CN217508403U - 一种具有直列展开式卷圆定子铁芯结构的无刷直流电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有直列展开式卷圆定子铁芯结构的无刷直流电机，属于电机技术领域。包括有直列展开式卷圆定子线圈组件，直列展开式卷圆定子线圈组件包括有直列展开式定子铁芯、定子线圈、定子包封支架，直列展开式定子铁芯包括有数个定子齿，相邻的定子齿之间形成定子槽，定子线圈设置在定子槽内并由沿定子齿绕制一定数量的线圈匝数组成，定子包封支架包封在定子铁芯上形成能够展开绕线并合并卷圆的一体式结构。本实用新型的优势在于，直列展开式卷圆定子线圈组件能够展开进行绕线，有效提高定子线圈的槽满率，也便于根据电机功率等级调整线径大小和匹配合理的电流密度，降低定子线圈的温升，减少产品的故障率，提升产品的使用寿命。

Description

一种具有直列展开式卷圆定子铁芯结构的无刷直流电机

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，特别涉及一种具有直列展开式卷圆定子铁芯结构的无刷直流电机。

背景技术

小型或微型电机，例如一种高速永磁无刷直流电机具有功率密度大、几何尺寸小、动态响应快和运行效率高等一系列优点，其在高速运行场合具有广阔的应用前景，例如电吹风上就使用了一种高速永磁无刷电机。

无刷直流电机需要在定子铁芯上绕漆包线圈形成定子线圈，定子线圈能够通过电磁感应产生旋转磁场，进而带动转子转动。现有的无刷直流电机的定子铁芯通常设计为圆柱体形结构，在定子铁芯的内部设置绕线支架进行绕线，这种定子铁芯通常为一体成型，且不可拆分展开，绕线槽内面积较小，绕线空间面积受限，定子线圈的槽满率较低，通常选择的漆包线直径较细，使得线圈电流密度大、损耗大而造成线圈温升较高，电机寿命短等问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种具有直列展开式卷圆定子铁芯结构的无刷直流电机，在同等铁芯尺寸下有效增大绕线槽内的空间面积，有效提高定子线圈的槽满率。

本实用新型的另一个目的在于提供一种具有直列展开式卷圆定子铁芯结构的无刷直流电机，漆包线可根据电机功率等级调整线径大小和匹配合理的电流密度，能有效降低定子线圈的温升，减少产品的故障率，有效提升产品的使用寿命；

本实用新型的最后一个目的是提供一种具有直列展开式卷圆定子铁芯结构的无刷直流电机，结构稳固、通风散热效率好、成本低，便于使用和推广。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种具有直列展开式卷圆定子铁芯结构的无刷直流电机，包括有直列展开式卷圆定子线圈组件，所述直列展开式卷圆定子线圈组件包括有直列展开式定子铁芯、定子线圈、定子包封支架，所述直列展开式定子铁芯包括有数个定子齿，相邻的定子齿之间形成定子槽，所述定子线圈设置在定子槽内并由沿定子齿绕制一定数量的线圈匝数组成，所述定子包封支架包封在定子铁芯上形成能够展开绕线并合并卷圆的一体式结构。

进一步地，所述直列展开式定子铁芯还包括有定子铁轭，所述定子铁轭与定子齿一体成型，所述定子铁轭两端边缘设置有V型咬合口，其余相邻的定子铁轭之间衔接且衔接处设置有V型开口，使得所述定子线圈能够在直列展开的定子铁芯上进行绕线，并在绕线完成后进行卷圆，形成直列展开式卷圆定子线圈组件。

进一步地，所述定子包封支架采用塑胶材料在定子铁芯上注射成型后形成一体式包封结构，使得定子齿周围形成一层塑胶绝缘层，并在定子铁芯的上下两端分别形成塑胶前端部和塑胶后端部。

