一种直流无刷电机转子结构

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种直流无刷电机转子结构。

背景技术

无刷直流电机由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成，是一种典型的机电一体化产品，具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于汽车、高档录音座、录像机、电子仪器及自动化办公设备中。

随着节能减排的深入发展，汽车工业电气化、智能化不断突破，体积小，重量轻的高速电机将会得到充分重视。而这种体积小，重量轻的高速电机会在汽车内燃机电子气门可变正时系统、汽车涡轮增压系统、鼓风机、航空、船舶等领域具有良好的应用前景。低惯量的直流无刷电机制动性能好，启动、加减速响应速度快，高速的往复性好，适用于一些轻负载、高转速定位场合，其在高精度控制、动态性能高的领域广泛前景。现有的直流无刷电机转子，为达到减小转子重量、降低惯量效果，采用转子铁芯内圈均布小孔径的通孔设计。而由于小孔径通孔设计，转子重量变化不大，需要同时通过调整绕组方案提升响应速度，故而这种设计不能最大程度的提高电机动态性能。

发明内容

基于此，为了解决现有直流无刷电机转子采用转子铁芯内圈均布小孔径的通孔设计来减小转子重量、降低惯量效果而不能最大程度提高电机动态性能的问题，本发明提供了一种直流无刷电机转子结构，其具体技术方案如下：

一种直流无刷电机转子结构，包括转轴以及转子铁芯，所述转轴穿过所述转子铁芯的轴心并与所述转子铁芯固定连接，所述转子铁芯的侧壁上设有多个贯穿所述转子铁芯的镂空部，多个所述镂空部沿所述转子铁芯的轴心线周向均匀分布，所述转子铁芯的侧壁上还设有环状密封腔室，所述环状密封腔室位于多个所述镂空部与所述转子铁芯的外侧表面之间。

通过在所述转子铁芯的侧壁设置环状密封腔室以及多个贯穿转子铁芯的镂空部，可以显著减少所述转子铁芯的轭部磁通，并减少直流无刷电机转子结构的整体重量，提升电机的动态响应性能，为直流无刷电机提供了更好的散热空间，使得应用上述转子结构的直流无刷电机具备较高的调节速度及精度、质量轻、宽泛的工作温度区间等优点。

进一步地，所述环状密封腔室填充有传热流体。

进一步地，所述传热流体为导热油。

进一步地，所述导热油为烷基苯型导热油或矿物型导热油。

进一步地，所述传热流体为乙烯乙二醇与水的混合溶液。

进一步地，所述传热流体为丙烯乙二醇与水的混合溶液。

进一步地，所述传热流体为乙二醇。

进一步地，多个所述镂空部靠近所述环状密封腔室的侧壁设有散热鳍片。

进一步地，所述转子铁芯的一侧侧面还设有挖空部。

进一步地，所述转子铁芯的轴心设有安装孔，所述转轴与所述安装孔过盈连接。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明一实施例中一种直流无刷电机转子结构的整体结构示意图；

图2是本发明一实施例中一种直流无刷电机转子结构的转子铁芯与转轴之间的结构关系示意图；

图3是本发明一实施例中一种直流无刷电机转子结构的散热鳍片、环状密封腔室以及镂空部之间的结构关系示意图。

附图标记说明：

1、转轴；2、转子铁芯；3、镂空部；4、环状密封腔室；5、散热鳍片；6、挖空部；7、安装孔。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

本申请所述的技术方案将应用于广东省基础与应用基础研究项目，该研究项目编号为2019A1515110584。

如图1以及图2所示，所示，本发明一实施例中的一种直流无刷电机转子结构，包括转轴1以及转子铁芯2，所述转轴1穿过所述转子铁芯2的轴心并与所述转子铁芯2固定连接，所述转子铁芯2的侧壁上设有多个贯穿所述转子铁芯2的镂空部3，多个所述镂空部3沿所述转子铁芯2的轴心线周向均匀分布，所述转子铁芯2的侧壁上还设有环状密封腔室4，所述环状密封腔室4位于多个所述镂空部3与所述转子铁芯2的外侧表面之间。

