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CN114552839A - 高性能无刷电机 - Google Patents

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CN114552839A
CN114552839A CN202210098705.6A CN202210098705A CN114552839A CN 114552839 A CN114552839 A CN 114552839A CN 202210098705 A CN202210098705 A CN 202210098705A CN 114552839 A CN114552839 A CN 114552839A
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CN
China
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rear end
fixed
rotor shaft
stator winding
end cover
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马万琪
阮小丁
华垚强
周江峰
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Zhejiang Linix Motor Co Ltd
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Dongyang Linix Machine Electricity Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种高性能无刷电机，属于电机技术领域，它包括机壳和固定于所述机壳两端的前端盖和后端盖，所述机壳内设有转子总成和位于其外侧的定子总成，所述转子总成包括转子轴和固定于所述转子轴上的磁钢，所述定子总成包括定子铁芯和位于其内侧的定子绕组，所述磁钢外圈与所述定子铁芯内圈之间形成有环形空间，所述定子绕组位于所述环形空间内且其出线端与固定于所述后端盖内端的连接部形成固定连接。本发明具有能够使定子绕组的外径可以更接近定子铁芯的内径，能够增大线圈调整的范围，并且便于线圈的拆卸和装配，同时电机性能可调的范围也会增大，从而能够提高电机的性能，并且能够降低绕线的工艺要求等优点。

Description

高性能无刷电机
技术领域
本发明涉及一种高性能无刷电机，属于电机技术领域。
背景技术
无刷直流电机作为一种体积小的高效率电机，在各种领域被广泛运用。由于电机内部尺寸在电机功率设定后也随之有了定值，而如何节省电机内部空间，充分利用整机空间，在不改变电机功率的前提下，保证电机的高性能，仍是急需解决的技术问题。目前，电机内的定子绕组是通过胶水粘接固定在定子铁芯的内圈，因此，装配时需要在定子铁芯与定子绕组之间的接触面涂满胶水，使得装配后的定子铁芯与定子绕组之间存在一定间隙，占用了一部分电机的内部空间，从而限制了定子绕组的尺寸，使得线圈调整的范围和电机性能可调的范围均减小，导致电机的性能受到影响，并且空间减小还会使绕线的工艺要求变得更高。
发明内容
本发明目的在于提供一种高性能无刷电机，解决了现有技术中存在的装配后的定子铁芯与定子绕组之间存在一定间隙，占用了一部分电机的内部空间，从而限制了定子绕组的尺寸，使得线圈调整的范围和电机性能可调的范围均减小，导致电机的性能受到影响，并且空间减小还会使绕线的工艺要求变得更高等问题。
