CN109104060B - 无刷电机 - Google Patents

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Abstract

一种无刷电机，包括：转子组件，包括轴，叶轮，轴承组件和转子芯部；定子组件；框架，包括外部部分和在外部部分径向内部的支撑部分，所述支撑部分支撑转子组件和定子组件中的至少一个；以及至少一个柱，在外部部分和支撑部分之间延伸，其中柱和定子组件被对齐，使得柱的至少一部分和定子组件的至少一部分沿大体平行于转子组件的旋转轴线的线布置。

Description

无刷电机
技术领域
本发明的实施例涉及一种无刷电机。
背景技术
大体期望以数个方式改进电机。特别地，改进可在尺寸，重量，制造成本，效率，可靠性和噪音等方面被期望。
发明内容
根据第一方面，提供了一种无刷电机，包括：转子组件，包括轴，叶轮，轴承组件和转子芯部；定子组件；框架，包括外部部分和在外部部分径向内部的支撑部分，所述支撑部分支撑转子组件和定子组件中的至少一个；以及至少一个柱，在外部部分和支撑部分之间延伸，其中柱和定子组件被对齐，使得柱的至少一部分和定子组件的至少一部分沿大体平行于转子组件的旋转轴线的线布置。
无刷电机可由此通过对齐定子组件和柱以使当空气流运动穿过在使用中的电机时，柱的至少一部分位于定子组件的滑流内或反之亦然，而被改进。由此，空气流不需要大量改变方向或完全不改变方向，以便绕过柱和定子中的一个流动，因为空气流已绕过柱和定子的另一个流动。这可有助于减少电机内的湍流和噪音。
在优选实施例中，空气流动越过定子组件，然后越过柱朝向叶轮流动，尽管在其他实施例中，空气可首先流动越过柱和/或空气流动方向可被颠倒。
在一些实施例中，柱沿远离定子组件的方向锥形渐缩(tapered)。由此，柱是空气动力学形状，且由此进一步地有助于减少电机内的湍流和噪音。
在一些实施例中，柱的周向宽度小于定子组件的周向宽度。这通过确保空气流在它已流动越过定子组件之后不需要改变显著方向以流动经过柱，而有助于柱的空气动力学轮廓。
无刷电机可包括多个定子组件和多个柱，每个柱在外部部分和支撑部分之间延伸且与相应的定子组件对齐，使得柱的至少一部分和相应的定子组件的至少一部分为沿大体平行于转子组件的旋转轴线的线布置。因此，在具有多个定子组件的电机中，多个柱可被用于互相连接框架的不同部分，由此增加强度和稳定性。每个柱相对于相应的定子组件定位，其有助于减少电机内的湍流和噪音。
在一些实施例中，框架的外部部分包括叶轮罩，其覆盖叶轮。由此，例如，以这种方式将罩与框架一体形成可简化电机的结构。
框架的外部部分可包括引导部分，其用于朝向叶轮引导空气流，例如以提高电机的性能。
附图说明
现在将参考附图，仅通过举例的方式描述本发明的实施例，在附图中:
图1示出了根据本发明的实施例的电机的分解透视图；
图2示出了转子组件的分解透视图；
图3示出了根据本发明的实施例的定子的分解透视图；
图4示出了根据本发明的实施例的电机的横截面图；
图5示出了根据本发明的实施例的电机的横截面图；
图6示出了根据本发明的实施例的电机框架的透视图；
图7示出了根据本发明的实施例的电机框架和定子组件的端部视图；以及
图8示出了穿过根据本发明的实施例的框架和定子组件的横截面图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的实施例的电机10的分解透视图。为了清晰起见，某些部件(比如控制电子器件和外部壳体)没有被示出。电机10包括转子组件12，框架14和四个定子组件16，18，20和22。当电机10被装配时，转子组件12定位在框架14内且被安装到框架14，且定子部件位于框架14中的相应槽内。例如，定子组件20位于框架内的槽24内。框架14可为一件式结构，例如被铸造为单个物体，且包括叶轮罩26，其覆盖叶轮，如图4中所示。电机10还包括扩散器28。
图2示出了转子组件12的分解透视图。转子组件12包括轴30，转子芯部永磁体32，第一平衡环34和第二平衡环36被安装到轴30上。当转子组件12被装配时，一对轴承38，40被安装在轴30上，芯部32和平衡环34，36的两侧上。叶轮42被安装在轴30的一端处，传感器磁体44被安装在另一端处。
图3示出了定子组件50的分解透视图。定子组件50可为图1中所示的定子组件16，18，20，22中的任一个。定子组件50包括x形定子芯部52，第一c形线轴部分54和第二c形线轴部分56。
定子芯部52包括背部58，第一臂部60和第二臂部62。每个臂部60，62包括定子芯部52的外表面上的相应的突出部64，66。突出部64，66沿定子的轴向长度延伸。
第一线轴部分54包括臂部，该臂部限定第一槽68。同样地，第二线轴部分56包括臂部，该臂部限定第二槽70。线轴部分54，56滑动到定子芯部52上，以使当被装配时，槽68，70容纳定子芯部52的背部58，如图1，4和5中所示。线轴部分54，56具有大体H形形状横截面，以使定子绕组(未示出)可在装配的定子组件中围绕线轴部分且由此围绕定子芯部52的背部58缠绕。
