CN206272387U - 一种高性能无刷直流电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高性能无刷直流电机，包括电机外壳(1)、电机前端盖(2)、电机后端盖(3)、设置在所述电机外壳(1)内的定子(4)与转子(5)、电机转轴(6)和控制器(7)，电机前端盖(2)和电机后端盖(3)分别卡合于电机外壳(1)的两端，电机前端盖(2)、电机后端盖(3)与电机外壳(1)的接合处分别设有第一密封橡胶圈(13)、第二密封橡胶圈(14)，定子(4)具有多个且串联排布，转子(5)环绕于多个串联排布的定子(4)外，共同套接于电机转轴(6)上，控制器(7)为中心有孔(71)的圆盘状，靠近电机后端盖(3)并通过该孔(71)与电机转轴(6)套接，控制器(7)与近电机后端盖(3)的定转子组件之间设有金属薄片(8)，控制器(7)近电机后端盖(3)的一端面电连接制冷片(9)。本实用新型提高了电机的整体特性、工作效率和清洁度。

Description

一种高性能无刷直流电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种高性能无刷直流电机。

背景技术

直流电机包括有刷直流电机和无刷直流电机，而无刷直流电机又分无刷轴传动电机和无刷外传动电机。对于无刷轴传动电机而言，转子位于定子内壁，实现内转子传动。但由于反电动势的存在，转子的扭转力矩往往大打折扣，从而使得工作效率不高。

同时，控制器作为无刷直流电机中驱动器的重要组成部分，在工作时既不能受电磁干扰，又不能过热，一旦受到电磁干扰，则会导致电机无法正常工作，若是过热，则会导致控制器中的相关部件被烧坏。

而且，电动机一般工作在环境比较恶劣的地方，在使用时会有大量粉尘、铁屑等小颗粒进入电机内部，而粉尘、铁屑进入电机定子，会严重影响定子线圈绕组漆包线的绝缘效果，落在转子磁铁上，也会影响磁铁的磁性。

在实现本实用新型的过程中，本发明人发现现有技术常采用以下方式来克服上述问题：1、通过增加线圈缠绕密度的方式来提高扭转力矩；2、将控制器置于电机外，使其免去电磁干扰和过度受热；3、将电机的前端盖和后端盖设置成光滑的平面以此阻挡粉尘等细小颗粒的进入。

虽然采用增加线圈缠绕密度的方式能增加磁通密度，但由于线圈的增加，反电动势也随着增加，从而转子最终受到的有效力矩并未增加，致使最终效果不明显；将控制器与电机分离，虽能解决问题，但得配置专门的控制盒来安装和保护，致使使用不便，且成本增加；将电机前端盖和后端盖设置成光滑的平面虽能阻挡细小颗粒从电机的前后端面进入，但端面与电机壳体的接合处仍会存在粉尘等小颗粒进入的问题，且这样的设置不利于电机的通风散热性。

因此，有必要寻求一种更有效的方式来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种无刷直流电机，通过对应增加定子个数来提高扭转力矩，将控制器设置成中心有孔的圆盘状，套设于转轴上，并在定子与控制器间设置金属薄片来解决控制器的电磁干扰问题，利用制冷片和小风扇实现降温，以此提高无刷直流电机的工作效率；通过设置密封橡胶圈和过滤网防止粉尘颗粒等的进入，提高电机内部的清洁度。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种高性能无刷直流电机，包括电机外壳、电机前端盖、电机后端盖、设置在所述电机外壳内的定子与转子、电机转轴和控制器，其特征在于：所述电机前端盖和电机后端盖分别卡合于所述电机外壳的两端，所述电机前端盖、电机后端盖与所述电机外壳的接合处分别设有第一密封橡胶圈、第二密封橡胶圈，所述定子具有多个并串联排布，所述转子环绕于多个所述定子外，并配合套接于所述电机转轴上，所述控制器为中心有孔的圆盘状，靠近所述电机后端盖并通过所述孔与所述电机转轴套接，所述控制器与近所述电机后端盖的定转子组件之间设有金属薄片，所述控制器近所述电机后端盖的一端面电连接制冷片。

进一步的，所述电机外壳为圆柱筒状，其两端面分别形成大小相等的圆周方向的第一凹槽、第二凹槽，所述电机前端盖、电机后端盖分别形成与对应凹槽相应的凸圈，所述密封橡胶圈位于所述凹槽内，宽度略小于所述凹槽宽度，以使所述凹槽与凸圈紧密接合。

进一步的，所述定子包括环状部和由所述环状部外壁向外延伸形成的多个齿部，所述齿部均匀的分布于所述环状部外壁上，所述齿部的末端向左右方向对称展开形成具有一定弧度，并沿所述定子的轴向方向延伸的靴部，多个所述靴部围合成与所述转子接触的环体面。