本发明的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的：一种高性能无刷电机，包括机壳和固定于所述机壳两端的前端盖和后端盖，所述机壳内设有转子总成和位于其外侧的定子总成，所述转子总成包括转子轴和固定于所述转子轴上的磁钢，所述定子总成包括固定于所述机壳内壁的定子铁芯和位于其内侧的定子绕组，所述磁钢外圈与所述定子铁芯内圈之间形成有环形空间，所述定子绕组位于所述环形空间内且其出线端与固定于所述后端盖内端的连接部形成固定连接。
本发明装置通过将定子绕组的出线端与后端盖内端的连接部形成固定连接，使得定子绕组的外径可以更接近定子铁芯的内径，直至定子绕组的外圈与定子铁芯的内圈贴合，使得环形空间的空间利用率更大，在电机内部尺寸一定的情况下可以在定子绕组内绕更多的线圈，能够增大线圈调整的范围，同时电机性能可调的范围也会增大，从而能够提高电机的性能，并且能够降低绕线的工艺要求。
作为优选，所述连接部包括同心固定于所述后端盖内端且呈圆环状的连接套，所述连接套朝向所述定子绕组的一端形成有该端开口且呈圆环状的连接槽，所述定子绕组的出线端伸入至所述连接槽内并与其通过胶水固定。
通过在连接部内设有同心固定于后端盖本体内端且呈圆环状的连接套，连接套朝向定子绕组的一端形成有该端开口且呈圆环状的连接槽，定子绕组的出线端伸入至连接槽内并与其通过胶水固定，使得定子绕组的出线端能够与连接槽的内壁通过胶水粘接固定，装配时只需先将定子绕组的出线端伸入连接槽内，再将胶水注入连接槽内，待胶水凝固后即可实现定子绕组与后端盖内端的连接部之间的连接固定，装配工艺简单方便容易控制，并且安装拆卸方便，同时还方便与电机其它部分装配在一起，另外还能更好的安装和固定定子绕组的线头。
作为优选，所述连接槽的内径与所述定子绕组的内径相适配，所述连接槽的外径大于所述定子绕组的外径。
通过将连接槽的内径设置为与定子绕组的内径相适配，连接槽的外径大于定子绕组的外径，使得定子绕组的出线端伸入连接槽内并与其通过胶水与固定后，定子绕组轴线和连接槽轴线的重合度更高，从而使得定子绕组轴线和定子铁芯、磁钢轴线的重合度更高，以便保证定子绕组的性能，另外使得定子绕组的出线端伸入连接槽内后与连接槽外圈之间还存在一定间隙，以便胶水填充该间隙进行固定，同时使得连接槽的外圈不会限制定子绕组的尺寸，以使定子绕组的外径能够更接近定子铁芯的内径。
作为优选，所述连接套由塑料制成，所述前端盖和后端盖均由铝制成。
通过将连接套设置为由塑料制成，前端盖和后端盖均由铝制成，使得定子绕组不会与后端盖直接接触，能够防止击穿，并且金属材质的前端盖和后端盖的尺寸精度更容易保证，以便实现转子轴与前端盖、后端盖的对中。
作为优选，所述后端盖外端固定有内部中空且内端开口的盖罩，所述转子轴后端依次穿过连接套和后端盖的内孔延伸至所述盖罩内并通过轴套固定有感应磁环，所述轴套活动套设于所述转子轴上，所述感应磁环紧配固定于所述轴套上，所述转子轴位于所述盖罩内的部分形成有内凹的第一台阶面，所述轴套的轴向内端与所述第一台阶面抵接，所述转子轴后端沿其轴向螺纹穿设有紧固螺钉，所述紧固螺钉的头部内端与所述轴套的轴向外端抵接。
通过在后端盖外端固定有内部中空且内端开口的盖罩，转子轴后端依次穿过连接套和后端盖的内孔延伸至盖罩内并通过轴套固定有感应磁环，轴套活动套设于转子轴上，感应磁环紧配固定于轴套上，转子轴位于盖罩内的部分形成有内凹的第一台阶面，轴套的轴向内端与第一台阶面抵接，转子轴后端沿其轴向螺纹穿设有紧固螺钉，紧固螺钉的头部内端与轴套的轴向外端抵接，使得第一台阶面和紧固螺钉的头部内端能够对轴套的轴向两端进行限位以实现轴套的固定，从而能够将感应磁环通过轴套固定在转子轴上，并且紧固螺钉旋松时能够与轴套的轴向外端脱离抵接，以松开对轴套的固定作用，使得轴套能够沿着转子轴转动，从而使得感应磁环的朝向能够调整，以便调整感应磁环的磁极方向。
作为优选，所述第一台阶面与所述转子轴后端之间的距离小于所述轴套的轴向长度。
通过将第一台阶面与转子轴后端之间的距离设置为小于轴套的轴向长度，以使紧固螺钉的头部内端能够与轴套的轴向外端抵接，以便实现轴套的限位固定。
作为优选，所述轴套的轴向外端一侧形成有与所述感应磁环外端抵接且外凸的第四台阶面。
