一种轴向磁路永磁无刷直流电机定子制造技术

本实用新型专利技术提供一种轴向磁路永磁无刷直流电机定子，所述定子通过铁芯和线圈组成的2N个绕组环绕成圆形，并固定于平面底座，最后通过包覆材料一体成型，定子中心预留空间，在该预留空间轴中心，或者轴向布置金属套和安装于金属套内的轴套；或者轴向布置轴套且所述轴套在包覆成型过程中直接埋入定子内；或者底座轴中心布置一旋转轴承。所述轴套为耐高温塑料轴套。所述轴承为旋转轴承。本实用新型专利技术可以有效满足高温或高载荷应用工况，大大提高其使用可靠性以及长效寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种轴向磁路永磁无刷直流电机定子
本专利技术涉及一种新的轴向磁路永磁无刷直流电机定子结构。
技术介绍
在已披露的201410738701.5专利中，轴向磁路永磁无刷直流电机基本结构已经得到了详细描述。其中，定子轴孔直接通过注塑或灌胶等成型。为了确保转子转轴在轴孔中的长效运转可靠性，目前结构通过在轴孔内添加润滑脂进行润滑，以降低工作摩擦力。其他广泛采用的技术也可以通过布置铜轴套，铜基石墨轴套进行润滑。以上结构可以满足一般工况，比如中低温度，中低寿命的要求，但无法满足高温高寿命工况。原因在于，苛刻高温使用环境下，电机定子的工作温度将达到甚至超过180°，瞬态温度甚至更高。如此高温下，以上技术方案都将存在不同模式的加速失效。比如铜套或铜基石墨轴套的氧化，或者油脂的碳化挥发，从而使得原来的润滑作用消失，甚至产生反作用。氧化物或碳化物的存在，导致摩擦力异常增加或者卡滞。同时，在另外的应用中，使用温度可能不是很高，但是输出轴受到较高的径向载荷。直接注塑或灌胶轴孔无法长期承受高载荷，材料屈服蠕变使得产品变形，在高速来回转动过程中，载荷集中部位产生高摩擦力甚至高温，最终失效。无法达到高寿命的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决以上轴向磁路永磁无刷直流电机苛刻高温、高载荷使用环境条件下的失效问题，提供一种高可靠性结构，同时兼顾工业化生产效率和低成本。为解决以上高温失效问题，本专利技术的轴向磁路永磁无刷直流电机定子通过铁芯和线圈组成的2N个绕组环绕成圆形，并固定于平面底座，最后通过包覆材料一体成型，定子中心预留空间，在该预留空间轴中心，或者轴向布置金属套和安装于金属套内的轴套；或者轴向布置轴套且所述轴套在包覆成型过程中直接埋入定子内；或者底座轴中心布置一旋转轴承。所述轴套为耐高温塑料轴套。所述金属套或者固定于底座，或者安装固定于铁芯内侧台阶。所述台阶由2N个铁芯内侧台阶环绕而成。所述金属套架装于上述台阶。为解决以上高载荷失效问题，前述定子底座轴中心布置一旋转轴承，装配所述旋转轴承的底座开口侧布置有保护端盖；安装所述旋转轴承时，定子中心或者布置轴套，或者布置金属套。所述金属套内可以选择性布置额外的轴套或旋转轴承。所述旋转轴承两侧可以选择性布置动密封结构。本专利技术的优点是：以上耐高温结构，可以达到甚至超过180℃持续工作温度，并确保长效高寿命。区别于于油脂润滑，对不同使用温度段，如极低温-40℃和高温180℃，系统摩擦力波动小，性能稳定。轴套在包覆成型过程中直接埋入定子内，提高了成品的尺寸精度，轴套与定子一体包覆成型，强度高，可靠性大大增加。而且，此结构大大降低了零部件及其安装配合的精度要求，简化了安装工艺步骤，工业生产效率大大提高，废品率降低，成本大幅降低。这对于大规模生产工业应用，如汽车行业，具有极高的经济价值。以上耐载荷结构，充分利用电机定子内部结构空间，通过布置承受径向载荷的旋转轴承，解决原结构承载能力不足而导致的失效问题，确保高载荷工况下产品性能的长效可靠性和一致性。附图说明图1是本专利技术涉及的轴向磁路永磁无刷直流电机整体结构剖视图（现有技术）。图2是本专利技术第一实施方式的耐高温金属套布置定子结构剖视图。图3是本专利技术第二实施方式的耐高温轴套直接包覆定子结构剖视图。图4是本专利技术第三实施方式的耐载荷定子结构剖视图。