CN102347676A - 直流无刷电机和排水泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流无刷电机和排水泵。该直流无刷电机包括上端盖、下端盖、电机轴、定子组件和转子磁钢，电机轴穿设在上端盖和下端盖中，转子磁钢套设在电机轴的外侧，其中：上端盖和下端盖的外侧边缘相互扣合，上端盖和下端盖的边缘处分别形成有相互配合的外定位结构；定子组件装设在上端盖和下端盖扣合形成的腔体中，定子组件的外壁与腔体的内壁分别形成有相互配合的内定位结构。本发明将上下端盖直接进行扣合定位，将定子组件固定在端盖之中，从而能够提高电机的定子转子之间的同轴度和定子在端盖内部的位置精度，提高转子轴向间隙和径向间隙的控制精度，使得电磁气隙均匀性好，因此电机的运行更平稳，噪音更低，振动更小。

Description

直流无刷电机和排水泵

技术领域

本发明实施例涉及电机结构技术，尤其涉及一种直流无刷电机和排水泵。

背景技术

排水泵是广泛用于生产、生活各领域内的排水设备。例如，吸顶式空调的室内机即需要利用排水泵。在空调机运转时，由于空气的冷却会在热交换器的表面生成大量的冷凝水，当水聚集到一定的程度时，会滴落到热交换器下方的冷凝水槽中，因此在接水盘内需要安装排水泵将冷凝水排出到室外。通常，根据应用需求的不同，要求排水泵有一定的流量和扬程，并且由于使用环境对噪音的要求，排水泵的工作噪音也要限制在一定的范围内。

现有的一种排水泵是采用直流无刷电机100驱动的泵体200，仍以空调机所使用的排水泵为例，如图1所示，排水泵设置在接水盘301中，包括直流无刷电机100和泵体200，泵体200包括上泵体201和下泵体202，叶轮203处于上泵体201和下泵体202包容的内腔中，电机100的电机轴101穿过上泵体201的孔与叶轮203固定相连，电机轴101旋转带动叶轮203旋转，将接水盘301中的水从进水口302导引至出水口303，而后从出水管304排出。要求该排水泵具有H1的扬程，以满足排水的要求。

类似于此种应用中的直流无刷电机，其典型结构如图2所示，该电机100包括电机壳体、定子组件104、转子组件和电机轴101。定子组件104由定子铁芯、定子绝缘和线圈绕组组成。转子组件由转子支架105和转子磁钢106组成。电机壳体具体包括下端盖103和上端盖102，下端盖103和上端盖102之间固定有定子组件104，电机轴101穿过下端盖103向下伸出，电机轴101通过轴承可旋转地固定在上端盖102和下端盖103处。电机轴101的外侧套设有转子支架105和转子磁钢106等，在定子组件104中可旋转。上端盖102内侧还可形成电路板室，用于放置电路板107。

现有直流无刷电机的组装定位是这样实现的：先形成定子组件104，定子组件104一般是由多个定子冲片叠压形成定子铁芯，注塑定子绝缘，而后再缠绕线圈而形成的；在定子组件104上预留有孔，将电机轴101插设在定子组件104中之后，再装配电机轴101的上轴承108和下轴承109以及上端盖102和下端盖103，上端盖102和下端盖103都以突出的柱体***定子组件104的孔来固定在定子组件104上，通常情况下，上端盖102和下端盖103外侧边缘并不接合，而是形成敞口暴露定子组件104。该装配好的直流无刷电机如图3所示。

但是，上述结构的直流无刷电机存在一定的缺陷：电机上端盖和下端盖之间采用定子铁芯上的孔进行定位，两端盖之间的同轴度依赖于定子铁芯的加工精度，孔的中心度和尺寸精度，端盖的凸台外圆尺寸精度，轴承和端盖的同轴度，以上几种因素综合影响到定子和转子的同轴度，因此对定子铁芯的加工精度要求较高；定子冲片的叠加会降低定子铁芯的厚度的精度，则影响两端盖之间的间距，以及定转子之间的同轴度，进而会影响电机轴和转子在定子组件之间的旋转，使电机的工作性能下降，噪音和振动较大。

发明内容

本发明提供一种直流无刷电机和排水泵，以提高直流无刷电机的定子转子同轴度，改善电机的工作性能。

本发明实施例提供一种直流无刷电机，包括上端盖、下端盖、电机轴、定子组件和转子磁钢，所述电机轴穿设在所述上端盖和下端盖中，所述转子磁钢套设在所述电机轴的外侧，其中：