图4示出了装配的电机10的穿过包括转子组件12的旋转轴线的平面的横截面视图。可看出转子组件12的轴承38，40被直接安装到框架14且安装在框架14内。定子组件16，20还被示出为被***框架14中的它们相应的槽内。可看出在每个定子组件上，线轴部分54，56围住定子芯部52的背部58。
图5示出了装配的电机10的穿过垂直于转子组件12的旋转轴线的平面的横截面视图。定子组件16，18，20，22被示出为包括它们相应的绕组72。定子组件16，18，20，22被示出为被***框架14内的它们相应的槽中。例如，定子组件16被***槽80，而定子组件20被示出为被***槽24。
定子组件被***它们的槽直到定子芯部52的臂部60，62上的突出部64，66接触框架14的相应表面。例如，定子组件16的定子芯部52的突出部64，66接触框架14中的槽80的相应的端部表面82，84。结果，在电机的装配期间，每个定子组件可被***它们相应的槽内且沿径向方向朝向转子组件滑动直到突出部接触框架14的适当部分，比如槽的边缘。例如，定子16被示出为在它的完全***位置，以使突出部64，66接触槽80的边缘82，84。其他定子组件18，20和22可以以相似的方式***它们相应的槽内。
在这点上，定子组件进入槽的进一步***被阻止，且由此定子组件进入槽朝向转子组件12的进一步径向运动被阻止。当定子组件16，18，20，22已被完全***它们相应的槽内时，定子组件可被固定在位。例如，粘合剂可被施加到突出部64和/或66接触框架14的区域，以阻止定子组件相对于框架的进一步运动。
因此，在装配的电机10中，定子芯部52的径向位置基于定子组件和框架14之间的接触而设置。此外，转子组件12的径向位置基于转子组件12和框架14之间的接触而设置。结果，定子芯部52的极末端和转子组件12的转子芯部32之间的间隙被严格控制，因为它取决于少量部件的公差。该间隙可由此被制造得更小而没有定子芯部极末端接触转子芯部32的风险。
图6示出了框架14的透视图，图7示出了沿轴向方向从框架14的端部(其包括罩26)的框架14和定子组件16，18，20，22的视图。定子组件被示出在图5和7中，为了清晰起见，没有绕组。示出了框架14包括外部部分90和内部部分92，内部部分92在外部部分90径向内部且与外部部分90大体同中心。内部部分92可支撑轴承38，40，如图4中所示。外部部分90可包括罩26，且可直接地或间接地支撑其他部件，比如电机壳体或外部外壳(未示出)。
多个柱94，96，98，100沿径向方向在外部部分90和内部部分92之间延伸，以支撑内部部分92。在所示实施例中，存在四个柱，其围绕框架14的周边等距间隔开，尽管在其他实施例中，可以存在一个或多个柱，和/或柱可不被等距间隔开或不具有相同尺寸。
如图4，6和7中所示，柱轴向地定位为临近框架14中用于定子组件的槽(比如槽24和80)，以使当定子组件被***它们相应的槽时，定子组件轴向地邻近柱。也就是说，每个柱与相应的定子组件沿轴向方向对齐，以使柱和定子组件沿大体平行于转子组件12的旋转轴线的线布置。
在使用中，当电机10的转子组件12旋转时，在所示实施例中，空气沿轴向方向流动越过定子组件16，18，20，22和柱94，96，98，100，在外部部分90和内部部分92之间且朝向叶轮42流动。空气被要求绕任何障碍物(比如定子组件和柱)流动，其可引起电机内的湍流和噪音。通过将柱与定子组件沿轴向线对齐，空气流动在它已流动越过另一个时不需要改变方向以流动越过这些中的一个。实际上，这些中的一个位于另一个的滑流(slipstream)中。例如，在图中所示的电机10中，柱94，96，98，100位于相应的定子组件16，18，20和22的滑流中。相比较于柱和定子组件不沿轴向方向对齐的电机，这可降低湍流和噪音。
图8示出了框架14和定子组件16中的一个(为了清晰起见没有示出绕组)的横截面图。这个横截面图还示出了穿过柱94的横截面。示出了柱94的周向范围或周向宽度小于定子组件16的周向范围或周向宽度，以使柱94沿空气流动方向完全在定子组件16“背后”。空气流动方向由图8中的箭头110大体示出。由此，流动穿过电机10且框架14的内部部分92和外部部分90之间的空气不需要遇到且绕过柱的侧部112，或不需要不需要遇到且绕过柱的侧部到这样的程度，因为空气流已绕过定子组件16流动。绕过定子组件16且越过柱94的空气流通过图8中的虚线箭头示出。在一些实施例中，柱靠近定子组件16以确保这个效果被实现。框架14的外部部分90包括引导部分114，其引导空气流110朝向叶轮42的一个端部(如图1，2和4中所示)。
图8中所示的柱94的横截面还示出柱沿远离定子组件16的方向且沿空气流动方向成锥形。这提供了柱94空气动力学轮廓，且一旦空气已流过柱94则减少湍流和噪音的出现。

