CN101621237A - 无刷直流电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无刷直流电机，该无刷直流电机包括有：定子，其包括有定子铁芯、多个定子绕组以及绝缘体；设置于定子内的转子；用以提供该无刷直流电机的电力驱动以及控制的电路板；用以将定子、转子以及电路板包容在其内的壳盖；其中本发明的定子还包括一绝缘构件，其设置于所述壳盖内并与所述壳盖可拆卸式相连，并且定子铁芯及绝缘体安装在该绝缘构件的第一侧面上，而电路板安装在该绝缘构件的第二侧面上。本发明的无刷直流电机的内部组件之间连接可靠，结构简单，具有较好的绝缘和密封功能。

Description

无刷直流电机

【技术领域】

本发明涉及一种无刷直流电机，尤其涉及一种通过一绝缘构件将电机内部组件可靠地安装到其壳盖上的无刷直流电机。

【背景技术】

家电产品如制冷系统中的压缩机、洗衣机、电风扇等，通常使用电机为其提供动力驱动。一般的有刷电机通常通过整流子和电刷的机械方式进行切换输入线圈的电流，这种有刷电机的转速相对容易控制，但是，电刷和整流子的机械磨合往往会加快电机损耗，并且容易发出噪音。无刷直流电机是一种采用电子整流器代替电刷和整流子的直流电机，它具备交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，同时又具备直流电机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好、可以同时避免机械噪音的产生以及电噪音的产生等诸多特点。因此，无刷直流电机被广泛地应用于包括家用电器在内的各个领域。常用的无刷直流电机主要包括有定子和转子。定子主要包括圆筒状的定子铁芯，高强度漆包线绕成的定子绕组，以及用于绝缘定子铁芯和定子绕组的绝缘体。转子为圆柱状的永磁体，其置于定子的中间并与其空隙相隔。定子上的定子绕组与外部电源相连接，当外部电源接通时，定子绕组上的电流产生磁场并与转子永久磁钢上的磁场相互吸引以及相互排斥，从而产生电磁转矩驱动转子在定子中旋转。PCT专利申请公开第WO2008027535号中详细地介绍了一种无刷直流电机，这里不再进行赘述。

现有技术中，将定子固定到电机壳盖上具有多种实现方式，可以在壳盖上设置连接部位实现对定子的位置限定，也可以通过附加零件对定子进行支撑固定，或者直接将定子压入到壳盖内并进行粘接。上述的连接方式要么使壳盖结构过于复杂、要么不易于定子的安装，而且不利于定子长期运行的稳定性和可靠性。

因此，提供一种无刷直流电机，使得电机中的定子以及其它组件如电路板等能够可靠方便地安装在电机壳盖内，诚为本领域技术所需。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种无刷直流电机，利用一绝缘构件将无刷直流电机的定子以及其电路控制板可靠方便地安装到电机的壳盖内，使得该无刷直流电机内的组件连接可靠，具有较好的绝缘功能，并且结构紧凑，安装方便。

本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：

一种无刷直流电机，包括：定子，其包括具有内部空腔的定子铁芯、包绕在定子铁芯上的多个定子绕组，以及安装在定子铁芯的绝缘体；转子，设置于定子的内部空腔内，通过定子绕组上电流所产生的磁场与转子磁场之间的相互作用，驱动转子围绕其转动轴旋转；电路板，用以提供该无刷直流电机的电力驱动以及控制；壳盖，包括上盖和下盖，用以将定子、转子以及电路板包容在其内，并且定子还进一步地包括一绝缘构件，其设置于壳盖内并与壳盖可拆卸式相连，定子铁芯和绝缘体安装在该绝缘构件的第一侧面上，而电路板安装在该绝缘构件的第二侧面上。

本发明所提供的一种无刷直流电机，其中定子绕组包绕在绝缘体和绝缘构件共同形成的绝缘面上，从而与定子铁芯相互绝缘。

本发明所提供的一种无刷直流电机，其中绝缘构件和绝缘体的中心处分别设有与定子的内部空腔相对应的空腔，使得转子能够绕其转动轴转动。

本发明所提供的一种无刷直流电机，其中绝缘构件的第一侧面的四周设有向上微凸的卡销，当绝缘构件与壳盖相连接时，该绝缘构件压在上盖和下盖之间，并通过其侧壁实现上盖和下盖之间的防水密封，并且通过该卡销实现绝缘构件与壳盖之间的定位。

