一种后倾离心风机用永磁无刷直流电动机论文和设计-刘永臻

全文摘要

本实用新型提供了一种后倾离心风机用永磁无刷直流电动机，包括：磁极、转子铁芯、主轴、前轴承、波形弹簧垫片、轴用弹性挡圈、后轴承、定子铁芯、方头紧定螺钉、弹簧垫、平垫、螺母、电机脚、螺栓、盖形螺母、前端盖、后端盖、固定胶垫、电缆胶套、电缆盖碗、机壳、监测组件。本实用新型通过优化磁极及定子铁芯，起到提高运行效率、降低工作噪音的作用；通过将固定胶垫粘贴于所述电机脚表面、在方头紧定螺钉与螺母之间使用平垫与弹簧垫、在前轴承与机壳之间使用波形弹簧垫片、在后轴承与机壳之间使用轴用弹性挡圈起到减轻震动、降低噪音的作用。

主设计要求

1.一种后倾离心风机用永磁无刷直流电动机，其特征在于，包括：磁极、转子铁芯、主轴、前轴承、波形弹簧垫片、轴用弹性挡圈、后轴承、定子铁芯、方头紧定螺钉、弹簧垫、平垫、螺母、电机脚、螺栓、盖形螺母、前端盖、后端盖、固定胶垫、电缆胶套、电缆盖碗、机壳、监测组件；所述定子铁芯上的线圈接电后产生的磁场驱动所述磁极旋转，所述转子铁芯在磁极的带动下进行旋转，并带动主轴转动，输出力矩；所述监测组件包括单片机、电流检测模块、转速检测模块以及蜂鸣报警器，所述单片机分别与电流检测模块、转速检测模块以及蜂鸣报警器连接；所述电流检测模块包括霍尔元件、AD转换单元，所述霍尔元件检测定子铁芯上的线圈产生的磁场变化，通过AD转换单元，输出电流信息；所述转速检测模块包括位置传感器、转速计数器以及计数反馈线路，用于反馈转速信息。

设计方案

1.一种后倾离心风机用永磁无刷直流电动机，其特征在于，包括：

磁极、转子铁芯、主轴、前轴承、波形弹簧垫片、轴用弹性挡圈、后轴承、定子铁芯、方头紧定螺钉、弹簧垫、平垫、螺母、电机脚、螺栓、盖形螺母、前端盖、后端盖、固定胶垫、电缆胶套、电缆盖碗、机壳、监测组件；

所述定子铁芯上的线圈接电后产生的磁场驱动所述磁极旋转，所述转子铁芯在磁极的带动下进行旋转，并带动主轴转动，输出力矩；

所述监测组件包括单片机、电流检测模块、转速检测模块以及蜂鸣报警器，所述单片机分别与电流检测模块、转速检测模块以及蜂鸣报警器连接；所述电流检测模块包括霍尔元件、AD转换单元，所述霍尔元件检测定子铁芯上的线圈产生的磁场变化，通过AD转换单元，输出电流信息；所述转速检测模块包括位置传感器、转速计数器以及计数反馈线路，用于反馈转速信息。

2.根据权利要求1所述的一种后倾离心风机用永磁无刷直流电动机，其特征在于，所述主轴通过键连接与所述转子铁芯连接，所述主轴通过过盈配合与所述前轴承及所述后轴承连接。

3.根据权利要求1所述的一种后倾离心风机用永磁无刷直流电动机，其特征在于，所述波形弹簧垫片位于所述前轴承与所述机壳之间。

4.根据权利要求1所述的一种后倾离心风机用永磁无刷直流电动机，其特征在于，所述轴用弹性挡圈位于所述后轴承与所述机壳之间。

5.根据权利要求1所述的一种后倾离心风机用永磁无刷直流电动机，其特征在于，所述方头紧定螺钉依次与所述电机脚、平垫、弹簧垫、螺母相连接。

6.根据权利要求1所述的一种后倾离心风机用永磁无刷直流电动机，其特征在于，所述固定胶垫粘贴于所述电机脚表面。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电动机领域，特别是一种后倾离心风机用永磁无刷直流电动机。

背景技术

离心风机分为两种，分别是前倾式离心风机和后倾式离心风机。其中后倾式离心风机效率高且功率曲线无过载；叶片及叶轮的自身结构强度较高，其适用范围非常广泛，工业需求量大。