进一步地，所述塑胶前端部上同时用塑胶材料注射成型有多个分散排列的塑胶凸台，每个塑胶凸台上固定有挂线Pin针，所述塑胶凸台和挂线Pin针与所述定子槽和定子齿同等数量。

进一步地，该无刷直流电机还包括有转子组件以及一体成型的电机壳体，所述电机壳体内设置有用于容纳所述直列展开式卷圆定子线圈组件的圆形中空内腔，所述直列展开式卷圆定子线圈组件固定在所述圆形中空内腔内，所述电机壳体内还设置有前盖，所述前盖与所述直列展开式卷圆定子线圈组件内设置有同轴且上下贯通的中轴孔，所述转子组件贯穿所述中轴孔将所述直列展开式卷圆定子线圈组件、转子组件、电机壳体构成为一个整体。

进一步地，所述电机壳体为两端开口和内部中空的圆形壳体，所述电机壳体的尾端设置有一体成型的轴承固定支撑架，所述电机壳在位于轴承固定支撑架的两侧设置有散热开窗。

进一步地，所述轴承固定支撑架包括有轴向垂直且同心的环形端盖，所述环形端盖的两侧沿垂直方向与电机壳体之间设置有支撑连接筋骨，所述环形端盖通过支撑连接筋骨与电机壳体连接形成一体成型结构，所述环形端盖的中部设置有用于固定转子组件的第一轴承安装槽。

进一步地，所述圆形中空内腔与电机壳体内壁之间设置有多条导流片，且均布于电机壳体的内壁上，将电机壳体与圆形中空内腔之间形成用于空气流通的导流槽。

进一步地，所述转子组件包括有转子轴芯、永磁磁铁、限位环，所述转子轴芯的下端贯穿直列展开式卷圆定子线圈组件的中轴孔，所述永磁磁铁与限位环均套设在转子轴芯上，且限位环设置有两个，所述永磁磁铁设置在两个限位环之间。

进一步地，所述转子轴芯的上端套设有顶部轴承，下端套设有尾部轴承，所述顶部轴承与尾部轴承上均套设置有轴承硅胶套，所述转子轴芯的尾部与尾部轴承、轴承硅胶套组合安装在一起后固定在轴承固定支撑架的第一轴承安装槽内。所述前盖装配在定子铁芯的塑胶后端部，所述转子轴芯的上端贯穿前盖的中轴孔。所述前盖内还设置有与所述轴承硅胶套相适配的第二轴承安装槽，所述第二轴承安装槽设置在前盖的中轴孔的正下方，所述顶部轴承与轴承硅胶套组合后设置在第二轴承安装槽上。

本实用新型的优势在于，相比于现有技术：本实用新型的无刷直流电机设置有直列展开式卷圆定子线圈组件，能够展开进行绕线，线圈的绕线方式会由传统的内绕式转变为外绕式，绕线针的穿针空间变大，在同等铁芯尺寸下有效增大绕线槽内的空间面积，有效提高定子线圈的槽满率；同时，由于绕线空间变大，绕设的漆包线的匝数相对会多，调整空间也更大，便于调整电机的功率，可根据电机功率等级调整线径大小和匹配合理的电流密度，能有效降低定子线圈的温升，减少产品的故障率，有效提升产品的使用寿命。

附图说明

图1是本实施的结构示意图。

图2是本实施的剖视图。

图3是本实施的爆炸图。

图4是本实施的电机壳体的第一视角的结构示意图。

图5是本实施的电机壳体的第二视角的结构示意图。

图6是本实施的转子组件的结构示意图。

图7是本实施的直列展开式卷圆定子线圈组件的结构示意图。

图8是本实施的定子包封支架的结构示意图。

图9是本实施的定子铁芯的结构示意图。

图10是本实施的直列展开式卷圆定子线圈组件展开状态的结构示意图。

图11是本实施的前盖的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1-11所示，为实现上述目的，本实施例的技术方案如下：