通过在所述转子铁芯2的侧壁设置环状密封腔室4以及多个贯穿转子铁芯2的镂空部3，可以显著减少所述转子铁芯2的轭部磁通，并减少直流无刷电机转子结构的整体重量，提升电机的动态响应性能，为直流无刷电机提供了更好的散热空间，使得应用上述转子结构的直流无刷电机具备较高的调节速度及精度、质量轻、宽泛的工作温度区间等优点。

在其中一个实施例中，所述环状密封腔室4填充有传热流体。具体而言，所述环状密封腔室4部分填充有传热流体。优选地，所述传热流体的体积为所述环状密封腔室4的体积的四分之一或者二分之一，或者所述传热流体的体积在所述环状密封腔室4的体积的四分之一至所述环状密封腔室4的体积的二分之一之间。

由于在所述环状密封腔室4中填充有传热流体，故而当转子铁芯2旋转时，所述环状密封腔室4中的传热流体也随之旋转，快速的吸收整个转子铁芯2的热量，然后通过镂空部3散发出去。通过设置所述镂空部3以及环状密封腔室4，并在所述环状密封腔室4部分填充传热流体，其在减少转子铁芯2的轭部磁通，减少直流无刷电机转子结构的整体重量的同时，还可以提高所述直流无刷电机转子铁芯2的散热性能以及响应速度。

在其中一个实施例中，所述传热流体为导热油，所述导热油为烷基苯型导热油或矿物型导热油。

由于导热油具有加热均匀、调温控制准确、能在低蒸汽压下产生高温、传热效果好、节能、输送和操作方便等特点，故而采用导热油作为传热流体可以快速吸收并传递转子铁芯2所散发的热量，提高所述直流无刷电机转子结构的散热性能。

在其中一个实施例中，所述传热流体为乙二醇、乙烯乙二醇与水的混合溶液或者所述传热流体为丙烯乙二醇与水的混合溶液。由于乙二醇具有理想的热性能，其包括高沸点、低凝固点、在宽温度范围内的稳定性以及高比热和导热性等优点，故而采用乙二醇、乙烯乙二醇与水的混合溶液或者所述传热流体为丙烯乙二醇与水的混合溶液作为传热流体可以快速吸收并传递转子铁芯2所散发的热量，提高所述直流无刷电机转子结构的散热性能。

在其中一个实施例中，如图3所示，多个所述镂空部3靠近所述环状密封腔室4的侧壁设有散热鳍片5，以进一步提高所述直流无刷电机转子结构的散热性能。

在其中一个实施例中，如图3所示，所述散热鳍片5的一端穿过所述镂空部3与所述环状密封腔室4之间的侧壁后插入到所述环状密封腔室4中，并且所述散热鳍片5与所述镂空部3与所述环状密封腔室4之间的侧壁密封连接。如此，所述传热流体中的热量能够更加快速地通过散热鳍片5的一端传递到散热鳍片5的另一端，然后通过镂空部3散发出去。通过将所述散热鳍片5的一端插入到所述环形密封腔室中，可以最大程度地提高所述直流无刷电动转子结构的散热性能。

在其中一个实施例中，多个所述镂空部3的横截面积均呈三角形形状。如此一来，在提高所述直流无刷电机转子结构的散热性能的同时，也能保证所述直流无刷电机转子结构的抗弯程度。

在其中一个实施例中，如图1所示，所述转子铁芯2的一侧侧面还设有挖空部6。所述挖空部6凹设在所述转子铁芯2的一侧侧面，即在所述转子铁芯2的一侧侧面剔除部分，以形成凹陷的空间结构。所述镂空部3与挖空部6相互配合，能够有效避开磁通高区域，提高所述直流无刷电机转子结构的动态响应性能，进一步减少转子结构的整体重量，降低制成成本。

在其中一个实施例中，所述转子铁芯2的轴心设有安装孔7，所述转轴1与所述安装孔7过盈连接。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。