通过在轴套的轴向外端一侧形成有与感应磁环外端抵接且外凸的第四台阶面，使得将感应磁环紧配于轴套上时第四台阶面能够对感应磁环进行限位，便于装配。
作为优选，所述后端盖外端固定有位于所述感应磁环外侧的霍尔板，所述定子绕组与所述霍尔板之间设有供所述定子绕组的引线穿过的出线孔以使所述定子绕组的引线与所述霍尔板相连，所述出线孔从所述连接槽的槽底延伸至所述后端盖的外端，所述出线孔的数量为三个且呈圆形阵列分布。
通过在后端盖外端固定有位于感应磁环外侧的霍尔板，定子绕组与霍尔板之间设有供定子绕组的引线穿过的出线孔以使定子绕组的引线与霍尔板相连，出线孔从连接槽的槽底延伸至后端盖的外端，出线孔的数量为三个且呈圆形阵列分布，使得定子绕组固定后其出线端的引线能够直接通过出线孔进入盖罩内与霍尔板接通，走线方便，并且出线处无需增加机械结构进行保护，简化了电机内部结构，另外使得定子绕组的引线接入霍尔板后可以进行三角形连接和星形连接的便捷切换。
作为优选，所述前端盖和后端盖内分别固定有用于旋转支撑所述转子轴的轴承，所述转子轴前后两端分别穿过对应的所述轴承的内孔并与其形成固定连接，所述后端盖内的轴承位于其外端一侧且位于所述连接套外侧，所述转子轴上形成有与所述前端盖内的轴承轴向内端抵接且内凹的第二台阶面，所述转子轴上还形成有位于所述后端盖内的轴承轴向内侧且内凹的第三台阶面，所述转子轴上套设有位于所述第三台阶面与位于所述后端盖内的轴承之间的弹簧，所述弹簧两端分别与所述第三台阶面、该轴承的轴向内端抵接。
通过在前端盖和后端盖内分别固定有用于旋转支撑转子轴的轴承，转子轴前后两端分别穿过对应的轴承的内孔并与其形成固定连接，后端盖内的轴承位于其外端一侧且位于连接套外侧，转子轴上形成有与前端盖内的轴承轴向内端抵接且内凹的第二台阶面，转子轴上还形成有位于后端盖内的轴承轴向内侧且内凹的第三台阶面，转子轴上套设有位于第三台阶面与位于后端盖内的轴承之间的弹簧，弹簧两端分别与第三台阶面、该轴承的轴向内端抵接，使得通过连接套能够增大后端盖内的轴承与磁钢之间的距离，能够降低由于磁钢磁性太强影响轴承的风险，以保证电机运行平顺，同时两个轴承能够对转子轴的两端进行阻挡，以实现对转子轴的轴向限位，并且通过一端刚性抵接一端弹性抵接的方式进行限位，精度更高，限位的效果更好，能够有效防止转子轴运行时发生轴向窜动。
作为优选，所述转子轴上固定有两个分别位于所述磁钢轴向两侧的平衡块。
通过在转子轴上固定有两个分别位于磁钢轴向两侧的平衡块，能够增大平衡空间，使转子轴在运行过程中最大程度地保持平衡，从而提高电机运行的平稳性。
因此，本发明具有能够使定子绕组的外径可以更接近定子铁芯的内径，直至定子绕组的外圈与定子铁芯的内圈贴合，使得环形空间的空间利用率更大，电机内部尺寸一定的情况下可以在定子绕组内绕更多的线圈，能够增大线圈调整的范围，并且便于线圈的拆卸和装配，同时电机性能可调的范围也会增大，从而能够提高电机的性能，并且能够降低绕线的工艺要求等优点。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的剖视结构示意图；
图3是本发明图2中A处的结构放大示意图。
附图中标记分述如下：1、机壳；2、前端盖；3、后端盖；4、转子总成；5、定子总成；6、转子轴；7、磁钢；8、定子铁芯；9、定子绕组；10、环形空间；11、连接部；12、连接套；13、连接槽；14、盖罩；15、轴套；16、感应磁环；17、第一台阶面；18、紧固螺钉；19、第四台阶面；20、霍尔板；21、出线孔；22、轴承；23、第二台阶面；24、第三台阶面；25、弹簧；26、平衡块。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