本发明所提供的一种无刷直流电机，其中绝缘构件的边缘上设有可与壳盖固定连接的连接孔。

本发明所提供的一种无刷直流电机，其中绝缘构件的第二侧面上设有多个支撑柱，电路板通过多个支撑柱安装在绝缘构件的第二侧面上。

本发明所提供的一种无刷直流电机，其中绝缘构件的第二侧面上还设有多个相互绝缘的插销，其用于定子绕组导线之间的电性连接以及定子绕组导线与电路板之间的电性连接。

本发明所提供的一种无刷直流电机，其中绝缘构件和壳盖上还分别设有用于外部电源线引入的引入构件。

本发明所提供的一种无刷直流电机，其中绝缘构件的第一侧面上设有与定子铁芯上的开口槽相对应的若干凸块，并且每个凸块上还设有用于定子绕组包绕的开口孔。

本发明所提供的一种无刷直流电机，其中绝缘构件的第二侧面上还设有围绕其空腔并且与定子的圆柱片相对应的若干向上凸起的绝缘片，以便于将所述定子绕组绝缘地包绕在定子铁芯上。

相比于现有技术，本发明所提供的无刷直流电机连接可靠、设计简单、具有较好的稳定性以及绝缘性能。

【附图说明】

图1是本发明的无刷直流电机的爆炸图。

图2是本发明无刷直流电机的定子的立体图。

图3是本发明无刷直流电机的定子铁芯的立体图。

图4是本发明无刷直流电机中绝缘构件的第一视角的立体图。

图5是本发明无刷直流电机中绝缘构件的另一视角的立体图。

【具体实施方式】

容易理解，依据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想出本发明无刷直流电机的多种实施方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明的技术方案的限制或限定。

图1是本发明的无刷直流电机的结构爆炸图。如图1所示，本发明的无刷直流电机主要包括壳盖1、定子2、转子3以及电路板4。其中壳盖1分为上盖11和下盖12，用于包容无刷直流电机的定子2、转子3以及电路板4。壳盖1可以为塑料壳盖，或者为铝合金外壳，其可通过注塑或压铸成型而成。壳盖1的外形可根据实际需要进行设计，可以设计为盒体、也可以设计为圆柱形，在本发明的一个实施例中，该壳盖1的外形为盒体。在本发明的一个优选实施例中，上盖11和下盖12的的四个角上设有四个连接孔13，用于上盖11和下盖12之间的连接固定。并且，在盒体的侧面上设有用于电源线的引入的开口孔14，用于为无刷直流电机提供电力。在上盖11和下盖12的中心部位分别设有两个轴承座15，通过在这两个轴承座15上安装固定轴承，使得电机转子3可以固定在壳盖1内并可围绕其轴心旋转。请参考图1、图2以及图3，本发明的无刷直流电机的定子2包括定子铁芯21、定子绕组22以及用于部分绝缘定子铁芯21和定子绕组22的绝缘体23。其中定子铁芯21为圆筒状，优选采用硅钢片积层而成，其主要包括有外铁芯211以及内铁芯212。其中，内铁芯212包括多个相互隔离的圆柱片213，多个圆柱片213相互围绕共同形成定子内部的圆柱形空腔结构。在本发明的优选实施例中，内铁芯212的圆柱片213为4片，并且外铁芯211与内铁芯212的圆柱片213之间分别设有四个连接肋214，定子绕组22通过绝缘体23以及下述的绝缘构件5绝缘地绕在该连接肋214上。外铁芯211、内铁芯212以及连接肋214形成四个开口槽215。相应地，在本发明的优选实施例中，定子绕组22的绕组数量也同样为4个。定子绕组22为缠绕的漆包线，其一般由特殊的铜制材料制成。绝缘体23通过四个开口槽215以及连接肋214套接在定子铁芯21上，用于将定子铁芯21和定子绕组22之间的绝缘。绝缘体23的结构可根据铁芯21和绕组22的实际大小进行设计。其中进一步地，每个圆柱片213与转子3之间的气隙非对称不均匀分布，每个圆柱片213的厚度相对不均匀，并且气隙较小处较厚。这种结构改进了本发明的无刷直流电机的启动特性。也就是说，当无刷直流电机没有通电运转时，转子3不会停在定子2通电后的磁力对转子3旋转方向没有转矩的位置，而是停在预先设定的磁阻最小的位置。

