CN103780021A - 有刷电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有刷电机，包括定子、转子和可随转子旋转的叶轮。转子包括转轴、固定于转轴的转子磁芯、固定于转轴并与转子磁芯相邻的换向器、及缠绕于转子磁芯并与换向器电连接的转子绕组。定子包括壳体、固定于壳体的端盖组件、及装设于端盖组件用于与换向器摩擦接触的至少一对电刷。端盖组件包括环绕换向器的环壁，环壁内侧设有流体性连通壳体内部与叶轮的通道。

Description

有刷电机
技术领域
本发明涉及有刷电机，尤其涉及具有冷却风扇的有刷电机。
背景技术
图7示出传统技术中一种有刷电机及其冷却气流路径示意图。该有刷电机包括定子1、转子2、以及随转子旋转的冷却风扇3。定子一端具有端盖4。风扇3设于端盖4内并产生沿轴向流过转子磁芯5的气流，带走电机内部的热量。该电机中，电刷（图中未示出）与换向器6摩擦接触所产生的噪音会导致电机运行时的噪音较大。并且，碳粉会随气流流动沉积在电机内部的电子元件7上，进而可能导致电路短路。另一方面，碳粉也会随气流一起经端盖4上的开口8流动至电机外部而污染电机外部环境。
本发明旨在提供一种可改善上述问题的新型有刷电机。
发明内容
本发明提供一种有刷电机，包括定子、转子和可随转子旋转的叶轮。转子包括转轴、固定于转轴的转子磁芯、固定于转轴并与转子磁芯相邻的换向器、及缠绕于转子磁芯并与换向器电连接的转子绕组。定子包括壳体、固定于壳体的端盖组件、及装设于端盖组件用于与换向器摩擦接触的至少一对电刷。端盖组件包括环绕换向器的环壁，环壁内侧设有流体性连通壳体内部与叶轮的通道。
较佳的，所述叶轮仅经由所述通道与壳体内部流体性连通。
较佳的，所述端盖组件内装设有吸附件，用于吸附随叶轮所产生的气流一起流动的碳粉。
较佳的，所述吸附件设于叶轮下游。
较佳的，所述端盖组件在叶轮下游具有沿叶轮圆周方向延伸的流道，自叶轮排出的流体可经所述流道被排出电机。
较佳的，所述流道内设有吸附件。
较佳的，所述环壁内侧设有轴承座，所述轴承座与环壁沿径向间隔设置并经由若干肋部相连。
较佳的，所述轴承座设于环壁内侧远离转子磁芯的一端，所述换向器设于环壁内侧邻近转子磁芯一端形成的收容空间，所述电刷可移动地装设于自环壁一体径向延伸的刷架内，所述刷架贯穿环壁并与收容空间相通。
较佳的，所述叶轮为离心式叶轮，包括弯曲的盖板、与盖板相对而设的底板、以及设于盖板和底板之间的若干叶片，所述盖板中央设气流入口。
较佳的，叶轮的气流入口伸入环壁内侧。
较佳的，所述有刷电机还包括至少一个电子元件，所述电子元件的至少电连接端子设于环壁外侧形成的相应腔室内。
本发明所举实施例具有以下有益效果：环壁可在一定程度上隔离电刷与换向器摩擦产生的噪音，从而降低电机运行时的噪音。电刷与换向器摩擦产生的碳粉可随气流一起流动至流道后被吸附件吸附，一方面可避免碳粉沉积在电机内部的电子元件上导致短路，另一方面可避免碳粉流动至电机外部而污染电机外部环境。电子元件的电连接端子设于腔室内，能够阻止碳粉沉积在电子元件的电连接端子上而导致电路短路。
附图说明
附图中：
图1示出本发明一较佳实施例的有刷电机；
图2是图1的有刷电机的剖视图；
图3示出图1的有刷电机的端盖组件的基体；
图4从另一角度示出图3中的基体；
图5示出图1的有刷电机的端盖组件的盖体；
图6从另一角度示出图5中的盖体；
图7示出传统技术中一种有刷电机及其气流路径示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为便于清晰描述，而并不限定比例关系。