后倾式离心风机一般用于商场、酒店、休闲等大型场所的通风换气及空调机组、净化设备等的配套。现今后倾式离心风机一般由永磁无刷直流电动机驱动，由于后倾式离心风机整机对运行噪音、震动、运行效率的要求较高，所以对其所使用的永磁无刷直流电动机也有着较高的要求。

而现有永磁无刷直流电动机存在着运行噪音大、运行震动大、运行效率低下等问题，不能很好地满足后倾式离心风机的要求，且自身没有监控机制，当出现故障时不能及时报警，容易引起电动机损坏。因此急需一种运行噪音低、震动小、效率高的后倾离心风机用永磁无刷直流电动机，以满足后倾式离心风机低噪音、低震动、高效率的运行要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种后倾离心风机用永磁无刷直流电动机，旨在解决现有技术下后倾离心风机用永磁无刷直流电动机存在的运行噪音大、运行震动大、运行效率低下等问题，实现后倾式离心风机低噪音、低震动、高效率运行，且能在出现故障时及时报警。

为达到上述技术目的，本实用新型提供了一种后倾离心风机用永磁无刷直流电动机，包括：

所述定子铁芯上的线圈接电后产生的磁场驱动所述磁极旋转，所述转子铁芯在磁极的带动下进行旋转，并带动主轴转动，输出力矩；

优选地，所述主轴通过键连接与所述转子铁芯连接，所述主轴通过过盈配合与所述前轴承及所述后轴承连接。

优选地，所述波形弹簧垫片位于所述前轴承与所述机壳之间。

优选地，所述轴用弹性挡圈位于所述后轴承与所述机壳之间。

优选地，所述方头紧定螺钉依次与所述电机脚、平垫、弹簧垫、螺母相连接。

优选地，所述固定胶垫粘贴于所述电机脚表面。

实用新型内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是实用新型所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

与现有技术相比，本实用新型通过优化磁极材质及布置方式、定子铁芯形状及材质，起到提高运行效率、降低工作噪音的作用；通过将固定胶垫粘贴于所述电机脚表面，通过在方头紧定螺钉与螺母之间使用平垫与弹簧垫、在前轴承与机壳之间使用波形弹簧垫片、在后轴承与机壳之间使用轴用弹性挡圈起到减轻震动、降低噪音的作用；

通过对电动机的电流以及转速进行监控，当出现故障时，通过蜂鸣报警器进行故障报警，方便工作人员进行检修。

附图说明

图1为本实用新型实施例中所提供的一种后倾离心风机用永磁无刷直流电动机外观示意图；

图2为本实用新型实施例中所提供的一种后倾离心风机用永磁无刷直流电动机A-A剖面图；

图3为本实用新型实施例中所提供的一种后倾离心风机用永磁无刷直流电动机B-B剖面图；

图4为本实用新型实施例中所提供的单片机电路图；

图5为本实用新型实施例中所提供的电流检测电路图；

图6为本实用新型实施例中所提供的转速检测电路图。

图中，1磁极、2转子铁芯、3主轴、4前轴承、5波形弹簧垫片、6轴用弹性挡圈、7后轴承、8定子铁芯、9方头紧定螺钉、10弹簧垫、11平垫、12螺母、13电机脚、14螺栓、15盖形螺母、16前端盖、17后端盖、18固定胶垫、19电缆胶套、20电缆盖碗、21机壳、22监测组件。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和\/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和\/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

下面结合附图对本实用新型实施例所提供的一种后倾离心风机用永磁无刷直流电动机进行详细说明。

如图1-3所示，本实用新型实施例公开了一种后倾离心风机用永磁无刷直流电动机，包括：

磁极(1)、转子铁芯(2)、主轴(3)、前轴承(4)、波形弹簧垫片(5)、轴用弹性挡圈(6)、后轴承(7)、定子铁芯(8)、方头紧定螺钉(9)、弹簧垫(10)、平垫(11)、螺母(12)、电机脚(13)、螺栓(14)、盖形螺母(15)、前端盖(16)、后端盖(17)、固定胶垫(18)、电缆胶套(19)、电缆盖碗(20)、机壳(21)、监测组件(22)。