进一步的，所述定子的个数为两个。

进一步的，所述制冷片的制冷面贴合所述控制器，散热面靠近所述电机后端盖，所述电机前端盖和电机后端盖上均设有散热槽，所述电机转轴的最前端和最后端均设有同轴旋转的风扇。

进一步的，所述电机前端的风扇与近所述电机前端盖的定转子组件之间、所述电机后端的风扇与所述制冷片之间各设有一层过滤网。

进一步的，所述控制器上设有用于测量所述转子位置的位置传感器。

本实用新型的有益技术效果如下：

1、通过增加定子个数，使得公用的转子上的扭转力矩合力增加，提高了电机的工作效率；

2、将控制器设置成与电机转轴同轴旋转的圆盘状，并将位置传感器设置于控制器上，一方面避免了将控制器与电机分离带来的不便，另一方面将现有技术中常设于电机上的位置传感器设于旋转的控制器上，既满足了位置传感器能获得转子位置的需求，又使得安装操作方便简洁；

3、在控制器与最靠近电机后端盖的一组定转子组合之间设置的金属薄片能吸收电机定转子工作时产生的磁场，从而使得控制器免受电磁的干扰；

4、为控制器设置制冷片，在控制器发热时，制冷片的制冷面能将控制器的热量吸走，并通过散热面和电机后端盖散热，提高了散热效率；在电机转轴两端设置风扇，使其能随转轴一起转动，也增加了通风散热性，使得电机的整体性能得到大大提升。

5、在端盖与电机壳体连接处设置密封橡胶圈能起到防止细小颗粒进入电机内的作用，在两风扇之间再设置过滤网，能进一步防止粉尘颗粒等的进入，提高电机内部的清洁度。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个优选实施例的电机整体结构示意图。

图2(a)为电机壳体的结构图。

图2(b)-2(c)为电机壳体与端盖的连接示意图

图3是根据本实用新型的一个优选实施例的定子结构示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1-3所示，是根据本实用新型一种高性能无刷直流电机提供的一种实施例构造，其包括电机外壳1、电机前端盖2、电机后端盖3、设置在所述电机外壳1内的定子4与转子5、电机转轴6和控制器7，所述电机前端盖2和电机后端盖3分别位于所述电机外壳1的两端。

如图2(a)-2(c)所示，所述电机前端盖2和电机后端盖3采用卡合的方式与所述电机外壳1连接，所述电机外壳1为圆柱筒状，其两端面分别形成圆周方向的第一凹槽11、第二凹槽12，所述第一凹槽11与第二凹槽12大小宽度相等，所述电机前端盖2形成与所述第一凹槽11相应的第一凸圈21，所述电机后端盖3形成与所述第二凹槽12相应的第二凸圈31，所述凹槽11、12内设有宽度略小于所述凹槽宽度的第一密封垫圈13、第二密封垫圈14，以使得所述电机前端盖2、电机后端盖3能与所述电机外壳1紧密卡合，增加接触的密封性，有效防止粉尘等颗粒进入电机外壳1内。所述密封垫圈可以是密封橡胶圈。

所述电机前端盖2的左右侧壁上分别设有第一扣槽22、电机后端盖3的左右侧壁上分别设有第二扣槽32，以使得操作人员拆卸电机壳体时，能将手指放入该扣槽以方便用力实行拆卸。对应的，所述电机外壳1前端的左右侧壁上分别设有第一压槽15，后端的左右侧壁上分别设有第二压槽16，以方便操作人员拆卸电机壳体时，通过该压槽对所述电机外壳施加与所述扣槽运动方向相反的稳压力，实行拆卸。

所述定子4有多个，并串联布置，优选的为两个；所述转子5为一个，其环绕于多个串联排布的所述定子4外，并配合套接于所述电机转轴6上。所述控制器7为中心有孔71的圆盘状，通过所述孔71与所述电机转轴6套接，所述控制器7与近所述电机后端盖3的定转子组件之间设有金属薄片8，所述控制器7近所述电机后端盖3的一端面电连接制冷片9，所述电机前端盖2和电机后端盖3上均设有散热槽。

进一步的，所述定子4包括环状部41和由所述环状部41外壁向外延伸形成的多个齿部42，所述齿部42均匀的分布于所述环状部41外壁上，所述齿部42的末端向左右方向对称展开形成具有一定弧度，并沿所述定子的轴向方向延伸的靴部43，多个所述靴部43围合成与所述转子5接触的环体面。