图中标号说明：1—铁芯；2—线圈；3—线圈骨架；4—包覆材料；5—转子磁钢；6—转子磁轭；7—平面推力轴承；8—发射器磁钢；9—位置传感器；10—罩盖；11—端子；12—底座；13—转轴；14—轴套；15-金属套；16-端盖；17-旋转轴承。具体实施方式下面结合实施方式，对本专利技术作进一步说明。图1所示为本专利技术涉及的轴向磁路永磁无刷直流电机基本结构，所述定子通过线圈2、绕线骨架3以及装配于所述绕线骨架中心的铁芯1组成的多个绕组环绕闭合成圆形，并固定于底座12，最后通过包覆材料4一体成型。电机转子由转子磁钢5、转子磁轭6、发射器磁钢8和转轴13装配而成。电机端盖由位置传感器9，罩盖10以及端子11组成。本专利只涉及电机的定子部分结构。如图2所示，此为本专利技术第一实施方式的耐高温金属套布置。所述定子中心预留空间，在预留空间轴中心，或者金属套15安装固定于底座12中心位置，安装方式可以为装配或焊接等机械连接方式，但不限以上方式；或者金属套15为法兰结构，架装于铁芯1内侧台阶定位（如图4金属套安装方式）。最后轴套14安装入金属套15内。所述金属套15可以有不同的形状和结构；所述金属套15为按空间和载荷需要选择的金属套，比如钢套。所述轴套14可以为轴孔整体高度一体布置，也可以为轴孔部分工作段布置。所述轴套根据工作环境需要，可以为普通轴套，也可以为耐高温塑料轴套。如PEEK，PPS，PEI等。如图3所示，此为本专利技术第二实施方式的耐高温轴套直接包覆结构。定子轴孔四周预留轴套14布置空间。选择适配尺寸的轴套14，所述轴套预先制作成型。在定子灌胶或注塑前，将轴套14预埋入既定轴孔位置，并通过模具有效定位，确保其空间定位尺寸和精度。在随后的灌胶或注塑过程中，包覆材料4将轴套14直接一次性包覆其中。此为本专利技术优选结构。所述包覆成型可以是灌胶成型或注塑成型等工艺，但不限于以上工艺。所述轴套14可以为一般轴套，也可以是耐高温塑料轴套。如图4所示，此为本专利技术第三实施方式的耐载荷定子结构。定子中心孔位置布置有金属套15，所述金属套相对底座12定位连接，所述底座中心下部配合安装旋转轴承17，所述旋转轴承外侧通过端盖16封闭。根据需要，轴承17内外侧可以选择性布置动密封结构。金属套15的上部可以选择性预留空间安装其他旋转轴承或轴套。转轴13穿过轴孔，与金属套15内布置的旋转轴承17或轴套配合。此结构的金属套15也可以由轴套代替。所述金属套15可以为示例法兰结构，也可以为其他金属套结构。所述金属套15可以固定于底座12，或者放置于铁芯1内侧小台阶。所述旋转轴承17可以为滚珠或滚针等适配应用的旋转轴承。上面结合附图对本专利技术的优选实例进行了描述，但是本专利不限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，不是限制性的。在本专利技术的基本结构范围内，可以对结构作出多种变更。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴向磁路永磁无刷直流电机定子，其特征在于，所述定子通过铁芯和线圈组成的2N个绕组环绕成圆形，并固定于平面底座，最后通过包覆材料一体成型，定子中心预留空间，在该预留空间轴中心，或者轴向布置金属套和安装于金属套内的轴套；或者轴向布置轴套且所述轴套在包覆成型过程中直接埋入定子内；或者底座轴中心布置一旋转轴承。

【技术特征摘要】
1.一种轴向磁路永磁无刷直流电机定子，其特征在于，所述定子通过铁芯和线圈组成的2N个绕组环绕成圆形，并固定于平面底座，最后通过包覆材料一体成型，定子中心预留空间，在该预留空间轴中心，或者轴向布置金属套和安装于金属套内的轴套；或者轴向布置轴套且所述轴套在包覆成型过程中直接埋入定子内；或者底座轴中心布置一旋转轴承。2.按权利要求1所述的轴向磁路永磁无刷直流电机定子，其特征在于，所述轴套为耐高温塑料...

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