本实施例提供一种具有直列展开式卷圆定子铁芯结构的无刷直流电机，包括有直列展开式卷圆定子线圈组件1、转子组件2以及一体成型的电机壳体3，电机壳体3内设置有用于容纳直列展开式卷圆定子线圈组件1的圆形中空内腔31，直列展开式卷圆定子线圈组件1固定在圆形中空内腔31内，电机壳体3内还设置有前盖4，前盖4与直列展开式卷圆定子线圈组件1内设置有同轴且上下贯通的中轴孔5，转子组件2贯穿中轴孔5将直列展开式卷圆定子线圈组件1、转子组件2、电机壳体3构成为一个整体。

进一步地，直列展开式卷圆定子线圈组件1包括有直列展开式定子铁芯11、定子线圈(图未示)、定子包封支架13，定子铁芯11包括有数个定子齿111，相邻的定子齿111之间形成定子槽112，所述定子线圈设置在定子槽112内并由沿定子齿111绕制一定数量的线圈匝数组成，定子包封支架13包封在定子铁芯11上形成能够展开绕线并合并卷圆的一体式结构。

进一步地，所述直列展开式定子铁芯11还包括有定子铁轭115，所述定子铁轭115与定子齿111一体成型，其中一个定子铁轭115两端边缘设置有V型咬合口113，其余相邻的定子铁轭之间衔接且衔接处设置有V型开口114，使得所述定子线圈能够在直列展开的定子铁芯11上进行绕线，并在绕线完成后进行卷圆，形成直列展开式卷圆定子线圈组件1。直列展开式卷圆定子线圈组件1展开后，线圈的绕线方式会由传统的内绕式转变为外绕式，绕线针的穿针空间变大，在同等铁芯尺寸下有效增大绕线槽内的空间面积，有效提高定子线圈的槽满率。同时，由于绕线空间变大，绕设的漆包线的匝数相对会多，调整空间也更大，便于调整电机的功率，可根据电机功率等级调整线径大小和匹配合理的电流密度，能有效降低定子线圈的温升，减少产品的故障率，有效提升产品的使用寿命。

进一步地，定子包封支架13采用塑胶材料在定子铁芯11上注射成型后形成一体式包封结构，使得定子齿111周围形成一层塑胶绝缘层(图未示)，并在定子铁芯11的上下两端分别形成塑胶前端部131和塑胶后端部132。

进一步地，塑胶前端部131上同时用塑胶材料注射成型有多个分散排列的塑胶凸台133，每个塑胶凸台133上固定有挂线Pin针12，塑胶凸台133和挂线Pin针12与定子槽112和定子齿111同等数量。

进一步地，电机壳体3为两端开口和内部中空的圆形壳体，电机壳体3的尾端设置有一体成型的轴承固定支撑架32，电机壳在位于轴承固定支撑架32的两侧设置有散热开窗35。在本申请中，轴承固定支撑架32用于固定转子和轴承，使转子结构更加稳固，使用更加安全。散热开窗35既可以用于通风散热，还可以用于穿插电线，使接线更加方便。

进一步地，所述轴承固定支撑架32包括有轴向垂直且同心的环形端盖321，所述环形端盖321的两侧沿垂直方向与电机壳体3之间设置有支撑连接筋骨322，所述环形端盖321通过支撑连接筋骨322与电机壳体3连接形成一体成型结构，所述环形端盖的中部设置有用于固定转子组件的第一轴承安装槽323。相较于传统的与电机壳体分离式的轴承固定支撑架32，本轴承固定支撑架32与壳体一体成型，位置不会发生偏移，结构更加稳固，稳定性更好。

进一步地，所述圆形中空内腔31与电机壳体3内壁之间设置有多条导流片33，且均布于电机壳体3的内壁上，将电机壳体3与圆形中空内腔31之间形成用于空气流通的导流槽34。导流槽34与散热开窗35连通。

