CN105337449A - 直流永磁无刷电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种直流永磁无刷电机，包括、轴承座(1)、PCB板(2)、作为定子的铁芯组件(3)、电机输出轴(4)、电机外壳(5)与电机外壳固定连接的作为转子的永磁铁(6)；所述的铁芯组件(3)与所述的轴承座固定连接并位于电机外壳之内；所述的PCB板(2)带有若干通孔并套设于轴承座的延伸柱(9)上；所述的电机输出轴(4)与所述的电机外壳固定连接并与装设在轴承座(1)上的第一、第二轴承(10、11)连接；所述的电机外壳组件底部一体成型有风扇(8)，当所述风扇(8)旋转方向相反时，外壳(5)内气流流向相反，所述的轴承座(1)上还设有多个通风孔(13)。本发明结构简单，散热效果较好。
Description
技术领域
本发明涉及一种直流永磁无刷电机，特别是涉及一种直流永磁无刷电机的散热结构。
背景技术
目前电机散热方式主要有自冷式、自扇冷式、强迫冷式等。大型电机多采用强迫冷式方式，其介质一般为油、水，散热效率较高，但系统复杂。小功率电机大多采用自扇冷式，包括轴流螺旋扇和离心风扇两大类。其中无刷电机因结构简单、体积小、效率高且无有刷电机换向器电火花的影响，在散热方面多采用自冷式。但当需求功率较高，工况比较恶劣的情况下，无刷电机的电流较大，铁芯的涡损也随之升高，从而铁芯与绕线温升也较高，自冷式的散热效果已无法满足电机所需的工作温度。中国专利CN200947571Y揭露了现有的直流永磁无刷电机的工作原理，通常此类电机工作时，绕设在其定子上的线圈会产生大量的热量，一般此种电机没有特别的散热装置，或者需要额外设置散热部件，使得结构相对繁琐，成本较高。而该电机外壳的上下表面封闭，其通过在电机外壳的上下表面设置数个通风孔进行通风散热。但通风孔流量较小，且气流不容易进入电机壳体内，散热效果不理想。另外，当需要电机输出正转和反转时，通风孔很难形成正向、反向的气流流向。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种直流永磁无刷电机，其外壳自带散热风扇。使用该散热方式省去了单独散热扇叶零件，既节省了空间，少去了因零件装配精度引起的噪音，又能获得较好的散热效果。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的。
一种直流永磁无刷电机，包括轴承座、PCB板、作为定子的铁芯组件、电机输出轴、电机外壳和作为转子的永磁铁，所述的轴承座与所述的铁芯组件固定连接，所述电机输出轴与电机外壳固定连接，所述电机外壳底部还一体成型有风扇，所述风扇与电机外壳同步转动。
所述电机外壳的上下表面均设置为开放面，所述风扇采用轴流风扇，风扇旋转方向相反时，电机外壳内的气流流向相反。
进一步的，所述永磁铁与电机外壳固定连接，且永磁铁环绕在所述铁芯组件的外侧，所述永磁铁与所述铁芯组件之间设有间隙。
或者，所述永磁铁与电机输出轴固定连接，且永磁铁设置在所述铁芯组件的内侧。
所述轴承座朝向风扇的一面延伸出一中空延伸柱，所述PCB板和铁芯组件套设在该延伸柱上形成与轴承座的固定连接，所述PCB板位于铁芯组件与轴承座之间，所述PCB板带有若干通孔。
所述的轴承座及轴承座的延伸柱中间内凹形成轴承室，轴承室内容置第一、第二轴承，第一、第二轴承外圈与轴承座连接，第一、第二轴承内圈与电机输出轴连接。
所述的轴承座上设有多个通风孔。
