CN106972654A - 电机 - Google Patents

Abstract

电机包括：框架；以及定子组件；所述定子组件包括线轴组件和至少一个c形定子芯部。框架包括至少一个凸片，线轴组件包括至少一个凹部，且定子组件通过固定凸片线轴组件的凹部内而被固定到框架。

Description

电机

技术领域

本发明涉及一种电机。

背景技术

电机通常包括转子组件、定子组件和保持部件在一起的框架。定子组件通常使用定子铁心安装到框架。这允许定子芯部相对于电机其它部件的定位，譬如转子组件，以被精确地控制到非常高的公差。然而，在使用定子芯部作为结构角色，且用于以这样的方式相对定位要求定子芯部被制造为很强且具有非常高的公差。这可导致定子芯部庞大、重而且制造昂贵。此外，要求这样的定子芯部包括安装结构，例如通孔和/或切除部分，会导致磁性“夹点”，在该处高水平的磁饱和会在电机操作期间发生。这可减小电机的效率和性能。

因此，改善的电机被需要，其可以以某些方式减轻上述问题。

发明内容

本发明提供了一种电机包括：框架；以及定子组件；所述定子组件包括线轴组件和至少一个c形定子芯部。框架包括至少一个凸片，线轴组件包括至少一个凹部，且定子组件通过固定凸片线轴组件的凹部内而被固定到框架。

结果，线轴组件承担固定定子组件到框架的责任，而不是c形定子芯部。因此，定子芯部可以被制成为更小，更轻且更便宜，其进而可以导致更小、更轻且更便宜的电机。此外，c形定子芯部不需要额外的安装结构，譬如通孔、切口部分，且从而为定子芯部提供了更多的设计自由度给定子芯部，其允许在使用期间减小磁饱和，且由此为电机提供改善的效率和性能。

定子组件可仅在线轴组件处固定到框架。这允许更便宜和更容易的制造过程，且有助于减少电机部件和它们组装的成本。

凸片可通过过盈配合和粘接剂中的一个或其组合而被固定在线轴组件的凹部内。

线轴组件可包括两个线轴部分。在电机被组装时，每个线轴部分能够独立地缠绕然后两个线轴安到一起形成线轴组件的情况下，这允许更容易的缠绕操作，以将线绕线轴缠绕。

框架可包括两个凸片且每个线轴部分可包括凹部。因此，线轴组件中的两个线轴部分被固定到框架，使得在线轴组件和框架之间的总结合更强，且没有单个线轴部分具有比另一个更弱的到框架的连接。

线轴组件中的凹部可以定位为基本邻近在至少一个c形芯部的定子极之间的槽开口。因此，在定子组件中否则将是空的空间被充分利用，且定子组件的总尺寸且由此电机的总尺寸可以被最小化。

线轴组件可包括中心部分和从中心部分延伸的多个中空线轴臂，且中心部分可包括所述凹部。绕组可绕中空线轴臂缠绕，且c形定子芯部的极臂可穿过中空线轴臂延伸。这允许定子组件特别有效地利用空间。

框架可包括内壁，且所述凸片可从内壁的端部轴向向下游延伸。由此，定子组件可以轴向地固定到内壁的端部，由此帮助保持电机的径向尺寸最小化。

电机还可包括转子组件，且转子组件可被固定到内壁。结果，定子组件和转子组件两者都固定到内壁，其有助于保持两者之间的贴近关系且允许它们的相对位置在电机的组装期间受控，且保持高公差。

