CN116799991B - 外转子电机 - Google Patents

Abstract

一种外转子电机，包括沿轴向延伸的转轴、固定于所述转轴上的外转子与风扇及位于所述转轴与所述外转子之间的内定子。所述外转子包括遮覆所述内定子的转子壳体，所述转子壳体设有套设于所述内定子的外周的环形壁及连接于所述环形壁的轴向前端的端壁，所述端壁邻近所述风扇设置且固定于所述转轴上。所述转子壳体设有位于端壁上且沿轴向均匀分布的出风口，所述出风口为非对称式的花瓣型结构，且所述出风口的数量为奇数个。相同转速下，本发明中花瓣型结构的出风口提升了电机定转子之间的气隙流量，改善了电机温升，提高了整机产品的续航时间。

Description

外转子电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种散热效果良好的外转子电机。

背景技术

目前市场上常见的外转子电机主要由内定子、外转子及转轴构成，通过电磁作用实现电能与机械能之间的相互转换。外转子电机的定/转子之间的主要散热风路表现为：外界空气依次流经齿轮箱外壳、电机定转子气隙、电机外转子出风口以及风扇叶片。由此可见，影响电机温升的主要因素有电机定转子之间的气隙通风面积、电机外转子的通风面积。由于电机气隙受到定子槽间绕线匝数以及转子磁钢结构的整体布置影响，使得气隙通风面积基本固定。因此，当前设计大都通过改变外转子的通风面积从而达到控制电机温升的目的。然而，现有技术方案缺陷有：一、电机外转子的出风口设计为对称的多孔型、翅型或者扇形，该设计缺陷表现为电机定转子气隙流量较小，不足以提供电机的散热需求；二、电机风叶常采用径向叶片设计，导致风叶功耗较大；以上问题造成电机温升高，整机产品续航时间下降。

鉴于此，确有必要提供一种改进的外转子电机，以克服先前技术存在的缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种外转子电机，其具有非对称式的花瓣型结构的出风口，提升了外转子电机的定转子之间的气隙流量。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种外转子电机，包括沿轴向延伸的转轴、固定于所述转轴上的外转子与风扇及位于所述转轴与所述外转子之间的内定子。所述外转子包括遮覆所述内定子的转子壳体，所述转子壳体设有套设于所述内定子的外周的环形壁及连接于所述环形壁的轴向前端的端壁，所述端壁邻近所述风扇设置且固定于所述转轴上。所述转子壳体设有位于所述端壁上且沿轴向均匀分布的出风口，所述出风口为非对称式的花瓣型结构，且所述出风口的数量为奇数个，所述内定子包括套设于所述转轴上的定子支架及固持于所述定子支架上的定子铁芯，所述定子铁芯设有固定于所述定子支架上的环状部及自所述环状部沿径向向外凸伸的数个齿部，所述出风口的周向外缘到圆心的距离为r，所述齿部的外缘半径为d1，所述环状部的外缘半径为d2，其中(d1+d2)/2<r<d1。

进一步改进方案为：所述出风口的数量为5个。

进一步改进方案为：所述内定子包括绕置于所述定子铁芯上的绕组，所述绕组绕设于对应的所述齿部上。

进一步改进方案为：所述端壁设有位于相邻的两个所述出风口之间的肋部，所述肋部的厚度为L1，其中3mm<L1<(d1-d2)/2。

进一步改进方案为：所述风扇位于所述端壁的轴向前端且设有固定于所述转轴上的环形基部及自所述基部沿径向向外弯曲延伸的数个叶片，所述叶片呈弧形设置。

进一步改进方案为：所述风扇设有自所述基部的轴向前端沿径向向外凸伸的圆形基板，所述叶片自所述基板的轴向后端面沿轴向向后凸伸形成。

进一步改进方案为：所述出风口的数量为n个，所述叶片的数量为2(n+1)个。

进一步改进方案为：所述外转子包括固持于所述环形壁的内壁面上的转子支架及贴合于所述环形壁的内壁面的数个磁钢，所述磁钢通过所述转子支架固定于所述转子壳体内。

进一步改进方案为：所述外转子电机为单向旋转电机或双向旋转电机。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：所述转子壳体设有位于端壁上且沿轴向均匀分布的出风口，所述出风口为非对称式的花瓣型结构，且所述出风口的数量为奇数个。相同转速下，本发明中花瓣型结构的出风口提升了电机定转子之间的气隙流量，改善了电机温升，提高了整机产品的续航时间。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明:

图1是本发明较佳实施例的外转子电机的立体示意图；

图2是图1所示的外转子电机的部分分解图；

图3是图1所示的外转子电机另一角度的部分分解图；

图4是图1所示的外转子电机中转子壳体与风扇的主视图；

图5是图4所示的转子壳体的主视图；

图6是图1所示的外转子电机的主视图。

图中附图标记的含义：

100、外转子电机 10、转轴 20、外转子 21、转子壳体 211、环形壁 212、端壁 213、出风口 214、肋部 22、转子支架 23、磁钢 30、内定子 31、定子支架 311、轴承 32、定子铁芯 321、环状部 322、齿部 33、绕组 40、风扇 41、基部 42、基板 43、叶片

具体实施方式

在本发明中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。例如下述的“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1至图6所示为本发明较佳实施例涉及的一种外转子电机100，所述外转子电机100通常应用于电动工具内，尤其是一种高压清洗机 (未图示)。所述外转子电机100包括沿轴向延伸的转轴10、固定于转轴10上的外转子20、位于转轴10与外转子20之间的内定子30及固定于转轴10上的风扇40。所述转轴10带动外转子20与风扇40共同作旋转运动。

请参阅图2至图3所示，所述外转子20包括遮覆内定子30的转子壳体21、固持于转子壳体21的内壁面上的转子支架22及贴合于转子壳体21的内壁面的数个磁钢23，所述磁钢23通过转子支架22固定于转子壳体21内。所述转子壳体21设有套设于内定子30的外周的环形壁211及连接于环形壁211的轴向前端的端壁212，所述端壁212邻近风扇40设置且固定于转轴10上。本实施方式中，所述转子支架22与磁钢23均贴合于环形壁211的内壁面上。

所述转子壳体21设有位于端壁212上的出风口213，所述出风口213沿轴向均匀分布，不仅可以保证良好的动平衡性能，还能保证一定的旋转刚度。所述出风口213为非对称式的花瓣型结构，且所述出风口213的数量为奇数个，本实施方式中，所述出风口213的数量为5个。与现有的外转子电机的通风口结构相比，在相同的转速下，本发明中花瓣型结构的出风口213可降低风扇40的20%功耗，同时使得电机定转子之间的气隙流量提升10%，即提升了电机定转子之间的气隙流量，改善了电机温升，从而提高了整机产品的续航时间。

结合图5及图6所示，所述内定子30包括套设于转轴10上的定子支架31、固持于定子支架31上的定子铁芯32及绕置于定子铁芯32上的绕组33，所述定子支架31通过轴承311旋转连接于所述转轴10上。所述定子铁芯32设有固定于定子支架31上的环状部321及自环状部321沿径向向外凸伸的数个齿部322，所述齿部322沿周向均匀分布，且所述绕组33绕设于对应的齿部322上。

进一步地，所述出风口213的周向外缘到圆心的距离为r，所述齿部322的外缘半径为d1，所述环状部321的外缘半径为d2，其满足以下尺寸关系：(d1+d2)/2<r<d1，r的尺寸满足上述条件，使得r不会因为尺寸太小而不能保证足够的通风量，也不会因为尺寸太大从而影响到外转子电机100的功耗和效率。同时，所述端壁212设有位于相邻的两个出风口213之间的肋部214，所述肋部214的厚度为L1，其满足以下尺寸关系：3mm<L1<(d1-d2)/2，L1的尺寸满足上述条件，使得L1不会因为尺寸太大而导致出风口213的通流面积不足，从而影响电机温升；亦不会因为尺寸太小而导致出风口213周边的应力分布不均匀，从而影响外转子20的结构强度。

