CN108134458A - 一种无刷电机定子铁芯及无刷电机 - Google Patents
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Abstract
一种无刷电机定子铁芯,包括环形的轭部以及在其轭部上向其轴心延伸设置的多个齿,轭部外圈上有直边定位边,轭部上其定位边的相邻边为弧形边,极靴角范围在80°‐89.5°;一种电机,包括定子铁芯,其定子铁芯、穿过定子铁芯中心的转子、用于固定定子铁芯和转子端部的第一支架、固连于第一支架上的电路板、与第一支架固连配合的第二支架,其第一支架和第二支架内壁最内侧轮廓与定子外部轮廓一致且有外直边和外定位边,还包括包裹定子铁芯的铁芯支架、与转子固连的动叶轮,环形包围其动叶轮的定叶轮,其定叶轮固连在盖罩内部,盖罩与第二支架固连,其第一支架上还固连有电路板。本发明定子铁芯安装定位方便,在有限尺寸内换向性能较好,尺寸更小。
Description
技术领域
本发明涉及一种无刷电机定子铁芯及无刷电机。
背景技术
目前市场上家用电器用小型电机多采用无刷电机,此类无刷电机主要研究方向为小型化、静音化,目前均已形成通用的设计方式和定型产品,但是由于核心部件之一的铁芯仍具有进一步设计优化的空间,另外,整体结构中各个部件形状及连接结构的设计也存在进一步改进的空间,如现在市场上小型无刷电机大多存在以下缺陷:整体尺寸偏大、换向性能仍可优化、定子尺寸偏大、定子的定位不甚方便。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种无刷电机定子铁芯,包括环形的轭部以及在所述轭部上向其轴心延伸设置的多个齿,多个所述齿沿轭部内圈圆周方向均匀分布,其特征在于,还包括轭部外圈上有定位边,所述定位边为直边,轭部上所述定位边的相邻边为弧形边,弧形边形成极靴,极靴角范围在80°‐89.5°。
有益效果是:本发明通过在轭部外圈上设有定位边,且定位边为直边,定位边的相邻边为弧形边,可以实现更小尺寸的设计,且通过直边与弧形边的组合定位,实现更加精准的定位,另外通过极靴角的设置改善无刷电机换向性能。
优选地,所述齿靠近定子铁芯中心的一端为弧形端,且在弧形端的中间位置开有矩形槽口,多个所述齿的弧形端位于同一圆上。
有益效果是:该矩形槽口可增加导磁。
优选地,每个所述弧形端的左右两侧各有一个延伸角,所述延伸角包括第一边、第二边和第三边,所述第二边与所述第一边和第三边均通过圆角过渡。
有益效果是:通过采用圆角过渡,在绕制线圈时,该圆角可以起到导向作用,使铜线从齿的两侧能够顺利缠绕,另外可增加绕线的安全性,避免铜线外部绝缘皮的损坏。
本发明还公开了一种无刷电机,其特征在于,包括上述的任意一项无刷电机定子铁芯、穿过定子铁芯中心的转子、用于固定定子铁芯和转子端部的第一支架、固连于第一支架上的电路板、与第一支架固连配合的第二支架,所述第一支架和第二支架内侧轮廓与定子外部轮廓一致且有外直边和外定位边,还包括固定定子铁芯的铁芯支架、与转子固连的动叶轮,还包括环形包围所述动叶轮的定叶轮,所述定叶轮固连在盖罩内部,所述盖罩与第二支架固连。
有益效果是:该电机中定子方便安装定位,在有限尺寸内换向性能较好,尺寸更小的定子和电机。
优选地,所述第一支架、第二支架、铁芯支架、动叶轮、定叶轮、盖罩、定子铁芯、转子均为回转体且同轴布置。
优选地,第一支架和第二支架都设有金属镶件,所述金属镶件为环形结构,所述金属镶件外圈包括齿形圈和圆柱面,所述圆柱面的直径大于或小于所述齿形圈的齿顶圆直径,所述金属镶件嵌于所述第一支架和第二支架内部。
有益效果是:金属镶件为环形结构,便于轴承的装配,外圈为齿形圈和圆柱面结合,通过与注塑支架的嵌设结构,一方面防止转子转动时带动金属镶件绕轴线转动,另一方面,圆柱面可限制金属镶件沿轴向运动,防止金属镶件从注塑支架内脱落,且可以避免转子在转动时产生蹿动,从而降低无刷电机的噪音。
优选地,所述定叶轮与所述第一支架连接,所述定叶轮包括导风叶片、环形的叶片架和销口以及叶片架凸出导风叶片形成的限位档,所述销口为开在叶片架内侧的缺口,所述第一支架设有限位销,所述缺口与所述限位销相配合。