转子组件可包括定位在内壁上游的叶轮。结果，当电机运行时由叶轮产生的空气流向下游行进并且流动经过定子组件，帮助在经过时冷却绕组。

附图说明

为了本发明可被更容易地理解,本发明的实施例现在将要参考下面的附图通过实例而被描述，其中：

图1是电机的分解透视图；

图2是图1中所示的电机的定子组件；

图3是图2中所示的定子组件的线轴部分；

图4是穿过图1的电机的框架的横截面图；

图5是穿过组装的定子组件和转子组件的横截面图；以及

图6显示了穿过图1的组装的电机的横截面图。

具体实施方式

图1显示了电机40的分解透视图。电机40包括定子组件10，且还包括框架50和转子组件60。框架50包括内壁51和外壁52。外壁52围绕内壁51，使得环形通道54限定在它们之间。一些扩散器叶片53在内壁51和外壁52之间延伸穿过环形通道54。该转子组件60包括轴61，磁体62，轴承组件63和叶轮64。当组装时，磁体62，轴承组件63和叶轮64都通过过盈配合和粘合剂中的一个或组合被直接固定到轴61。该磁体62是通常用于永磁体无刷电机的类型的粘结永磁体，且在所示实施例中，磁体62是四极永磁体。

转子组件60通过内壁51被支撑在框架50中。轴承组件63被固定在由内壁51限定的孔眼内部，使得框架50的内壁51充当围绕轴承组件63的防护套筒。这消除了轴承组件63对独立的保护套通的需要，且有助于减小电机40的尺寸和重量。当电机40被完全组装时，磁体62延伸超过框架50的内壁51，使得它完全定位在定子组件10内，c形芯部20之间。

为了清晰起见，术语“轴向”意味着沿电机40的旋转轴线延伸的轴线方向，如图1中所示的轴线A-A。此外，方向术语“上游”和“下游”在这里是指当在使用中流体流穿过电机的方向，且还由图1中的双箭头表示。

图2显示了定子组件10。定子组件10包括两个c形定子芯部20和线轴组件12。每个c形定子芯部20(也被称为c形芯部)包括背部22和从背部22延伸的两个极臂24。在每个极臂24的端部为极面26。在极面26的后方每个极臂24的外侧上为凹槽28，其沿着极臂24的轴向长度延伸。凹槽28提供空间，粘接剂可以被收集在该空间中，该区域确保存在于c形芯部20和线轴组件12之间的牢固粘接结合。应理解，使得极面26在每个极臂24的端部处，当磁体旋转靠近c形芯部20时，存在极臂24在变动的磁力作用下弯曲的可能性。极面相对于磁体的任何运动可以对电机的性能具有不利效果。由此，通过定位凹槽28靠近极面26，极面26的任何运动都被保持最小化。“靠近”意味着凹槽28和极面26被定位为足够靠近彼此，使得当转子磁体旋转接近c形芯部20时粘接结合最小化极面26的任何运动。

替代地，极臂24可不包括任何凹槽。在这种情况下，粘接剂可以沿着每个极臂的外侧的实质部分提供，使得大粘接区域被提供在极臂和线轴组件之间。这导致强粘接结合，其在转子磁体旋转时最下化极面26的任何运动方面同等有效。

在每个c形芯部20上，在一个极臂24端部处的极面26不同于该c形芯部20的另一个极臂24的端部上的极面。在极面26之间不对称的原因是为了增加凸极性。增加的凸极性促使转子在没有旋转时相对于定子组件停靠在特定位置，使得容易以特定取向重新启动电机。如果c形芯部20上的两个极面26都是相同的，则当电机启动时，难以促使转子沿期望的方向旋转。

线轴组件12包括两个线轴部分14。单个线轴部分14在图3中更详细地示出。每个线轴部分14包括两个中空线轴臂16，从线轴部分的中心部分向外延伸，每个中空线轴臂在端部处具有凸缘34。线轴臂16限定槽17，其能够接收来自c形芯部20的极臂24。用于在c形芯部20中感生磁场的绕组(未示出)可以被缠绕到线轴臂16，且凸缘34用于将绕组在线轴臂16上保持在位。穿过线轴臂16的槽17允许c形芯部20的极臂24插入到线轴组件12中，使得绕组定位为围绕每个极臂24。图2显示了定子组件10如何通过滑动c形芯部20进入线轴组件12来组装，如箭头S所示，两个线轴部分14已经被带到一起邻接彼此。c形芯部20被布置为使得每个c形芯部20桥跨两个线轴部分14，其中一个极臂24延伸穿过第一线轴部分中的槽，且另一个极臂24延伸穿过在第二线轴部分中的槽。

