CN105790459B - 外转子电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外转子电机，包括：转子套筒，形成有一个容纳腔；定子铁芯，至少部分容纳于转子套筒；传动轴，以第一轴线为转轴并至少部分穿过定子铁芯；转子套筒包括：套筒部，围绕形成容纳腔；端盖部，位于套筒部一端并与套筒部一体成型或者固定连接；端盖部上还设有供传动轴穿过转子套筒的第一通孔；该外转子电机还包括：定子线圈，绕置于定子铁芯并环绕传动轴；定子支架，至少包括用于安装定子铁芯的安装部和与安装部固定连接或者一体成型的支架部；定子线圈的线缆表面由第一绝缘层包裹；定子铁芯和传动轴位于容纳腔内的部分之间还设有使两者之间构成绝缘的第二绝缘层。本发明的外转子电机绝缘性好，能够适用于高压领域。

Description

外转子电机

技术领域

本发明涉及一种电机，具体涉及一种外转子电机。

背景技术

电机按照转子和定子的相对位置通常分为外转子电机和内转子电机，其中外转子电机相对具有节省空间，设计紧凑的特点，而越来越受到广泛关注。但是现有的外转子电机的绝缘性差，通常仅仅能够适用于低压的工具中，这样使得外转子电机的使用范围受到了限制。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够适用于高压领域的外转子电机。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种外转子电机，包括：

转子套筒，形成有一个容纳腔；

定子铁芯，至少部分容纳于转子套筒；

传动轴，以第一轴线为转轴并至少部分穿过定子铁芯；

转子套筒包括：

套筒部，围绕形成容纳腔；

端盖部，位于套筒部一端并与套筒部一体成型或者固定连接；

端盖部上还设有供传动轴穿过转子套筒的第一通孔；

该外转子电机还包括：

定子线圈，绕置于定子铁芯并环绕传动轴；

定子支架，至少包括用于安装定子铁芯的安装部和与安装部固定连接或者一体成型的支架部；

定子线圈的线缆表面由第一绝缘层包裹；定子铁芯和传动轴位于容纳腔内的部分之间还设有使两者之间构成绝缘的第二绝缘层。

进一步地，定子铁芯包括：第二通孔，第二通孔沿第一轴线方向贯通定子铁芯，传动轴穿过第二通孔；在第一轴线的径向上第二绝缘层设置于第二通孔的孔壁和传动轴的外壁之间。

进一步地，安装部还包括：具有一个贯通方向沿第一轴线方向延伸的第三通孔的安装轴，安装轴安装定子铁芯并穿过第二通孔，传动轴穿过第三通孔，第二绝缘层位于安装轴的外壁和第二通孔的孔壁之间。

进一步地，支架部靠近定子铁芯的一侧的侧壁设有第三绝缘层。

进一步地，端盖部靠近容纳腔的一侧的侧壁设有第四绝缘层。

进一步地，转子套筒和传动轴之间还设有使两者之间构成绝缘的第五绝缘层。

进一步地，外转子电机还包括：镶件，套设于传动轴位于第一通孔内的部分；第五绝缘层包裹传动轴位于第一通孔内的部分的外壁并位于镶件和传动轴之间。

进一步地，支架部设有第四通孔，传动轴远离端盖部的一端穿过第四通孔；外转子电机还包括：第一轴承，第一轴承套设于传动轴的设有支架部的轴向位置；支架部形成有一个收容第一轴承的收容槽，收容槽与第四通孔沿第一轴线方向贯通；外转子电机还包括：第二轴承，第二轴承套设于传动轴的位于容纳腔内的部分的外壁。