所述上端盖和下端盖的外侧边缘相互扣合，所述上端盖和下端盖的边缘处分别形成有相互配合的外定位结构；

所述定子组件装设在所述上端盖和下端盖扣合形成的腔体中，所述定子组件的外壁与所述腔体的内壁分别形成有相互配合的内定位结构。

本发明实施例还提供了一种排水泵，包括泵体和电机，其中：所述电机采用本发明所提供的直流无刷电机。

本发明提供的直流无刷电机和排水泵，将上端盖和下端盖直接进行扣合定位，同时利用端盖内壁上的内定位结构来将定子组件固定在端盖之中，从而能够提高电机的定子转子之间的同轴度和定子在端盖内部的位置精度，提高转子轴向间隙和径向间隙的控制精度，使得电磁气隙均匀性好，电机的运行更平稳，噪音更低，振动更小。

附图说明

图1为现有排水泵的结构示意图；

图2为现有直流无刷电机的剖视结构示意图；

图3为现有直流无刷电机的装配结构示意图；

图4为本发明实施例提供的直流无刷电机的剖视结构示意图；

图5为本实施例中上端盖的结构示意图；

图6为本实施例中下端盖的结构示意图；

图7为本实施例中定子组件的俯视结构示意图；

图8为本实施例中定子冲片的结构示意图；

图9为本实施例中定子铁芯的结构示意图；

图10为本实施例提供的直流无刷电机的侧视结构示意图；

图11为本实施例提供的直流无刷电机的装配结构示意图；

附图标记：

100-电机；    101-电机轴；     102-上端盖；

103-下端盖；  104-定子组件；   105-转子支架；

106-转子磁钢；   107-电路板；    108-上轴承；

109-下轴承；     110-腔体；      111-定位孔；

112-定位柱；     113-定位凸台；  114-定位侧孔；

115-轴向定位台； 116-环氧树脂；  117-灌封孔；

200-泵体；       201-上泵体；    202-下泵体；

203-叶轮；       301-接水盘；    302-进水口；

303-出水口；     304-出水管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图4为本发明实施例提供的直流无刷电机的剖视结构示意图，该直流无刷电机的基本部件包括上端盖102、下端盖103、电机轴101、定子组件104和转子磁钢106，其中，电机轴101通过分别压配在上端盖102和下端盖103中上轴承108和下轴承109，并从下端盖103穿设而出，转子磁钢106可通过转子支架105等部件套设在电机轴101的外侧。本实施例的主要改进点在于：上端盖102和下端盖103的外侧边缘相互扣合，则为定子组件104和转子磁钢106提供了一个闭合的腔体110，装配完成的直流无刷电机外观可参见图10和11所示。上端盖102和下端盖103的边缘处分别形成有相互配合的外定位结构，则上端盖102和下端盖103通过边缘扣合进行直接定位组装。定子组件104装设在上端盖102和下端盖103扣合形成的腔体110中，且定子组件104的外壁与腔体110的内壁分别形成有相互配合的内定位结构，腔体110的内壁可以是上端盖102和下端盖103中任意一个或两个的内壁。从而将定子组件104固定于端盖腔体110中，位于转子磁钢106的外侧，以便实现电机转子磁钢106和定子组件104之间的相互作用。

本实施例的技术方案，将上端盖和下端盖直接进行扣合定位，同时利用端盖内壁上的内定位结构来将定子组件固定在端盖之中，从而能够提高电机的定子转子之间的同轴度，提高转子轴向间隙控制精度，使得电磁气隙均匀性好，因此电机的运行更平稳，噪音更低，振动更小。

上述外定位结构和内定位结构可以根据需要选择适当的定位结构。优选的是，外定位结构为相互插设配合的定位孔111和定位柱112，如图5所示为本实施例中上端盖102的结构示意图，图6所示为本实施例中下端盖103的结构示意图。定位孔111形成在上端盖102的边缘处，定位柱112形成在下端盖103的边缘处，分别形成在相对的两表面上，从而在端盖扣合时能通过插接配合进行定位。当然，定位孔111和定位柱112的位置可以根据需要进行互换，或根据需要设置不同数量，以及在边缘上设置不同分布的定位孔111和定位柱112；或者，外定位结构也可以采用凹凸配合的插槽、卡扣等形式。

内定位结构可以包括定位凸台113和定位侧孔114，定位凸台113设置在腔体110的内壁上，如图5所示具体是设置在上端盖102的内壁上，定位侧孔114设置在定子组件104的外壁上，如图7所示为本实施例中定子组件104的俯视结构示意图，每个定子冲片的结构可如图8所示，定子冲片叠压而成的定子铁芯如图9所示，在最终形成的定子组件104的侧边会形成有半圆柱形的侧孔，作为定位侧孔114。定位凸台113和定位侧孔114之间的插接配合能够将定子组件104固定在两端盖之中。