如图1所示，本发明所述的一种高性能无刷电机，包括机壳1和固定于机壳1两端的前端盖2和后端盖3，机壳1与前端盖2、后端盖3通过螺钉连接固定，前端盖2和后端盖3均由铝制成，机壳1内设有转子总成4和位于其外侧的定子总成5，转子总成4包括转子轴6和固定于转子轴6上的磁钢7，转子轴6上固定有两个分别位于磁钢7轴向两侧的平衡块26，定子总成5包括固定于机壳1内壁的定子铁芯8和位于其内侧的定子绕组9，定子绕组9内圈与磁钢7外圈之间形成有间隙，定子绕组9外圈与定子铁芯8内圈绝缘贴合，磁钢7外圈与定子铁芯8内圈之间形成有环形空间10，定子绕组9位于环形空间10内且其出线端与固定于后端盖3内端的连接部11形成固定连接，定子绕组9的非出线端位于环形空间10内，连接部11包括同心固定于后端盖3内端且呈圆环状的连接套12，连接套12由塑料制成，连接套12朝向定子绕组9的一端形成有该端开口且呈圆环状的连接槽13，定子绕组9的出线端伸入至连接槽13内并与其通过胶水固定，连接槽13的内径与定子绕组9的内径相适配，连接槽13的外径大于定子绕组9的外径，连接槽13的外径大于定子铁芯8的内径。
如图2和图3所示，后端盖3外端固定有内部中空且内端开口的盖罩14，盖罩14与后端盖3通过紧配的方式固定，转子轴6后端依次穿过连接套12和后端盖3的内孔延伸至盖罩14内并通过轴套15固定有感应磁环16，轴套15活动套设于转子轴6上，感应磁环16紧配固定于轴套15上，轴套15的轴向外端一侧形成有与感应磁环16外端抵接且外凸的第四台阶面19，第四台阶面19为环形端面，转子轴6位于盖罩14内的部分形成有内凹的第一台阶面17，第一台阶面17为环形端面，轴套15的轴向内端与第一台阶面17抵接，第一台阶面17与转子轴6后端之间的距离小于轴套15的轴向长度，转子轴6后端沿其轴向螺纹穿设有紧固螺钉18，紧固螺钉18的头部内端与轴套15的轴向外端抵接，后端盖3外端固定有位于感应磁环16外侧的霍尔板20，霍尔板20通过螺柱固定于后端盖3外端，定子绕组9与霍尔板20之间设有供定子绕组9的引线穿过的出线孔21以使定子绕组9的引线与霍尔板20相连，出线孔21从连接槽13的槽底延伸至后端盖3的外端，出线孔21的数量为三个且呈圆形阵列分布。
如图2所示，前端盖2和后端盖3内分别固定有用于旋转支撑转子轴6的轴承22，轴承22与前端盖2、后端盖3通过紧配的方式固定，转子轴6前后两端分别穿过对应的轴承22的内孔并与其形成固定连接，转子轴6与轴承22的内孔通过过渡配合的方式固定，转子轴6上形成有与前端盖2内的轴承22轴向内端抵接且内凹的第二台阶面23，第二台阶面23为环形端面，转子轴6上还形成有位于后端盖3内的轴承22轴向内侧且内凹的第三台阶面24，第三台阶面24为环形端面，转子轴6上套设有位于第三台阶面24与位于后端盖3内的轴承22之间的弹簧25，弹簧25两端分别与第三台阶面24、该轴承22的轴向内端抵接。
本实施例具体实施时，装配时首先将定子绕组9的出线端伸入连接槽13内，直至定子绕组9的出线端与连接槽13的槽底接触，同时使定子绕组9的引线通过出线孔21穿出，然后将胶水注入连接槽13内，待胶水凝固后即可实现定子绕组9与后端盖3内端连接部11的连接固定，固定后将后端盖3装配于机壳1后端同时使定子绕组9伸入环形空间10内，即可完成定子绕组9的固定安装，使得装配后定子绕组9的外径可以更接近定子铁芯8的内径，直至定子绕组9的外圈与定子铁芯8的内圈贴合，使得环形空间10的空间利用率更大，在电机内部尺寸一定的情况下可以在定子绕组9内绕更多的线圈，能够增大线圈调整的范围，同时电机性能可调的范围也会增大，从而能够提高电机的性能，并且能够降低绕线的工艺要求，另外通过两个轴承22与前端盖2、后端盖3的紧配力能够对转子轴6的两端进行阻挡，并且通过一端刚性抵接一端弹性抵接的方式进行限位，以实现对转子轴6的轴向限位。
本发明具有能够使定子绕组的外径可以更接近定子铁芯的内径，直至定子绕组的外圈与定子铁芯的内圈贴合，使得环形空间的空间利用率更大，电机内部尺寸一定的情况下可以在定子绕组内绕更多的线圈，能够增大线圈调整的范围，并且便于线圈的拆卸和装配，同时电机性能可调的范围也会增大，从而能够提高电机的性能，并且能够降低绕线的工艺要求等优点。