进一步地，转子组件2包括有转子轴芯21、永磁磁铁22、限位环23，转子轴芯21的下端贯穿直列展开式卷圆定子线圈组件1的中轴孔5，永磁磁铁22与限位环23均套设在转子轴芯21上，且限位环23设置有两个，永磁磁铁22设置在两个限位环23之间。

进一步地，转子轴芯21的上端套设有顶部轴承24，下端套设有尾部轴承25，顶部轴承24与尾部轴承25上均套设置有轴承硅胶套26，转子轴芯21的尾部与尾部轴承25、轴承硅胶套26组合安装在一起后固定在轴承固定支撑架32的第一轴承安装槽323内。前盖4装配在定子铁芯11的塑胶后端部132，转子轴芯21的上端贯穿前盖4的中轴孔5。前盖4内还设置有与轴承硅胶套26相适配的第二轴承安装槽41，第二轴承安装槽41设置在前盖4的中轴孔5的正下方，顶部轴承24与轴承硅胶套26组合后设置在第二轴承安装槽41上。在本申请中，将轴承硅胶套26及顶部轴承24放置于前盖4的第二轴承安装槽41内，转子轴芯21贯穿前盖4将前盖4与电机壳体3粘接为一体，使转子组件2牢牢固定在电机壳体3内；同时，由于电机壳体3的尾端的轴承固定支撑架32与前盖4内第二轴承安装槽41所形成的上下两端式轴承安装方式，能够预先调整其装配位置上下一致，能够对上下两端的轴承进行限位，保证上下两端的轴承具有良好的同心度组装工艺，有效保证转子高速运行时的稳定性；另外，转子组件2的上下两端的轴承分别设置在电机壳体3尾端和上端的前盖4内，两端的轴承间隔较远，转子的一端轴承晃动后，对另一端轴承影响较小，结构更加稳定。结构中加入的轴承硅胶套26能有效减小转子带动轴承高速运转时所带来的震动与噪音，同时也具有绝缘效果，能够避免线圈的电流从转子轴承传输到电机壳体3上，有效阻断轴向电流的回路，避免漏电。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有直列展开式卷圆定子铁芯结构的无刷直流电机，其特征在于，包括有直列展开式卷圆定子线圈组件，所述直列展开式卷圆定子线圈组件包括有直列展开式定子铁芯、定子线圈、定子包封支架，所述直列展开式定子铁芯包括有数个定子齿，相邻的定子齿之间形成定子槽，所述定子线圈设置在定子槽内并由沿定子齿绕制一定数量的线圈匝数组成，所述定子包封支架包封在定子铁芯上形成能够展开绕线并合并卷圆的一体式结构。

2.如权利要求1所述的一种具有直列展开式卷圆定子铁芯结构的无刷直流电机，其特征在于，所述直列展开式定子铁芯还包括有定子铁轭，所述定子铁轭与定子齿一体成型，所述定子铁轭两端边缘设置有V型咬合口，其余相邻的定子铁轭之间衔接且衔接处设置有V型开口，使得所述定子线圈能够在直列展开的定子铁芯上进行绕线，并在绕线完成后进行卷圆，形成直列展开式卷圆定子线圈组件。

3.如权利要求2所述的一种具有直列展开式卷圆定子铁芯结构的无刷直流电机，其特征在于，所述定子包封支架采用塑胶材料在定子铁芯上注射成型后形成一体式包封结构，使得定子齿周围形成一层塑胶绝缘层，并在定子铁芯的上下两端分别形成塑胶前端部和塑胶后端部。

4.如权利要求3所述的一种具有直列展开式卷圆定子铁芯结构的无刷直流电机，其特征在于，所述塑胶前端部上同时用塑胶材料注射成型有多个分散排列的塑胶凸台，每个塑胶凸台上固定有挂线Pin针，所述塑胶凸台和挂线Pin针与所述定子槽和定子齿同等数量。

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