有益效果是:通过在叶片架内侧设置的销口与定位隔板上设置的限位销配合,避免定叶轮因为切向风力和震动而绕电机中心轴线转动,从而有效避免了定叶轮的圆周转动,无刷电机噪音低于同级电机噪音,保证无刷电机的长期低噪音运行。
优选地,所述金属镶件与第一支架或第二支架采用如下工艺制成:
(1)所述金属镶件通过车工工艺在坯料中间部位加工出所述圆柱面;
(2)将步骤(1)完成后的半成品装夹在滚齿机进行滚齿加工,得到中间具有圆柱面和两侧为齿形圈的金属镶件;
(3)所述金属镶件与第一支架或第二支架通过注塑成型,注塑时熔融的塑料溶液流动覆盖齿形圈和圆柱面;
(4)静置、冷却定型。
附图说明
图1为本发明优选实施例之一定子铁芯示意图;
图2为本发明优选实施例之一定子铁芯立体图;
图3为本发明电机的优选实施例爆炸示意图;
图4为本发明的优选实施例中第一支架内部轮廓示意图;
图5为本发明的优选实施例中定叶轮示意图;
图6位延伸角的结构示意图;
图7为金属镶件的结构示意图;
图8为限位销的结构示意图;
其中:1‐轭部,2‐定位边,3‐弧形边,4‐齿,5‐矩形槽口,6‐定子铁芯,7‐转子,8‐第一支架,9‐第二支架,10‐外直边,11-外定位边,12-动叶轮,13-定叶轮,14-盖罩,15-电路板,16-铁芯支架,17-金属镶件,19-叶片架,20-销口,101-第一边,102-第二边,103-第三边,104-圆角,105-延伸角,201-齿形圈,202-圆柱面,191-限位挡,192-导风叶片,193‐限位销。
具体实施方式
本发明提供了一种无刷电机定子铁芯,包括环形的轭部1以及在轭部1上向其轴心延伸设置的多个齿4,多个齿4沿轭部1内圈圆周方向均匀分布,还包括轭部1外圈上有定位边2,定位边2为直边,轭部1上定位边2的相邻边为弧形边3,弧形边3形成极靴,极靴角范围α在80°‐89.5°。
有益效果是:本发明通过在轭部外圈上设有定位边,且定位边为直边,定位边的相邻边为弧形边,可以实现更小尺寸的设计,且通过直边与弧形边的组合定位,实现更加精准的定位,另外通过极靴角的设置改善无刷电机换向性能。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,齿4靠近定子铁芯中心的一端为弧形端,且在弧形端的中间位置开有矩形槽口5,多个齿4的弧形端位于同一圆上。
有益效果是:该矩形槽口可增加导磁。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,每个弧形端的左右两侧各有一个延伸角105,延伸角105包括第一边101、第二边102和第三边103,第二边102与第一边101和第三边103均通过圆角104过渡。
有益效果是:通过采用圆角过渡,在绕制线圈时,该圆角可以起到导向作用,使铜线从齿的两侧能够顺利缠绕,另外可增加绕线的安全性,避免铜线外部绝缘皮的损坏。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,多个齿的弧形端形成的内圆与轭部的外圆半径差在12mm‐‐23.5mm范围内。
采用上述技术方案的有益效果是:保证整体尺寸的同时满足绕线需求。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,两相邻齿的延伸角的第二边相互平行,且两相邻齿的延伸角的第二边之间的距离为2.5‐‐5mm。
采用上述技术方案的有益效果是:满足绕线需求,同时满足功能要求,如输出功率等的要求。进一步地,两相邻齿的延伸角的第二边之间的距离为3.7‐‐4mm,可进一步提高导磁效率,特别是3.88mm导磁效果更佳。
本发明还公开了一种无刷电机,包括上述的任意一项无刷电机定子铁芯6、穿过定子铁芯6中心的转子7、用于固定定子铁芯6和转子7端部的第一支架8、固连于第一支架8上的电路板15、与第一支架8固连配合的第二支架9,第一支架8和第二支架9内侧轮廓与定子6外部轮廓一致且有外直边10和外定位边11,还包括固定定子铁芯6的铁芯支架16、与转子7固连的动叶轮12,还包括环形包围动叶轮12的定叶轮13,定叶轮13固连在盖罩14内部,盖罩14与第二支架9固连。