图1和图2示出本发明一较佳实施例的有刷电机10。该有刷电机10较佳的为高压直流电机，尤其适用于洗碗机等。
电机10包括定子和可相对定子旋转的转子。转子包括转轴12、固定于转轴12的转子磁芯14、固定于转轴12并与转子磁芯14相邻的换向器16、以及缠绕于转子磁芯14并与换向器16电连接的转子绕组18。转子磁芯14可由若干转子芯片沿转轴轴向堆叠而成。定子包括沿转轴轴向延伸的两端开口的圆筒状壳体20、固定至壳体20的内表面的永久磁铁22、固定安装至壳体20远离换向器一端的端架24、以及固定安装至壳体20邻近换向器一端的端盖组件。永久磁铁22与转子磁芯14相对而设且两者之间具有气隙。壳体20由导磁材料制成。磁通环26固定至壳体20的外表面以降低壳体的磁通回线的磁阻。转轴12由分别设于端架24和端盖组件的两轴承28和30可旋转地支撑。
端盖组件包括基体32、紧套于基体32外侧的第一盖体34、及第二盖体36。三者彼此固定连接。一并参阅图3和图4，基体32包括中部设有第一开孔38的第一基板40、自第一开孔38朝远离转子磁芯14的方向沿轴向延伸的环壁42、以及设于环壁42内侧远离转子磁芯14一端的轴承座44。轴承座44与环壁42沿径向间隔设置并经由若干肋部46相连。换向器16设于环壁内侧邻近转子磁芯14一端形成的收容空间48。至少一对径向延伸的刷架50贯穿环壁42并与收容空间48相通。电刷52可滑动地装设于刷架50内并在弹性件（图中未示出）的弹性支撑下与换向器16滑动接触。基体32上设有用于电连接外部电源的接电端子（图中未示出）。接电端子经若干电子元件54与相应电刷16电连接，电子元件54例如可以包括电容、电路保护元件、整流元件等。这样，经接电端子输入的外部交流电源被变换为高压直流电压后，经电刷52及换向器16提供给转子绕组18。取决于所使用的交流-直流转换技术，高压直流电源可以是在50V至400V范围内的直流电压。自第一基板40朝向转子磁芯14的端面沿轴向延伸出环形突缘56，该环形突缘56的外表面与壳体20内表面紧配。本实施例中，环壁42围绕在换向器16***，末端靠近叶轮盖板76，从而可在一定程度上隔离电刷52与换向器16摩擦产生的噪音，从而降低电机运行时的噪音。可以理解，在更多实施例中，电机的接电端子也可与相应电刷16直接电连接，外部高压直流电压可直接经接电端子、电刷及换向器提供给转子绕组。
一并参阅图5和图6，第一盖体34包括中部设有第二开孔58的第二基板60、自第二基板60的外周边缘沿朝向转子磁芯14的方向延伸的侧板62、以及自第二基板60的远离转子磁芯14的端面向外延伸出的导流结构。第二盖体36在第一盖体34远离转子磁芯14的一端覆盖导流结构所形成的开口，并通过若干螺钉64与第一盖体34和基体32相固定。
导流结构包括沿径向间隔设置的内弧板66和外环68。固定至转轴12的叶轮70可旋转地设于内弧板66的内侧。第二盖体36、第二基板60、内弧板66与外环68共同形成流道72。流道72与内弧板66的内侧空间相通。内弧板66与外环68在流道72的末端相交，外环70对应流道末端的部分设若干开口74。