转子3的结构如图1所示，其中，转子3设于定子2的内部空腔内。并且，转子3两端设有伸出轴，用于通过轴承将转子安装固定在壳盖1内，使得转子3能够在定子2的内部空腔内围绕其中心轴旋转。电路板4设于壳盖1内，并与定子绕组22之间电性连接，用以为无刷直流电机提供动力以及进行相应的供能控制。当通过电路板4使得定子绕组22上流通电流时，内铁芯212的四个圆柱片213上会产生相应的磁场，该磁场与转子相互吸引或者相互排斥，从而带动转子3在定子2的空腔内的转动。关于无刷直流电机内的定子2、转子3以及电路板4功能进一步地描述，现有技术对此已有详细描述，此处不再赘述。

请参考图2、图4和图5，本发明的无刷直流电机的定子2还进一步地包括有一绝缘构件5，用于将定子2上的组件可靠稳定地固定在壳盖1内。该绝缘构件5可采用与绝缘体23相同的材料制造，也可采用其它的绝缘材料制造。该绝缘构件5的外形尺寸与壳盖1相对应，并且，在该绝缘构件5的四个角上，设有与壳盖连接孔13相对应的四个连接孔51，用于实现绝缘构件5与壳盖1之间的连接。在靠近其中两个连接孔51处，还设有两个孔(未图示)，其用于电源线与壳盖以及电路板与壳盖之间的接地。绝缘构件5的中心处设有与定子2中间的空腔相对应并比其稍大的空腔53，使得定子铁芯21的内铁芯212中的四个圆柱片213所形成的空腔能够被包容在该空腔53内。并且，当绝缘构件5与壳盖1相连接时，该绝缘构件压在上盖11和下盖12之间，并通过绝缘构件5的侧壁实现壳盖1的上盖11与下盖12之间的防水密封。

进一步地，图4为本发明的绝缘构件5的第一侧面的立体视图，图示了该绝缘构件5的第一侧面56。在第一侧面56上，在该绝缘构件5的四周上设有向上微凸的卡销561，当壳盖1的上盖11与下盖12相互连接时，该卡销561被卡入到上盖11与下盖12之间，以实现壳盖1与绝缘构件5之间的定位。第一侧面56内部设置与绝缘体23相对应，也就是，在绝缘构件5的空腔53四周，设有四个相互分隔并与定子2上的四个开口槽215相对应的凸块562，并且每个凸块562上设有开口孔5621。该凸块562以及其上的开口孔5621与绝缘体23上的凸块及开口孔(未图示)相对应，通过将绝缘构件5以及绝缘体23的凸块分别插入到定子铁芯21上的四个开口槽215的两端，可将定子铁芯21绝缘地卡入到该绝缘构件5以及绝缘体23上。并且，通过凸块562上的开口孔5621以及绝缘体23上的相应开口(未图示)，使得定子2的定子绕组22能够绝缘地绕在定子铁芯21上。

图5为本发明的绝缘构件5的第二侧面的立体视图，图示了该绝缘构件5的第二侧面58。该绝缘构件5的第二侧面58用于固定和安装该无刷直流电机的电路板4。在绝缘构件5的空腔53以及四个开口孔5621之间，设有与定子2的四个圆柱片213相对应的向上凸起的四个绝缘片585，用于所述定子绕组22在定子铁芯21上的包绕。绝缘片585与绝缘构件5之间设置有用于包容定子2的连接肋214的四个绝缘连接肋586。在绝缘构件5的第二侧面58上，还设有用于定位支撑电路板4的多个支撑柱581，其结构及数量可根据电路板的实际结构进行设计。靠近该绝缘构件5的空腔53处设有绝缘的插销582，用于定子绕组22本身的导线的电性连接。并且，在相对于该插销582的对角处，还设有插销583，插销583内还插入有金属插片(未图示)，其用于定子绕组22与电路板4之间的电性连接。在本发明的另一个实施例中，定子绕组22上的导线可以直接焊接在电路板4上实现其之间的电性连接。在本发明的一个实施例中，该绝缘构件5上还进一步地设置有用于外部电源线引入的引入构件(未图示)。