有益效果是:该电机中定子方便安装定位,在有限尺寸内换向性能较好,尺寸更小的定子和电机。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,第一支架8、第二支架9、铁芯支架16、动叶轮12、定叶轮13、盖罩14、定子铁芯6、转子7均为回转体且同轴布置。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,第一支架8和第二支架9都设有金属镶件17,金属镶件17为环形结构,金属镶件17外圈包括齿形圈201和圆柱面202,圆柱面202的直径大于或小于齿形圈201的齿顶圆直径,金属镶件17嵌于第一支架8和第二支架9内部。
有益效果是:金属镶件为环形结构,便于轴承的装配,外圈为齿形圈和圆柱面结合,通过与注塑支架的嵌设结构,一方面防止转子转动时带动金属镶件绕轴线转动,另一方面,圆柱面可限制金属镶件沿轴向运动,防止金属镶件从注塑支架内脱落,且可以避免转子在转动时产生蹿动,从而降低无刷电机的噪音。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,金属镶件与注塑支架持平或凸出于注塑支架。
采用上述技术方案的有益效果是:便于装配,另外能够方便注塑加工过程中的工艺实施,防止金属镶件两面全部落在注塑支架内造成冷却变形时轴心错位。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,金属镶件齿形圈的齿为渐开线齿。
采用上述技术方案的有益效果是:便于加工制造可将胚料直接用滚齿机加工,自动、快速。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,齿形圈为两个,圆柱面直径低于齿形圈的齿顶圆直径并位于两齿形圈之间,使金属镶件截面形状为凹字形。
采用上述技术方案的有益效果是:形成轴上上下两个方向的自动卡死,此结构一旦与注塑支架一体注塑成型后除非破坏否则则无法拆除更不会松脱,结合齿形圈完全限制了圆周方向和轴向的框动。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,金属镶件的内圈在下边缘处开有安装倒角。
采用上述技术方案的有益效果是:便于过盈配合的之前的安装装配。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,齿形圈的齿根圆直径比圆柱面直径大3mm以上。
采用上述技术方案的有益效果是:保证装配前外力拉拔不会损坏,抗拉拔损坏强度大。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,注塑支架为轮辐状,注塑支架包括中心座和辐板,中心座直径比齿形圈的齿顶圆直径大2mm以上。
采用上述技术方案的有益效果是:防止全部采用注塑板状结构增加冷却温度的要求或者增加工艺难度,防止金属镶件在其中随塑料部分冷却变形而歪斜。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,中心座内圈为齿形,中心座的齿形与金属镶件的齿形圈相匹配。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,圆柱面上设有若干盲孔或腰圆孔,盲孔或腰圆孔沿圆柱面周向均匀分布。
采用上述技术方案的有益效果是:进一步使金属镶件与注塑支架在注塑成型时形成更加牢固的轴向和周向定位,保证金属镶件与注塑支架连接更加稳定、牢固。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,定叶轮13与第一支架连接8,定叶轮13包括导风叶片192、环形的叶片架19和销口20以及叶片架19凸出导风叶片192形成的限位档191,销口20为开在叶片架内侧的缺口,第一支架设有限位销193,缺口与限位销相配合。
有益效果是:通过在叶片架内侧设置的销口与定位隔板上设置的限位销配合,避免定叶轮因为切向风力和震动而绕电机中心轴线转动,从而有效避免了定叶轮的圆周转动,无刷电机噪音低于同级电机噪音,保证无刷电机的长期低噪音运行。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,导风叶片均匀排布于叶片架上且为一体设计,呈由中心向外放射状分散排布。