进一步的，所述制冷片9的制冷面贴合所述控制器7，散热面靠近所述电机后端盖3，所述电机转轴6的最前端和最后端均设有同轴旋转的风扇101、风扇102。

所述电机前端的风扇101与近所述电机前端盖2的定转子组件之间、所述电机后端的风扇102与所述制冷片9之间各设有一层过滤网111、过滤网112。

进一步的，所述控制器7上设有用于测量所述转子位置的位置传感器72。

该实施例增加定子个数，虽然不能避免每个定子与转子构成的定转子组件间产生反电动势，但对多个定子对应的同一个转子而言，该转子的有效旋转扭矩增大，这样所谓的多对定转子组件共同位于同一电机转轴时，合力产生的有限旋转扭矩就会增大，也即增加了转轴的扭转力矩合力，从而提高了电机的工作效率；将控制器设置成与转轴同轴旋转的圆盘状，并将位置传感器设置于控制器上，一方面避免了由控制器与电机分离带来的不便，另一方面将现有技术中常设于电机上的位置传感器设于旋转的控制器上，既满足了位置传感器能获得转子位置的需求，又使得安装操作方便简洁；在控制器与最靠近电机后端盖的一组定转子组合之间设置的金属薄片能吸收电机定转子工作时产生的磁场，从而使得控制器免受电磁的干扰；为控制器设置制冷片，在控制器发热时，制冷片的制冷面能将控制器的热量吸走，并通过散热面和电机后端盖散热，提高了散热效率；在电机转轴两端设置风扇，使其能随转轴一起转动，也增加了通风散热性，使得电机的整体性能得到大大提升；在端盖与电机壳体连接处设置密封橡胶圈能起到防止细小颗粒进入电机内的作用，在两风扇之间再设置过滤网，能进一步防止粉尘颗粒等的进入，提高电机内部的清洁度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种高性能无刷直流电机，包括电机外壳(1)、电机前端盖(2)、电机后端盖(3)、设置在所述电机外壳(1)内的定子(4)与转子(5)、电机转轴(6)和控制器(7)，其特征在于：所述电机前端盖(2)和电机后端盖(3)分别卡合于所述电机外壳(1)的两端，所述电机前端盖(2)、电机后端盖(3)与所述电机外壳(1)的接合处分别设有第一密封橡胶圈(13)、第二密封橡胶圈(14)，所述定子(4)具有多个且串联排布，所述转子(5)环绕于多个串联排布的所述定子(4)外，共同套接于所述电机转轴(6)上，所述控制器(7)为中心有孔(71)的圆盘状，靠近所述电机后端盖(3)并通过所述孔(71)与所述电机转轴(6)套接，所述控制器(7)与近所述电机后端盖(3)的定转子组件之间设有金属薄片(8)，所述控制器(7)近所述电机后端盖(3)的一端面电连接制冷片(9)。

2.根据权利要求1所述的无刷直流电机，其特征在于：所述电机外壳(1)为圆柱筒状，其两端面分别形成大小相等的圆周方向的第一凹槽(11)、第二凹槽(12)，所述电机前端盖(2)形成与所述第一凹槽(11)相应的第一凸圈(21)、所述电机后端盖(3)形成与所述第二凹槽(12)对应的第二凸圈(31)，所述第一密封橡胶圈(13)位于所述第一凹槽(11)内，所述第二密封橡胶圈(14)位于所述第二凹槽(12)内，所述密封橡胶圈宽度略小于凹槽宽度，以使所述凹槽与凸圈紧密接合。

3.根据权利要求2所述的无刷直流电机，其特征在于：所述定子(4)包括环状部(41)和由所述环状部(41)外壁向外延伸形成的多个齿部(42)，所述齿部(42)均匀的分布于所述环状部(41)外壁上，所述齿部(42)的末端向左右方向对称展开形成具有一定弧度，并沿所述定子(4)的轴向方向延伸的靴部(43)，多个所述靴部(43)围合成与所述转子(5)接触的环体面。

4.根据权利要求3所述的无刷直流电机，其特征在于：所述定子(4)的个数为两个。

5.根据权利要求1所述的无刷直流电机，其特征在于：所述制冷片(9)的制冷面贴合所述控制器(7)，散热面靠近所述电机后端盖(3)，所述电机前端盖(2)和电机后端盖(3)上均设有散热槽，所述电机转轴(6)的最前端设有同轴旋转的风扇(101)，最后端设有同轴旋转的风扇(102)。

6.根据权利要求5所述的无刷直流电机，其特征在于：所述电机前端的风扇(101)与近所述电机前端盖(2)的定转子组件之间设有一层过滤网(111)、所述电机后端的风扇(102)与所述制冷片(9)之间设有一层过滤网(112)。

7.根据权利要求6所述的无刷直流电机，其特征在于：所述控制器(7)上设有用于测量所述转子(5)位置的位置传感器(72)。