Claims (10)

1.一种高性能无刷电机，其特征在于：包括机壳(1)和固定于所述机壳(1)两端的前端盖(2)和后端盖(3)，所述机壳(1)内设有转子总成(4)和位于其外侧的定子总成(5)，所述转子总成(4)包括转子轴(6)和固定于所述转子轴(6)上的磁钢(7)，所述定子总成(5)包括固定于所述机壳(1)内壁的定子铁芯(8)和位于其内侧的定子绕组(9)，所述磁钢(7)外圈与所述定子铁芯(8)内圈之间形成有环形空间(10)，所述定子绕组(9)位于所述环形空间(10)内且其出线端与固定于所述后端盖(3)内端的连接部(11)形成固定连接。
2.根据权利要求1所述的高性能无刷电机，其特征在于：所述连接部(11)包括同心固定于所述后端盖(3)内端且呈圆环状的连接套(12)，所述连接套(12)朝向所述定子绕组(9)的一端形成有该端开口且呈圆环状的连接槽(13)，所述定子绕组(9)的出线端伸入至所述连接槽(13)内并与其通过胶水固定。
3.根据权利要求2所述的高性能无刷电机，其特征在于：所述连接槽(13)的内径与所述定子绕组(9)的内径相适配，所述连接槽(13)的外径大于所述定子绕组(9)的外径。
4.根据权利要求2或3所述的高性能无刷电机，其特征在于：所述连接套(12)由塑料制成，所述前端盖(2)和后端盖(3)均由铝制成。
5.根据权利要求1或2或3所述的高性能无刷电机，其特征在于：所述后端盖(3)外端固定有内部中空且内端开口的盖罩(14)，所述转子轴(6)后端依次穿过连接套(12)和后端盖(3)的内孔延伸至所述盖罩(14)内并通过轴套(15)固定有感应磁环(16)，所述轴套(15)活动套设于所述转子轴(6)上，所述感应磁环(16)紧配固定于所述轴套(15)上，所述转子轴(6)位于所述盖罩(14)内的部分形成有内凹的第一台阶面(17)，所述轴套(15)的轴向内端与所述第一台阶面(17)抵接，所述转子轴(6)后端沿其轴向螺纹穿设有紧固螺钉(18)，所述紧固螺钉(18)的头部内端与所述轴套(15)的轴向外端抵接。
6.根据权利要求5所述的高性能无刷电机，其特征在于：所述第一台阶面(17)与所述转子轴(6)后端之间的距离小于所述轴套(15)的轴向长度。
7.根据权利要求5所述的高性能无刷电机，其特征在于：所述轴套(15)的轴向外端一侧形成有与所述感应磁环(16)外端抵接且外凸的第四台阶面(19)。
8.根据权利要求5所述的高性能无刷电机，其特征在于：所述后端盖(3)外端固定有位于所述感应磁环(16)外侧的霍尔板(20)，所述定子绕组(9)与所述霍尔板(20)之间设有供所述定子绕组(9)的引线穿过的出线孔(21)以使所述定子绕组(9)的引线与所述霍尔板(20)相连，所述出线孔(21)从所述连接槽(13)的槽底延伸至所述后端盖(3)的外端，所述出线孔(21)的数量为三个且呈圆形阵列分布。
9.根据权利要求2或3所述的高性能无刷电机，其特征在于：所述前端盖(2)和后端盖(3)内分别固定有用于旋转支撑所述转子轴(6)的轴承(22)，所述转子轴(6)前后两端分别穿过对应的所述轴承(22)的内孔并与其形成固定连接，所述后端盖(3)内的轴承(22)位于其外端一侧且位于所述连接套(12)外侧，所述转子轴(6)上形成有与所述前端盖(2)内的轴承(22)轴向内端抵接且内凹的第二台阶面(23)，所述转子轴(6)上还形成有位于所述后端盖(3)内的轴承(22)轴向内侧且内凹的第三台阶面(24)，所述转子轴(6)上套设有位于所述第三台阶面(24)与位于所述后端盖(3)内的轴承(22)之间的弹簧(25)，所述弹簧(25)两端分别与所述第三台阶面(24)、该轴承(22)的轴向内端抵接。
10.根据权利要求1或2或3所述的高性能无刷电机，其特征在于：所述转子轴(6)上固定有两个分别位于所述磁钢(7)轴向两侧的平衡块(26)。
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