较佳的，叶轮70包括弯曲的盖板76、与盖板76相对而设的平板状底板78、以及若干叶片80。盖板76中央设气流入口82。所述若干叶片80在盖板76和底板78之间沿圆周方向布置，形成多个空气通路，经气流入口82被吸入的空气沿多个空气通路被高压排出到叶轮的外部。底板78固定于电机的转轴12使得叶轮70可随转轴12旋转。基体32的轴承座44伸入气流入口82。气流入口82伸入环壁42内侧。本实施例中，气流可自端架24上开设的若干通孔84进入电机内部，并在叶轮70的吸力作用下，经环壁42的内表面与轴承座44的外表面之间的通道86进入叶轮70，自叶轮出口排出后，再经流道72自外环的开口74排出，从而带走电机内部的热量。较佳的，流道72内设有例如可由防火泡沫制成的吸附件88。电刷52与换向器16摩擦产生的碳粉可随气流一起流动至流道72后被吸附件88吸附。这样，一方面可避免碳粉沉积在电机内部的电子元件上导致短路，另一方面可避免碳粉流动至电机外部而污染电机外部环境。
自第二基板60的第二开孔58的内表面沿远离转子磁芯14的方向延伸出圆环形内缘90。圆环形内缘90的内表面紧贴环壁42的外表面。较佳的，自环壁42的外表面一体延伸出多个壁部92形成若干腔室，各壁部92的径向外表面紧贴第一盖体34的侧板62的内表面。电子元件54的电连接端子设于相应腔室内。上述配置可阻止碳粉自环壁42与圆环形内缘90之间进入环壁42与侧板62之间的空间内，并且，即使某些情况下碳粉进入到环壁42与侧板62之间的空间内，由于电连接端子设于腔室内，也能够阻止碳粉沉积在电子元件54的电连接端子上而导致电路短路。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
例如，本发明的电机不仅限于高压直流电机，还可以是其他类型的有刷电机。再例如，作为一种替代，也可将开口74设在第二盖体36对应流道末端的部分，而不是设在外环70上。

Claims (11)

1.一种有刷电机，包括：
转子，包括转轴、固定于转轴的转子磁芯、固定于转轴并与转子磁芯相邻的换向器、及缠绕于转子磁芯并与换向器电连接的转子绕组；
定子，包括壳体、固定于壳体的端盖组件、及装设于端盖组件用于与换向器摩擦接触的至少一对电刷；以及
可随转子旋转的叶轮；
其中，所述端盖组件包括环绕换向器的环壁，所述环壁内侧设有流体性连通壳体内部与叶轮的通道。
2.根据权利要求1所述的有刷电机，其特征在于，所述叶轮仅经由所述通道与壳体内部流体性连通。
3.根据权利要求1所述的有刷电机，其特征在于，所述端盖组件内装设有吸附件，用于吸附随叶轮所产生的气流一起流动的碳粉。
4.根据权利要求3所述的有刷电机，其特征在于，所述吸附件设于叶轮下游。
5.根据权利要求1所述的有刷电机，其特征在于，所述端盖组件在叶轮下游具有沿叶轮圆周方向延伸的流道，自叶轮排出的流体可经所述流道被排出电机。
6.根据权利要求5所述的有刷电机，其特征在于，所述流道内设有吸附件。
7.根据权利要求1至6任一项所述的有刷电机，其特征在于，所述环壁内侧设有轴承座，所述轴承座与环壁沿径向间隔设置并经由若干肋部相连。
8.根据权利要求7所述的有刷电机，其特征在于，所述轴承座设于环壁内侧远离转子磁芯的一端，所述换向器设于环壁内侧邻近转子磁芯一端形成的收容空间，所述电刷可移动地装设于自环壁一体径向延伸的刷架内，所述刷架贯穿环壁并与收容空间相通。
9.根据权利要求1至6任一项所述的有刷电机，其特征在于，所述叶轮为离心式叶轮，包括弯曲的盖板、与盖板相对而设的底板、以及设于盖板和底板之间的若干叶片，所述盖板中央设气流入口。
10.根据权利要求9所述的有刷电机，其特征在于，叶轮的气流入口伸入环壁内侧。
11.根据权利要求1至6任一项所述的有刷电机，其特征在于，所述有刷电机还包括至少一个电子元件，所述电子元件的至少电连接端子设于环壁外侧形成的相应腔室内。
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