所述磁极粘贴在所述转子铁芯表面，磁体级数为10级，粘贴方式可为胶粘。所述主轴材料采用45号钢，所述主轴通过键连接与所述转子铁芯连接，使得所述主轴与所述转子铁芯一同转动。所述前轴承内侧套于所述主轴上，所述前轴承外壳嵌于所述机壳内，所述后轴承内侧套于所述主轴上，所述后轴承外壳嵌于所述机壳内，所述前轴承及后轴承起到固定所述主轴相对位置，保证主轴正常转动的作用。所述波形弹簧垫片位于所述前轴承侧面与所述机壳之间，所述轴用弹性挡圈位于所述后轴承侧面与所述机壳之间，起到减轻震动、降低噪音的作用。所述定子铁芯材料为矽钢片\/B50A470，所述定子铁芯采用高效平稳的多槽冲片、采用低噪音低震动的极槽比例。所述定子铁芯固定在所述机壳上，所述定子铁芯与所述磁极之间留有气隙，线圈缠绕在所述定子铁芯上，接通电源后，所述线圈产生磁场，驱动所述磁极旋转，所述磁极带动所述转子铁芯转动，所述转子铁芯带动所述主轴转动，所述主轴向外输出力矩，带动后倾离心风机运转。

利用监测组件对电动机的运行状态进行实时监控，所述监测组件包括单片机、电流检测模块、转速检测模块以及蜂鸣报警器，所述单片机分别与电流检测模块、转速检测模块以及蜂鸣报警器连接。

所述单片机为STM32F030C8T6芯片，如图4所示。

所述电流检测模块包括霍尔元件、AD转换单元，所述霍尔元件检测定子铁芯上的线圈产生的磁场变化，通过AD转换单元，输出电流信息，从而获取定子电流信息，以供单片机进行分析处理，如果电流信息出现异常，则控制蜂鸣器进行报警，如图5所示。

所述转速检测模块包括位置传感器、转速计数器以及计数反馈线路，用于反馈转速信息，通过电机的实时转速来判断是否出现故障，如图6所示。

所述方头紧定螺钉、弹簧垫、平垫、螺母用于固定所述电机脚及所述机壳。所述方头紧定螺钉的方头位于所述机壳内部，方头紧定螺钉远离方头的一侧依次穿过所述机壳、电机脚、平垫、弹簧垫、螺母，所述螺母旋紧于所述方头紧定螺钉远离方头的一侧，用于将所述电机脚固定于所述机壳指定位置。所述平垫与所述弹簧垫起到减轻震动、降低噪音的作用。所述电机脚上有通孔，用于将所述后倾离心风机用永磁无刷直流电动机固定于后倾离心风机内部，所述固定胶垫粘贴于所述电机脚通孔面向所述前轴承一侧的周围，在所述后倾离心风机用永磁无刷直流电动机工作时，可以减少传导至后倾离心风机的震动，从而降低因震动产生的噪音。

所述螺栓依次连接所述机壳、所述前端盖、螺母，螺栓头部位于所述机壳内部，所述螺母与所述螺栓通过螺纹相连接，旋紧于所述螺栓远离头部的螺杆一侧，用于将所述前端盖固定于所述机壳指定位置。所述螺栓依次连接所述机壳、后端盖、螺母、盖形螺母，所述螺栓头部位于所述机壳内部，所述螺母与所述螺栓通过螺纹相连接，旋紧于所述螺栓远离头部的螺杆一侧，用于将所述后端盖固定于所述机壳指定位置。所述盖形螺母旋紧于所述螺栓远离头部的螺杆的末端，起到防尘作用。

所述电缆胶套与所述机壳及所述电缆盖碗相连接，包裹电缆，防止因震动导致的摩擦损坏电缆外皮，从而避免出现因电线外皮损坏造成的漏电、意外停机等问题。所述电缆盖碗覆盖于所述电缆胶套外侧，用于防止因所述后倾离心风机用永磁无刷直流电动机正常工作产生的震动使得所述电缆胶套脱落。

选用钕铁硼磁铁作为磁极材料，提高了运行效率。

所述转子铁芯结构为10极24槽，降低了机械损耗、扩展了后倾离心风机用永磁无刷直流电动机的高效区域，提高了运行效率，降低了齿槽转矩脉动，减少谐波，提高功率因数。

所述机壳采用6063-T5铝材，起到散热和隔磁的作用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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