结合图4所示，所述风扇40位于端壁212的轴向前端且设有固定于转轴10上的环形基部41、自基部41的轴向前端沿径向向外凸伸的圆形基板42及自基部41沿径向向外弯曲延伸的数个叶片43。所述叶片43自基板42的轴向后端面沿轴向向后凸伸形成，且所述叶片43呈弧形设置。同时，设定所述出风口213的数量为n个(n≥3)，则所述叶片43的数量为2(n+1)个；针对电动工具，外转子电机100的正向旋转使用工况占比较大，弧形的叶片43配合花瓣型结构的出风口213能够在降低功耗的基础上显著增加电机定转子之间的气隙流量；而外转子电机100的反转使用工况占比较小，采用弧形的叶片43对外转子电机100的温升影响较小。由此，本发明不局限应用于单向旋转电机，基于双向旋转电机的电动工具仍然适用。

本发明中，所述转子壳体21设有位于端壁212上且沿轴向均匀分布的出风口213，所述出风口213为非对称式的花瓣型结构，且所述出风口213的数量为奇数个。相同转速下，本发明中花瓣型结构的出风口213提升了电机定转子之间的气隙流量，改善了电机温升，提高了整机产品的续航时间。

本发明不局限于上述具体实施方式。本领域普通技术人员可以很容易地理解到，在不脱离本发明原理和范畴的前提下，本发明的外转子电机还有很多的替代方案。本发明的保护范围以权利要求书的内容为准。

Claims (8)

1.一种外转子电机，包括沿轴向延伸的转轴、固定于所述转轴上的外转子与风扇及位于所述转轴与所述外转子之间的内定子，所述外转子包括遮覆所述内定子的转子壳体，所述转子壳体设有套设于所述内定子的外周的环形壁及连接于所述环形壁的轴向前端的端壁，所述端壁邻近所述风扇设置且固定于所述转轴上；其特征在于：所述转子壳体设有位于所述端壁上且沿轴向均匀分布的出风口，所述出风口为非对称式的花瓣型结构，且所述出风口的数量为奇数个且不小于3个，所述内定子包括套设于所述转轴上的定子支架及固持于所述定子支架上的定子铁芯，所述定子铁芯设有固定于所述定子支架上的环状部及自所述环状部沿径向向外凸伸的数个齿部，所述出风口的周向外缘到圆心的距离为r，所述齿部的外缘半径为d1，所述环状部的外缘半径为d2，其中(d1+d2)/2<r<d1；所述端壁设有位于相邻的两个所述出风口之间的肋部，所述肋部的厚度为L1，其中3mm<L1<(d1-d2)/2。

2.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于：所述出风口的数量为5个。

3.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于：所述内定子包括绕置于所述定子铁芯上的绕组，所述绕组绕设于对应的所述齿部上。

4.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于：所述风扇位于所述端壁的轴向前端且设有固定于所述转轴上的环形基部及自所述基部沿径向向外弯曲延伸的数个叶片，所述叶片呈弧形设置。

5.根据权利要求4所述的外转子电机，其特征在于：所述风扇设有自所述基部的轴向前端沿径向向外凸伸的圆形基板，所述叶片自所述基板的轴向后端面沿轴向向后凸伸形成。

6.根据权利要求4所述的外转子电机，其特征在于：所述出风口的数量为n个，所述叶片的数量为2(n+1)个。

7.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于：所述外转子包括固持于所述环形壁的内壁面上的转子支架及贴合于所述环形壁的内壁面的数个磁钢，所述磁钢通过所述转子支架固定于所述转子壳体内。

8.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于：所述外转子电机为单向旋转电机或双向旋转电机。