通过使得c形芯部20桥跨两个线轴部分14，两个线轴部分14被c形定子芯部20固定地保持到一起。提供两个独立的线轴部分14的一个原因是当线轴部分分离时，更容易绕线轴臂16缠绕绕组。如从图中可见，当两个线轴部分14被定位到一起使得它们之间没有间隙时，凸缘34邻接彼此。在线轴组件12没有被提供为两个独立部分的情况下，绕线轴臂16缠绕绕组将非常困难和昂贵，因为将需要使绕组线穿过在线轴臂16之间的间隙。

每个线轴部分14在线轴部分的中心部分中包括半圆柱形凹部15，且当两个线轴部分14被带到一起时，每个半圆柱形凹部15形成穿过线轴组件12的中心的圆柱形孔眼18的一部分。每个线轴部分14上的半圆柱形凹部15具有两个窗口32，其表示线轴组件12内的每个线轴臂16的槽17的终点。当定子组件10被完全组装时，c形芯部20的极面26将被定位在窗口32处，且将形成孔眼18的壁的一部分。

线轴组件12还包括固定凹部19，其使得定子组件10能够被固定在电机中。固定凹部定位在线轴组件12的中心部分中，其由每个线轴部分14的中心部分形成。每个线轴部分14包括一个固定凹部19。

穿过框架50的横截面被示出在图4中。内壁51是圆柱形的且限定孔眼55。当电机40被组装时，内壁51支撑转子组件在孔眼55中。此外，内壁51具有凸片56，其沿轴向方向从内壁51的一个端部延伸。特别地，凸片56沿下游方向轴向地延伸。凸片56提供安装点，定子组件10可以容易地安装到该点，以将其固定到框架50。图4显示了单个凸片56，然而，多个凸片可以根据设置在定子组件10上的固定凹部19的数量和电机的其它需求而被提供。凸片56被定位为使得它们可被接收在线轴组件12的固定凹部19内部。凸片56和固定凹部19可以为适当尺寸，使得凸片紧密地安装在凹部内，以形成过盈配合。替代地，凹部19可以足够大，以便于能够容纳凸片56以及一定体积的粘接剂。在这种情况下，当组装电机40时，粘接剂可以被施加到凹部内，或到凸片外侧，或两者，然后将定子组件10和框架50安到一起。

本文使用的术语凸片并不意欲限定形式、尺寸或形状。实际上，术语凸片将被理解为覆盖任何可以被插入到另一部件用于固定两者到一起的突起部。

在线轴组件12中的凹部19允许定子组件10被固定到电机40的框架50，而不是使用c形芯部20自身用于安装。因此，c形芯部20并不需要制成太大，因为它们不需要执行结构角色。这有助于降低定子组件的成本和重量，且由此整个电机的成本和重量。此外，c形芯部并不需要包含任何通孔或切口部分用于安装，且由此它们不会经受任何可能由此导致的相关的磁饱和问题。

图5显示了穿过组装的定子组件10和转子组件60的横截面图。每个线轴部分14的中心部分包括固定凹部19。一个线轴部分14包括线轴臂16A和16D，且另一个线轴部分包括线轴臂16B和16C。绕组70A-D被绕每个线轴臂16A-D缠绕，且分别通过凸缘34A-D保持在位。两个c形芯部20被提供，第一c形芯部包括极臂24A和24B，且另一个c形芯部包括极臂24C和24D。极面26A-D被分别提供在每个极臂24A-D的端部处。c形芯部20定位为使得极臂24A-D延伸穿过中空线轴臂16A-D中的槽且以这样的方式每个c形芯部20桥跨两个线轴部分14。例如，如图5所示，一个c形芯部的极臂24A延伸穿过一个线轴部分的线轴臂16A中的槽，而同一c形芯部的极臂24B延伸穿过在不同线轴部分中的线轴臂16B中的槽。同样情况适用于两个c形芯部中的另一个：极臂24C延伸穿过一个线轴部分的线轴臂16C中的槽，而极臂24D延伸穿过在另一个线轴部分中的线轴臂16D中的槽。