Claims (5)

1.一种无刷电机，包括：
转子组件，包括轴，叶轮，轴承组件和转子芯部；
定子组件；
框架，包括外部部分和在外部部分径向内部的支撑部分，所述支撑部分支撑转子组件和定子组件中的至少一个；以及
至少一个柱，在外部部分和支撑部分之间延伸，其中柱和定子组件沿轴向方向被对齐，使得柱的至少一部分和定子组件的至少一部分沿大体平行于转子组件的旋转轴线的线布置，使得当空气移动通过使用中的电机时，空气流动越过定子组件，然后越过柱朝向叶轮流动，
其中，所述无刷电机包括多个定子组件和多个柱，每个柱在外部部分和支撑部分之间延伸且与相应的定子组件对齐，使得柱的至少一部分和相应的定子组件的至少一部分为沿大体平行于转子组件的旋转轴线的线布置。
2.根据权利要求1所述的无刷电机，其中所述柱沿远离定子组件的方向成锥形渐缩。
3.根据权利要求1所述的无刷电机，其中柱的周向宽度小于定子组件的周向宽度。
4.根据上述权利要求中任一项所述的无刷电机，其中框架的外部部分包括叶轮罩，其覆盖叶轮。
5.根据上述权利要求1至3中任一项所述的无刷电机，其中框架的外部部分包括引导部分，用于朝向叶轮引导空气流。
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