电动工具用用永磁无刷电机转子防尘结构设计1.docx

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电动工具用用永磁无刷电机转子防尘结构设计

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摘要：永磁无刷电机转子防尘结构主要分为封闭的定子内圈、进风口侧防尘套、冷却风扇防尘罩这三部分，永磁无刷电机转子防尘结构在电动工具中的应用非常广发，电机内部属于高速精密设备，运用其结构设计不但能够很好防止异物进入电机对电机造成损坏，还可以保障其正常的通风冷却功能。本文也会针对永磁无刷电机转子防尘结构的特点对其进行研究，应用其优势，设计更好的思路，具体架构等进行详细的分析，以便进一步推广和应用提供可靠的参考依据。关键词：永磁无刷电机转子防尘结构；电动工具；设计分析??

前言：近年来，随着我国电子技术水平越来越高，电子元件的成本也逐渐降低，这就说明了永磁无刷电机的推广和应用越来越广泛。永磁无刷电机不仅运行效率和功率密度较高，而且还具备较硬的过载能力以及调速性能，这种显著的工作特性及其优势也适合广泛使用。所以在现代绝大部分的电动工具中都使用该种的防尘结构。由于电动工具使用的额环境大部分都在工厂、工地等环境条件非常不好的地方，所以永磁无刷电机在实际应用时，也会经常受到大量粉尘与异物的影响，这样的影响不仅会降低了电机的使用寿命，而且严重的时候，操作者在使用的过程中会出现一定的安全事故和损坏事故。所以，针对这种应用和环境条件灯因素，就要对永磁无刷电机防尘结构设计加大研究力度。

1.永磁无刷电机转子防尘结构应用特点分析??在我们国家现在使用的交流电动工具中占有绝大部分，交流电动工具的产品中使用驱动型电机，而驱动型电机主要分为串励电机和感应电机两种形式的。其中串励电机的工作原理是电枢绕组和励磁绕组串联在一起工作。串励电机的特点是转速高、起动力矩大、体积小、重量轻、不容易堵转、适用电压范围很广，可以用调压的方法来调速，简单且易于实现。感应电机是指一种定转子之间靠电磁感应作用，在转子内感应电流以实现机电能转换的动能。感应电机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。

从实际应用的情况来看，这两种形式的电动工具都具有较明显的内部结构设计缺陷，其中，串励电机的缺陷主要表现在设计结构上的不足，因为该电机内部的转子结构部分包括换向器和电磁绕组两部分，由于在生产转子结构的过程中，要求操作人员对换向器安装精度非常高的原因，工作人员无法顺利的对转换器进行点焊，焊接后需要对转子部分进行点漆处理，操作难度大，如果安装稍有不符合安装标准，电机就无法使用，或者对后期的故障率也会增加，稳定性也有所降低；感应电机的简单结构决定了电机的转矩也不高的特点，过载能力也不高，仅仅为额定扭矩的1.8倍，在电机的工作中，难免会产生负载突然增大的情况，这往往就会产生电机烧坏的现象。经常烧坏电机带来的是电动工具的维修成本增加，降低工作效率，缩短电动工具的使用寿命。??相对而言，永磁无刷电机的应用优势就要较上述两种电机高出很多，永磁无刷电动机的结构可以看做是一台用电子换向装置取代机械换向的直流电动机，主要由同步电动机本体、电力电子逆变器、转子位置检测器和控制器四部分组成。其工作原理是采用“三相六拍—120°方波型”驱动。从这样的结构和原理中可以看出永磁无刷电机的应用特点是高工作效率、高功率密度、高使用寿命、高过载能力和高变速性能方面。串励电机、感应电机与永磁无刷电机特性比较见表1。其中在使用寿命中可是比串励电机和感应电机的使用寿命高出很多倍，所以永磁无刷电机给正常生产中降低维修的成本，增加了工作效率的特点。就是因为永磁无刷电机有这样的特点，正好可以作为电动工具的使用要求，在设计的过程中可以作为电动工具的核心设计结构，它为电动工具带来了重要的发展。

但是无论是什么样的电机，在实际使用的过程中还是有使用环境比较恶劣的情况，比如在工厂中和工地上，因为有大量的粉尘和铁削等一些会影响电动工具使用的物质进入电机内部，这些物质会严重影响电机的使用性能，降低了电动工具的稳定性，增加了电动工具的故障率，延长了电动工具的使用寿命。

这种情况主要是因为永磁无刷电机中的转子结构中含有永磁体所致。如果是铁末、铁屑等杂质进入到电机内部，就会被转子结构中的永磁体所吸附，若是永磁体上杂质的堆积量过大，则势必会堵住转子之间的气隙，从而使电磁绕组出现一定的损坏，严重的时候，甚至电机超载还会被烧毁的风险。

表1电机使用性能比较

电机类型

功率

功率密度

过载能力

变速性能

运行寿命

串励电机

低

中

高

好

短

感应电机

中

低

低

差

长

永磁无刷电机

高

高

高

好

长

由于环境的影响，一些杂质进入到电机的内部，如果是一些磁化的铁末、铁屑等物质进入电机内部，就会被永磁无刷电机中的含有的永磁体所吸附。在使用的过程中产生大量的铁末的堆积物，因为永磁无刷电机的永磁体在转子结构中，堆