较优的，所述的通风孔为6个，角度均匀分布。
为了进一步加强散热，所述的轴承座上背离风扇的一面设有多个散热片。
为了减少漏磁，所述的电机外壳与永磁铁之间设有挡磁环。
本发明的有益效果在于，采用外壳自带散热风扇，省去单独散热扇叶零件，既节省了空间，少去了因零件装配精度引起的噪音，又能获得较好的散热效果，结构简单，散热效果较好。另外，电机外壳上下表面开放设置，使得流经电机内部的气流流量大，进一步提高散热效果；且易形成电机壳体内的正向、方向气流，利于电机正转、反转散热。
附图说明
图1是本发明直流永磁无刷电机的立体示意图；
图2是图1所示直流永磁无刷电机的侧面示意图；
图3是图1所示直流永磁电机的剖面示意图；
图4是图1所示直流永磁无刷电机的爆炸图；
图5是图1所示直流永磁无刷电机的俯视图；
图6是图1所示直流永磁无刷电机轴承座的立体示意图。
具体实施方式
图1、图2是本发明直流永磁无刷电机的整体示意图，图3、图4是其侧面示意图和剖面示意图，如图3、图4所示，本发明直流永磁无刷电机主要包括轴承座1、PCB(印刷线路板)板2、作为定子的铁芯组件3、电机输出轴4、电机外壳5和作为转子的永磁铁6等。作为定子的铁芯组件3固定连接于轴承座1。作为转子的永磁铁6固定连接于电机外壳5，且环绕在所述铁芯组件外侧，所述永磁铁6与所述铁芯组件3之间设有间隙。电机外壳5与电机输出轴4固定连接，电机输出轴4又通过第一、第二轴承固定于轴承座1上，电机外壳5通过电机输出轴4可绕轴承座1转动，进而与电机外壳5固定连接的永磁铁6可绕与轴承座1固定连接的铁芯组件3转动。
电机外壳5呈圆筒状，其上下表面均设置为开放面，在本实施例中，电机外壳5没有上壳体，下壳体由与电机外壳5底部一体成型的轴流风扇取代，该风扇与电机外壳5同步转动。轴承座1一面内凹形成轴承室，另一面延伸出一中空圆柱形延伸柱9，铁芯组件3具有与延伸柱9匹配的中心孔，通过该孔套设在该延伸柱9上形成与轴承座1的固定连接，并装设于电机外壳5内。带有若干通孔(图中未示出)的PCB板2也套设在该轴承座的延伸柱9上，位于铁芯组件3与轴承座1之间，同时也位于电机外壳5与轴承座1之间。铁芯组件3上设有凹槽，所述的凹槽内绕设有线圈(图中未示出)，所述的线圈连接所述的PCB板2。如图6所示，轴承座1中间内凹形成一轴承室，该轴承室与轴承座1的延伸柱9的中空部分形成阶梯孔。该轴承室内容置第一轴承10，第一轴承10外圈与轴承座1连接，第一轴承10内圈与电机输出轴4连接。延伸柱9远离轴承座1的一端同样内凹形成一轴承室，用于安装第二轴承，该轴承室同样与轴承座延伸柱9的中空部分形成阶梯孔。第二轴承11外圈与轴承座1连接，第二轴承11内圈与电机输出轴4连接。电机输出轴4穿过第一轴承10、中空的延伸柱9、第二轴承11与电机外壳5底部通过键连接等方式固定连接，使电机外壳5及与其固定连接的永磁铁6能够通过电机输出轴和第一、第二轴承10、11绕轴承座1及与其固定连接的铁芯组件3转动。本实施例中，电机输出轴4上还开设有卡槽，卡槽内嵌设有卡簧12，卡簧12与第一轴承内圈相抵，从而防止电机输出轴4高速转动时发生轴向位移。