采用上述技术方案的有益效果是:更好地疏导气流,使气流顺畅通过定叶轮,避免增加震动和噪音。在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,相邻导风叶片之间形成的气隙尺寸为1-3mm,可保证在有限结构空间下气流以最快、最顺畅的方式排出。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,导风叶片截面形状为“L”形。
采用上述技术方案的有益效果是:防止气流向定叶轮底部周围无规则逸散,进而造成不必要的震动和噪音。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,导风叶片整体为弧形且与环形叶片架的同心圆相切。
采用上述技术方案的有益效果是:便于将切向导出的气流直接逸散。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,导风叶片远离叶片架一侧外边缘部位为刃口状。
在发明的另一些具体实施方式中,其余与上述实施方式相同,不同之处在于,金属镶件与第一支架或第二支架采用如下工艺制成:
(1)金属镶件通过车工工艺在坯料中间部位加工出圆柱面;
(2)将步骤(1)完成后的半成品装夹在滚齿机进行滚齿加工,得到中间具有圆柱面和两侧为齿形圈的金属镶件;
(3)金属镶件与第一支架或第二支架通过注塑成型,注塑时熔融的塑料溶液流动覆盖齿形圈和圆柱面;
(4)静置、冷却定型。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种无刷电机定子铁芯,包括环形的轭部以及在所述轭部上向其轴心延伸设置的多个齿,多个所述齿沿轭部内圈圆周方向均匀分布,其特征在于,还包括轭部外圈上有定位边,所述定位边为直边,轭部上所述定位边的相邻边为弧形边,弧形边形成极靴,极靴角范围在80°‐89.5°。
2.根据权利要求1所述的一种无刷电机定子铁芯,其特征在于,所述齿靠近定子铁芯中心的一端为弧形端,且在弧形端的中间位置开有矩形槽口,多个所述齿的弧形端位于同一圆上。
3.根据权利要求2所述的一种无刷电机定子铁芯,其特征在于,每个所述弧形端的左右两侧各有一个延伸角,所述延伸角包括第一边、第二边和第三边,所述第二边与所述第一边和第三边均通过圆角过渡。
4.一种无刷电机,其特征在于,包括权利要求1-3所述的任意一项无刷电机定子铁芯、穿过定子铁芯中心的转子、用于固定定子铁芯和转子端部的第一支架、固连于第一支架上的电路板、与第一支架固连配合的第二支架,所述第一支架和第二支架内侧轮廓与定子外部轮廓一致且有外直边和外定位边,还包括固定定子铁芯的铁芯支架、与转子固连的动叶轮,还包括环形包围所述动叶轮的定叶轮,所述定叶轮固连在盖罩内部,所述盖罩与第二支架固连。
5.根据权利要求4所述的一种无刷电机,其特征在于,所述第一支架、第二支架、铁芯支架、动叶轮、定叶轮、盖罩、定子铁芯、转子均为回转体且同轴布置。
6.根据权利要求4所述的一种无刷电机,其特征在于,第一支架和第二支架都设有金属镶件,所述金属镶件为环形结构,所述金属镶件外圈包括齿形圈和圆柱面,所述圆柱面的直径大于或小于所述齿形圈的齿顶圆直径,所述金属镶件嵌于所述第一支架和第二支架内部。
7.据权利要求4或5所述的一种无刷电机,其特征在于,所述定叶轮与所述第一支架连接,所述定叶轮包括导风叶片、环形的叶片架和销口以及叶片架凸出导风叶片形成的限位档,所述销口为开在叶片架内侧的缺口,所述第一支架设有限位销,所述缺口与所述限位销相配合。
8.根据权利要求6所述的一种无刷电机,其特征在于,所述金属镶件与第一支架或第二支架采用如下工艺制成:
(1)所述金属镶件通过车工工艺在坯料中间部位加工出所述圆柱面;
(2)将步骤(1)完成后的半成品装夹在滚齿机进行滚齿加工,得到中间具有圆柱面和两侧为齿形圈的金属镶件;
(3)所述金属镶件与第一支架或第二支架通过注塑成型,注塑时熔融的塑料溶液流动覆盖齿形圈和圆柱面;
(4)静置、冷却定型。
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