进一步地，还包括：

第一定子绝缘架，至少包括位于定子线圈和定子铁芯之间的绝缘臂。

进一步地，定子铁芯还包括多个呈圆周排列的定子侧壁；外转子电机还包括：第二定子绝缘架；第二定子绝缘架至少包括能够嵌入到相邻的两个定子侧壁之间的绝缘件。

本发明的有益之处在于：该外转子电机的绝缘性好，能够适用于高压领域中。

附图说明

图1所示为本发明的外转子电机的第一实施例的立体图；

图2所示为图1所示结构的不完全分解图；

图3所示为图1所示结构的剖视图；

图4所示为图1所示结构的爆炸图；

图5所示为图1中的定子铁芯与第二定子绝缘架的连接关系图；

图6所示为图1中的定子铁芯与第二定子绝缘架的分离示意图；

图7所示为本发明的外转子电机的第二实施例的剖视图；

图8所示为图7所示结构的爆炸图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

本发明提出一种外转子电机，该外转子电机适合在高压领域进行应用。

图1至图6所示为本发明的第一实施例的外转子电机100的结构示意图。请一并参照图1至图6，本发明的外转子电机100包括：转子套筒10、定子铁芯20、传动轴30、定子线圈40、定子支架50，其中，定子铁芯20位于转子套筒10内，传动轴30穿过定子铁芯20和转子套筒10并能够以第一轴线Y为转轴转动。为了方便说明本发明的技术方案，特别作出以下定义：定义垂直于第一轴线Y并指向第一轴线Y的方向为径向，定义围绕第一轴线Y的圆周方向为周向。

具体的，转子套筒10包括套筒部11和端盖部12，其中，套筒部11和端盖部12分开形成，然后固定为一个整体，当然，可以理解的，套筒部11和端盖部12也可以一体成型，并不以此为限。具体的，套筒部11围绕形成一个容纳腔111，定子铁芯20、定子线圈40收容于容纳腔111内，套筒部11的内壁也即是容纳腔111的腔壁固定有多个沿第一轴线Y方向延伸的转子磁钢112，多个转子磁钢112在套筒部11的内壁呈圆周排列。端盖部12固定于套筒部11的一端并至少部分封闭容纳腔111，端盖部12上还设有第一通孔121，传动轴30能够自容纳腔111和第一通孔121穿过端盖部12，进而传动轴30穿过转子套筒10。同时，传动轴30还与转子套筒10固定连接，这样当转子套筒10转动时能够一并带动传动轴30以第一轴线Y为中心转轴转动，进而输出扭矩。

作为优选方案，为了实现传动轴30和转子套筒10的同步转动，端盖部12的第一通孔121内还设有一个镶件13，该镶件13套设于传动轴30位于第一通孔121内的部分的外壁，这样在镶件13的作用下，传动轴30能够与转子套筒10固定连接并能够一并转动。另外，本实施例中，转子套筒10与传动轴30之间直接通过镶件13固定，使得两者之间传递扭力的可靠性和能力较好，从而实现该外转子电机100的高扭力输出。

定子铁芯20容纳于转子套筒10内的容纳腔111中，其包括能够使得传动轴30穿过定子铁芯20的中心轴21，该中心轴21沿第一轴线Y方向延伸，中心轴21内还形成有一个第二通孔211，该第二通孔211沿第一轴线Y方向贯通定子铁芯20，从而传动轴30能够通过该第二通孔211穿过定子铁芯20。定子铁芯20还包括多个定子侧壁22以及连接定子侧壁22和中心轴21的连接臂23，定子侧壁22围绕传动轴30（中心轴21）的圆周方向排列，连接臂23自中心轴21的侧壁沿着径向向外延伸。

定子线圈40绕置于定子铁芯20并环绕传动轴30。为了实现定子线圈40能够绕置于定子铁芯20并且实现定子线圈40和定子铁芯20之间的基本绝缘，在本实施例中，缠绕形成定子线圈40的线缆的表面由第一绝缘层包裹，也即是该定子线圈40的线缆例如可以为漆包线所形成，同时，该外转子电机100还包括位于定子线圈40的外表面和定子铁芯20之间的第一定子绝缘架60，第一定子绝缘架60的结构与定子铁芯20的结构相匹配，至少包括绝缘臂61，绝缘臂61沿径向延伸并位于定子线圈40的外表面和连接臂61之间，定子线圈40由线缆缠绕于绝缘臂61上，再通过绝缘臂61和定子铁芯20的连接臂23的固定实现定子线圈40绕置于定子铁芯20。当然可以理解的，该第一定子绝缘架60可以为以上所述的单独形成后再与定子铁芯20固定，但更优选的，该第一定子绝缘架60为一层直接涂覆于定子铁芯20表面的绝缘材料，此时以上所述的绝缘臂61即为涂覆于连接臂23上的一层绝缘材料，该层绝缘材料位于定子线圈40和定子铁芯20之间，实现两者之间的绝缘。