本实施例中，轴承座1为压铸铝轴承座，由于铁芯组件3与轴承座1是固定连接的，铁芯组件3因涡损产生的热量与绕线线圈内阻产生的热量经过铁芯组件的中心孔与轴承座的延伸柱9的圆柱形表面接触，热传导至轴承座。又因为电机外壳的底部一体成型地设有风扇8，当电机外壳5运转时，风扇8产生的轴流风将经过铁芯绕组(如图2、图3所示)，再通过带有若干通孔的PCB板2，最终将热量从PCB板2与轴承座1间的间隙带走，从而获得较好的散热效果。随着电机的转向不同，风扇8具有两个旋转方向，风扇旋转方向相反时，电机壳体内的气流流向相反。在本实施例中，当从轴承座的一侧往风扇的一侧看电机转向为逆时针CCW时，散热风向向上，当电机转向为顺时针CW时，散热风向为向下。由于电机壳体的上下表面均开放设置，风扇不论顺时针或逆时针转动，气流均非常容易的从电机壳体上表面进入从下表面流出(或从下表面进入从上表面流出)，且气体流量较大，散热效果非常显著。为了配合通风，如图5和图6所示，在轴承座上可设置多个通风孔13，在本实施例中，这些通风孔13一共有6个，角度均匀分布，其中三个通风孔在同一直径较小的圆周上，另外三个在同一直径较大的圆周上，它们相互错开以利于均匀通风散热。
进一步的，轴承座1上还可设置多个散热片14，所述的散热片设置在轴承座上背离风扇的一面，以帮助进一步散热。
需要说明的是，电机外壳5与永磁铁6之间还可设置挡磁环7，其作用是防止漏磁而影响磁场。永磁铁6也可以固定在电机输出轴4上，且位于铁芯组件内侧，其实现方法为本领域的常用手段，在此不再赘述。
Claims (10)
1.一种直流永磁无刷电机，包括轴承座(1)、PCB板(2)、作为定子的铁芯组件(3)、电机输出轴(4)、电机外壳(5)和作为转子的永磁铁(6)，其特征在于，所述的轴承座(1)与所述的铁芯组件(3)固定连接，所述电机输出轴(4)与电机外壳(5)固定连接，所述电机外壳底部还一体成型有风扇(8)，所述风扇(8)与电机外壳(5)同步转动。
2.如权利要求1所述的直流永磁无刷电机，其特征在于，所述电机外壳(5)的上下表面均设置为开放面，所述风扇(8)采用轴流风扇，风扇(8)旋转方向相反时，电机外壳(5)内的气流流向相反。
3.如权利要求2所述的直流永磁无刷电机，其特征在于，所述永磁铁(6)与电机外壳(5)固定连接，且永磁铁(6)环绕在所述铁芯组件(3)的外侧，所述永磁铁(6)与所述铁芯组件(3)之间设有间隙。
4.如权利要求2所述的直流永磁无刷电机，其特征在于，所述永磁铁(6)与电机输出轴(4)固定连接，且永磁铁(6)设置在所述铁芯组件(3)的内侧。
5.如权利要求1所述的直流永磁无刷电机，其特征在于，所述轴承座(1)朝向风扇(8)的一面延伸出一中空延伸柱(9)，所述PCB板(2)和铁芯组件(3)套设在该延伸柱(9)上形成与轴承座(1)的固定连接，所述PCB板(2)位于铁芯组件(3)与轴承座(1)之间，所述PCB板(2)带有若干通孔。
6.如权利要求1所述的直流永磁无刷电机，其特征在于，所述的轴承座(1)及轴承座(1)的延伸柱(9)中间内凹形成轴承室，轴承室内容置第一、第二轴承(10、11)，第一、第二轴承(10、11)外圈与轴承座(1)连接，第一、第二轴承(10、11)内圈与电机输出轴(4)连接。
7.如权利要求5或6所述的直流永磁无刷电机，其特征在于，所述的轴承座(1)上设有多个通风孔(13)。
8.如权利要求7所述的直流永磁无刷电机，其特征在于，所述的通风孔(13)为6个，角度均匀分布。
9.如权利要求7所述的直流永磁无刷电机，其特征在于，所述的轴承座(1)上背离风扇(8)的一面设有多个散热片(14)。
10.如权利要求1所述的直流永磁无刷电机，其特征在于，所述的电机外壳(5)与永磁铁(6)之间设有挡磁环(7)。
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