优选的是，定位凸台113为半圆锥体，如图5所示，半圆锥体的小端朝向定子组件104，则在组装过程中，定位凸台113与定位侧孔114逐渐***，圆锥体的定位凸台113在***过程中起到导引的作用，而后逐渐经过过渡配合和过盈配合的过程，定位凸台113能以外宽内窄的形状挤压在定位侧孔114中，从轴向和周向均能紧固定位定子组件104。优选的是采用塑性材料制作形成有定位凸台113的端盖，通常是上端盖102和下端盖103均由塑性材料制成，从而易于配合定位侧孔114的形状，能够以塑性材料形成紧固用的挤压力。或者在实际应用中，也可选用硬度低于定子组件104中定子冲片材料的金属材料来制备形成有定位凸台113的端盖。

本实施例中的内定位结构还可以包括轴向定位台115，设置在腔体110的内壁上，如图5和图6所示，可在上端盖102和下端盖103的内壁上分别设置轴向定位台115，轴向定位台115与定子组件104的端面相互抵顶以便从轴向对定子组件104进行定位，具体可以是抵顶定子组件104中的定子铁芯的端面。轴向定位台115对定子组件104起到轴向定位的作用，定位凸台113对定子组件104主要起到径向定位的作用，防止定子组件104在腔体110中旋转。

进一步的，在上端盖102和下端盖103之间的腔体110中可以灌封有环氧树脂116，如图4所示。将驱动电路板107设置在上端盖102内侧的电路板室中，驱动电路板107与定子组件104焊接后，装入端盖部件。由于本实施例所提供的电极的端盖提供一封闭腔体110，所以可以从上端盖102的灌封孔117进行环氧树脂116灌封，保证电路板107的密封和散热条件良好。同时，环氧树脂116灌封可以加强固定定子组件104，减小振动和噪音。

本发明实施例所提供的直流无刷电机，改进了电机的端盖配合结构，上下端盖间通过边缘处的外圆凸台直接定位，避免了定子组件对两轴承同轴度的影响。定子和转子的同轴度仅由轴承和端盖的同轴度来决定，消除了定子铁芯上孔的中心度和尺寸精度、端盖的凸台外圆尺寸精度影响。定子铁芯由于叠压多个定子冲片所产生的累积公差也不会对轴向间隙造成影响，即定子铁芯的轴向间隙不受定子铁芯厚度的影响，从而能够提高电机的定子转子之间的同轴度，提高转子轴向间隙控制精度，使得电磁气隙均匀性好，电机的运行更平稳，噪音更低，振动更小。

本发明实施例还提供了一种排水泵，包括泵体和电机，其中电机采用本发明任意实施例所提供的直流无刷电机，排水泵的结构可参见图1所示，电机的电机轴从下端盖伸出，与叶轮相连，从而驱动叶轮旋转，实现排水作业。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种直流无刷电机，包括上端盖、下端盖、电机轴、定子组件和转子磁钢，所述电机轴穿设在所述上端盖和下端盖中，所述转子磁钢套设在所述电机轴的外侧，其特征在于：

所述上端盖和下端盖的外侧边缘相互扣合，所述上端盖和下端盖的边缘处分别形成有相互配合的外定位结构；

所述定子组件装设在所述上端盖和下端盖扣合形成的腔体中，所述定子组件的外壁与所述腔体的内壁分别形成有相互配合的内定位结构。

2.根据权利要求1所述的直流无刷电机，其特征在于：所述外定位结构为相互插设配合的定位孔和定位柱。

3.根据权利要求1所述的直流无刷电机，其特征在于：所述内定位结构包括定位凸台和定位侧孔，所述定位凸台设置在所述腔体的内壁上，所述定位侧孔设置在所述定子组件的外壁上。

4.根据权利要求3所述的直流无刷电机，其特征在于：所述定位凸台为半圆锥体，所述半圆锥体的小端朝向所述定子组件。

5.根据权利要求3所述的直流无刷电机，其特征在于：形成有所述定位凸台的端盖的材质为塑性材料或金属材料。

6.根据权利要求3所述的直流无刷电机，其特征在于：所述内定位结构还包括轴向定位台，设置在所述腔体的内壁上，与所述定子组件的端面相互抵顶定位。

7.根据权利要求6所述的直流无刷电机，其特征在于：所述轴向定位台分别设置在所述上端盖和下端盖的内壁上。

8.根据权利要求1～7任一所述的直流无刷电机，其特征在于：所述上端盖和下端盖之间的腔体中灌封有环氧树脂。

9.一种排水泵，包括泵体和电机，其特征在于：所述电机采用权利要求1～8任一所述的直流无刷电机。

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