安装时，首先对定子2以及绝缘构件5进行预安装，在定子铁芯21的一个侧面上安装好绝缘体23，并通过另一侧面将定子铁芯21卡入到绝缘构件5的第一侧面56中，此时将定子绕组22围绕绝缘的连接肋绕在定子2上，实现定子绕组22与定子铁芯21之间的绝缘。然后对转子3进行预安装，将转子3的支撑轴承压入到转子3的伸出轴上，并同时安装好橡胶垫圈(未图示)。将定子2安装到上盖11上，并同时将转子3安装固定在定子2的空腔内，在绝缘构件5的另一个侧面上安装固定电路板4，并连接好相应的引线以及电源线。最后，密封上盖11和下盖12。容易理解，上述描述和说明仅是对本发明的无刷直流电机的示例性说明，依据本发明的技术方案，本领域的一般技术人员可以对其做出各种修改，如将定子2与绝缘构件5之间的连接设为其它连接方式；根据电路板4的功能和结构可对绝缘构件5进行进一步地相应设置；将本发明的无刷直流电机的壳盖1以及绝缘构件5设置于圆柱形结构等。而在不变更本发明的实质精神下，对于本领域的一般技术人员而言，对上述实施例所作的显而易见的修改和变化，均在本发明权利要求所限定的保护范围之内。

本发明的无刷直流电机将其内部主要组件固定在一绝缘构件5上，并通过该绝缘构件5与电机壳盖1的固定连接实现定子2、电路板4在无刷直流电机壳体内的固定，因此，本发明的无刷直流电机的组件之间连接可靠，结构简单，具有较好的绝缘和密封功能。

Claims (10)

1.一种无刷直流电机，包括：

定子，其包括具有内部空腔的定子铁芯、包绕在定子铁芯上的多个定子绕组，以及安装在定子铁芯的绝缘体；

转子，设置于定子的内部空腔内，通过定子绕组上电流所产生的磁场与转子磁场之间的相互作用，驱动转子围绕其转动轴旋转；

电路板，用以提供该无刷直流电机的电力驱动以及控制；

壳盖，包括上盖和下盖，用以将所述定子、转子以及电路板包容在其内，

其中所述定子还进一步地包括一绝缘构件，其设置于所述壳盖内并与所述壳盖可拆卸式相连，所述定子铁芯和所述绝缘体安装在该绝缘构件的第一侧面上，而所述电路板安装在该绝缘构件的第二侧面上。

2.如权利要求1所述的无刷直流电机，其特征在于，所述定子绕组包绕在所述绝缘体和所述绝缘构件共同形成的绝缘面上，从而与所述定子铁芯相互绝缘。

3.如权利要求1所述的无刷直流电机，其特征在于，所述绝缘构件和所述绝缘体的中心处分别设有与所述定子的内部空腔相对应的空腔，使得转子能够绕其转动轴转动。

4.如权利要求1所述的无刷直流电机，其特征在于，所述绝缘构件的第一侧面的四周设有向上微凸的卡销，当所述绝缘构件与所述壳盖相连接时，所述绝缘构件压在所述上盖和所述下盖之间，通过其侧壁实现所述上盖与所述下盖的防水密封，并且通过所述卡销实现所述绝缘构件与所述壳盖之间的定位。

5.如权利要求4所述的无刷直流电机，其特征在于，所述绝缘构件的边缘上设有可与所述壳盖固定连接的连接孔。

6.如权利要求5所述的无刷直流电机，其特征在于，所述绝缘构件的所述第二侧面上设有多个支撑柱，所述电路板通过所述多个支撑柱安装在所述绝缘构件的所述第二侧面上。

7.如权利要求6所述的无刷直流电机，其特征在于，所述绝缘构件的所述第二侧面上还设有多个相互绝缘的插销，其用于所述定子绕组导线之间的电性连接以及定子绕组导线与电路板之间的电性连接。

8.如权利要求7所述的无刷直流电机，其特征在于，所述绝缘构件和所述壳盖上还分别设有用于外部电源线引入的引入构件。

9.如权利要求8所述的无刷直流电机，其特征在于，所述绝缘构件的第一侧面上设有与定子铁芯上的开口槽相对应的若干凸块，并且每个凸块上还设有用于定子绕组包绕的开口孔。

10.如权利要求9所述的无刷直流电机，其特征在于，所述绝缘构件的第二侧面上还设有围绕其空腔并且与所述定子的圆柱片相对应的若干向上凸起的绝缘片，以便于将所述定子绕组绝缘地包绕在定子铁芯上。

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