接有降温套（410），所述定子（300）固定套接于转子轴杆（200）的外侧，所述永磁转子（400）为硅基永磁体结构且呈圆周方向均匀排列于转子轴杆（200）的外周，所述降温套（410）的外周均匀分布有若干位于定子套腔（103）和负压舱（105）连通处的散热翅片。2.根据权利要求1所述的一种永磁直驱式电机，其特征在于，所述前端盖（110）、尾端盖（120）和进气栅孔（130）的表面设镂空花纹结构，所述定子（300）的表面设有绝缘漆层，所述绝缘漆层为聚酰亚胺、氟化物或聚四氟乙烯（ptfe）中的一种。3.根据权利要求1所述的一种永磁直驱式电机，其特征在于，所述转子轴杆（200）为锥形结构，所述转子轴杆（200）的两端设有进气面（211）和出气部（212），所述进气面（211）和出气部（212）的直径比大于2，且所述进气涡扇（210）的表面与进气流道（101）的内壁平行布置。4.根据权利要求1所述的一种永磁直驱式电机，其特征在于，所述第一飞轮扇（220）和第二飞轮扇（230）为刚性飞轮盘结构且第一飞轮扇（220）和第二飞轮扇（230）表面设有若干涡轮扇叶，所述飞轮盘直径大于等于永磁转子（400）的直径。5.根据权利要求1所述的一种永磁直驱式电机，其特征在于，所述降温套（410）为复合陶瓷材质或碳纤维材质构件，相邻所述散热翅片之间设有间隙，且定子套腔（103）通过翅片之间间隙与负压舱（105）连通。6.根据权利要求1所述的一种永磁直驱式电机，其特征在于，所述定子（300）的内侧设有磁轭环座（310），所述磁轭环座（310）呈环套状且套接于永磁转子（400）的外周，相邻所述定子（300）之间设有过流槽孔（320），所述进气流道（101）的一端通过磁轭环座（310）与连通空腔（102）相连通。7.根据权利要求1所述的一种永磁直驱式电机，其特征在于，所述进气流道（101）位于负压舱（105）的外周且两端分别与连通空腔（102）和回流布气腔（104）相连通，所述连通空腔（102）、定子套腔（103）和回流布气腔（104）呈同心环状布置。

技术总结
本发明公开了一种永磁直驱式电机，包括：电机壳体、转子轴杆以及位于电机壳体内部的定子和永磁转子，所述电机壳体的两端分别固定安装有转动套接于转子轴杆外侧的前端盖和尾端盖，所述前端盖的表面设有进气栅孔，所述转子轴杆的表面固定套接有进气涡扇、第一飞轮扇和第二飞轮扇，所述电机壳体的内侧设有进气流道、连通空腔、定子套腔、回流布气腔和负压舱。本发明中，通过在永磁直驱式电机内部设置新型特殊内流道结构，以进气流道一端进气涡扇主动转动进行气流导入并经过定子表面、连通空腔和定子套腔进入回流布气腔，进行回流运动与定子和永磁转子表面充分接触换热，从而对定子和永磁转子共同降温，保证永磁直驱式电机的持续运转。转。转。


技术研发人员：金鸣镝 金琛岚
受保护的技术使用者：苏州百狮腾电气有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/7/21