作为优选方案，为了提高定子线圈40和转子套筒10的套筒部11侧壁的转子磁钢112之间的爬电距离和电气间隙，在本实施例中，外转子电机100还包括第二定子绝缘架70，该第二定子绝缘架70包括多个呈圆周排列的绝缘件71，该绝缘件71沿着平行于第一轴线Y的方向延伸，每个绝缘件嵌入到相邻的两个定子侧壁22之间并填充相邻的两个定子侧壁22之间的间隙，从而使得定子线圈40与转子套筒10被绝缘材料隔离。

定子支架50包括安装部51和支架部52，其中，安装部51用于固定安装定子铁芯20，支架部52与安装部51固定连接，在本实施例中，优选为安装部51和支架部52一体成型。具体的，安装部51包括用于安装定子铁芯20的安装轴511，该安装轴511位于容纳腔111内，安装轴511上还形成一个沿第一轴线Y方向贯通安装轴511的第三通孔511a，该第三通孔511a供传动轴30穿过，也即是传动轴30穿过安装轴511的第三通孔511a，安装轴511又穿过定子铁芯20的第二通孔211。支架部52用于支撑安装部51，其位于转子套筒10的远离端盖部12的一侧，安装部51自支架部52上沿着第一轴线Y方向朝向容纳腔111的方向延伸而成，支架部52上设有一个第四通孔521，传动轴30一端穿过转子套筒10的端盖部12，另一端穿过支架部52的第四通孔521。

在本实施例中，定子线圈40的线缆的表面包裹第一绝缘层实现外转子电机100的基本绝缘，在此基础上，定子铁芯20和传动轴30位于容纳腔111内的部分之间还设有使得两者之间构成绝缘的第二绝缘层24，该第二绝缘层24的设置实现了外转子电机100的附加绝缘，通过双重绝缘的设置，使得本发明的外转子电机100适用于高压领域。该第二绝缘层24在第一轴线Y的径向上设置于第二通孔211的孔壁和传动轴30之间。进一步的，该第二绝缘层24位于安装轴511的外壁和第二通孔211的孔壁之间，为一个套设于安装轴511的外壁上的一个绝缘套筒。需要说明的是，这里所述的高压领域通常指的是非安全电压。

作为优选方案，为了提高该外转子电机100中的爬电距离和电气间隙同时能够缩短外转子电机100沿第一轴线Y方向的尺寸，在支架部52靠近定子铁芯20的一侧的侧壁还设有第三绝缘层522以及在端盖部12靠近容纳腔111的一侧的侧壁设有第四绝缘层122。另外，除了提高爬电距离和电气间隙，该第三绝缘层522和以上所述的第二绝缘层24的共同作用还实现了定子铁芯20和传动轴30之间的绝缘，而其中的第四绝缘层122还能实现了转子套筒10和传动轴30之间的绝缘，通过该双重绝缘的方式也使得外转子电机100能够适用于高压领域。在本实施例中，该第三绝缘层522以及第四绝缘层122的加工方法例如可以使用整体注塑的方式直接形成于支架部52的侧壁以及端盖部12的侧壁，或者也可以先注塑好一个绝缘内衬然后装配到支架部52和端盖部12，如图4所示，该第三绝缘层522和第四绝缘层122分别为一个能够装配到支架部52上的支架绝缘衬垫和能够安装到端盖部12上的端盖绝缘衬垫。

作为优选方案，为了减小传动轴30在转动过程中的摩擦，外转子电机100还包括：第一轴承31和第二轴承32。第一轴承31套设于传动轴30的设有支架部52的轴向位置，支架部52形成有一个收容槽（图未标），第一轴承31容纳于收容槽内，收容槽还与第二通孔211沿第一轴线Y方向贯通。第二轴承32套设于传动轴30位于容纳腔111内的部分的外壁，其位于安装轴511的。这样，通过第一轴承31和第二轴承32，能够实现减小传动轴30转动过程中产生的摩擦。

综上，本发明的外转子电机100中，定子线圈40的线缆表面由第一绝缘层包裹从而实现基本绝缘，同时，定子铁芯20和传动轴30之间还设有第二绝缘层24，实现外转子电机100的附件绝缘，双重绝缘使得本发明的外转子电机100适用于高压领域。