因此，当c形芯部以这样的方式布置时，绕组70A-D分别绕每个极臂24A-D定位，且当电流穿过绕组70A-D时，磁场通过c形芯部并且在极面26A-D处感生。

转子组件60的轴61和磁体62被定位在定子组件10的内部，在c形芯部20之间，且在圆柱形孔眼内，该圆柱形孔眼由线轴部分14的两个半圆柱形凹部形成。磁体62具有四个极(未示出)，其在电机40的操作中与四个极面26A-D磁相互作用。

通过在每个线轴部分14的中心部分设置凹部19，它被定位为靠近槽开口27，其为在极之间的间隙。这充分利用了定子组件内的空间。在线轴组件12内围绕c形芯部20的极臂24的空间将被绕组占据。然而，围绕槽开口27的空间通常没有这样的需求。利用该空间用于凹部19，允许定子组件制造得更小，因为不需要围绕定子组件的外侧设置其它外部安装结构。这还允许围绕定子组件的外部更不受限的空气流。

图6显示了穿过组装的电机40的横截面图。该横截面穿过电机截取，使得它穿过槽开口27，由此两个c形芯部都不可见。然而，横截面直接穿过线轴部分14的中心部分，且由此可以看到框架50的凸片56固定在线轴组件12的凹部19内。在凹部19内存在围绕凸片56的空间，其容纳粘接剂(未示出)用于固定两者到一起。

定子组件10被固定到内壁51的下游端部，且在内壁51的上游端部处，叶轮64被固定到轴61。由叶轮产生的空气流由此流动通过框架50且穿过定子组件10。空气流由此在操作期间帮助冷却电机40的绕组。

磁体62被固定到轴61，且被定位在定子组件12的孔眼18内，使得它与c形芯部(未示出)轴向对齐。该轴承组件63包括一对轴承72a，72b和分离轴承72a，72b的弹簧73。该弹簧73用于预加载轴承72a，72b的外环的每个以减少在使用期间轴承的磨损。垫圈也可以被提供在弹簧73和每个轴承72a、72b之间。

尽管特殊实施例已被描述，应理解各种修改可在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下被做出。

Claims (11)

1.一种电机，包括：

框架；以及

定子组件；

所述定子组件包括线轴组件和至少一个c形定子芯部，

其中框架包括至少一个凸片，线轴组件包括至少一个凹部，且其中定子组件通过固定凸片在线轴组件的凹部内而被固定到框架。

2.如权利要求1所述的电机，其中定子组件仅在线轴组件处固定到框架。

3.如权利要求1或2所述的电机，其中凸片通过过盈配合和粘接剂中的一个或其组合而被固定在线轴组件的凹部内。

4.如权利要求1所述的电机，其中线轴组件包括两个线轴部分。

5.如权利要求4所述的电机，其中框架包括两个凸片且每个线轴部分包括凹部。

6.如权利要求1所述的电机，其中线轴组件中的凹部定位为基本邻近在至少一个c形定子芯部的定子极之间的槽开口。

7.如权利要求1所述的电机，其中线轴组件包括中心部分和从中心部分延伸的多个中空线轴臂，且其中中心部分包括所述凹部。

8.如权利要求7所述的电机，其中绕组绕中空线轴臂缠绕，且c形定子芯部的极臂穿过中空线轴臂延伸。

9.如权利要求1所述的电机，其中框架包括内壁，且所述凸片从内壁的端部轴向向下游延伸。

10.如权利要求9所述的电机，其中电机还包括转子组件，且转子组件被固定到内壁。

11.如权利要求10所述的电机，其中转子组件包括定位在内壁上游的叶轮。