如图7和图8所示，本发明还提出区别于第一实施例的第二实施例，该实施例与第一实施例的结构基本相同，区别仅在于：端盖部12′靠近容纳腔111′的一侧未设置有第四绝缘层122，而是在转子套筒10′和传动轴30′之间设有使得两者之间构成绝缘的第五绝缘层14′，该第五绝缘层14′为一个绝缘套筒，该绝缘套筒包裹传动轴30′位于第一通孔121′内的部分的外壁并位于镶件13′和传动轴30′之间。这样，端盖部12′不需要形成端盖绝缘衬垫，能够使得转子套筒10′内的定子线圈40′的槽满率可以做的很高，加工的工艺难度较低。

再者，本发明还提出区别于第一实施例和第二实施例的第三实施例，该第三实施例图中未再具体示出，区别在于：本实施例中，不需要设置以上所述的第二绝缘层24、第三绝缘层522、第四绝缘层122以及第五绝缘层14′，而是仅使其中定子线圈的线缆表面的第一绝缘层为具有不同组分的三层绝缘材料所形成，该三层绝缘材料能够使得外转子电机具有加强绝缘结构，因此不需要考虑定子线圈和转子套筒、传动轴、定子铁芯等部件之间的爬电距离和电气间隙，从而使得该外转子电机的结构比较简单；而且外转子电机的轴向长度可以较短，实现小尺寸化；再者，传动轴和端盖部之间还能够实现高扭力传递。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种外转子电机，包括：

转子套筒，形成有一个容纳腔；

定子铁芯，至少部分容纳于所述转子套筒；

传动轴，以第一轴线为转轴并至少部分穿过所述定子铁芯；

所述转子套筒包括：

套筒部，围绕形成所述容纳腔；

端盖部，位于所述套筒部一端并与所述套筒部一体成型或者固定连接；

所述端盖部上还设有供所述传动轴穿过所述转子套筒的第一通孔；

其特征在于，所述外转子电机还包括：

定子线圈，绕置于所述定子铁芯并环绕所述传动轴；

定子支架，至少包括用于安装所述定子铁芯的安装部和与所述安装部固定连接或者一体成型的支架部；

所述定子线圈的线缆表面由第一绝缘层包裹；所述定子铁芯和所述传动轴位于所述容纳腔内的部分之间还设有使两者之间构成绝缘的第二绝缘层；

所述支架部靠近所述定子铁芯的一侧的侧壁设有第三绝缘层；

所述端盖部靠近所述容纳腔的一侧的侧壁设有第四绝缘层；

所述第二绝缘层、所述第三绝缘层和所述第四绝缘层三者中的任意两者之间相互独立设置；

所述定子铁芯包括：第二通孔，所述第二通孔沿所述第一轴线方向贯通所述定子铁芯，所述传动轴穿过所述第二通孔；在所述第一轴线的径向上所述第二绝缘层设置于所述第二通孔的孔壁和所述传动轴的外壁之间；

所述安装部还包括：具有一个贯通方向沿所述第一轴线方向延伸的第三通孔的安装轴，所述安装轴安装所述定子铁芯并穿过所述第二通孔，所述传动轴穿过所述第三通孔；所述第二绝缘层包覆与所述安装轴的外壁和所述第二通孔的孔壁之间。

2.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述转子套筒和所述传动轴之间还设有使两者之间构成绝缘的第五绝缘层。

3.根据权利要求2所述的外转子电机，其特征在于，所述外转子电机还包括：镶件，套设于所述传动轴位于所述第一通孔内的部分；所述第五绝缘层包裹所述传动轴位于所述第一通孔内的部分的外壁并位于所述镶件和所述传动轴之间。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的外转子电机，其特征在于，所述支架部设有第四通孔，所述传动轴远离所述端盖部的一端穿过所述第四通孔；所述外转子电机还包括：第一轴承，所述第一轴承套设于所述传动轴的设有所述支架部的轴向位置；所述支架部形成有一个收容所述第一轴承的收容槽，所述收容槽与所述第四通孔沿所述第一轴线方向贯通；所述外转子电机还包括：第二轴承，所述第二轴承套设于所述传动轴的位于所述容纳腔内的部分的外壁。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的外转子电机，其特征在于，还包括：

第一定子绝缘架，至少包括位于所述定子线圈和所述定子铁芯之间的绝缘臂。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的外转子电机，其特征在于，所述定子铁芯还包括多个呈圆周排列的定子侧壁；所述外转子电机还包括：第二定子绝缘架；所述第二定子绝缘架至少包括能够嵌入到相邻的两个所述定子侧壁之间的绝缘件。