CN111247727B - 自给式无刷电机和无刷控制器 - Google Patents

自给式无刷电机和无刷控制器 Download PDF

Info

Publication number
CN111247727B
CN111247727B CN201880050017.4A CN201880050017A CN111247727B CN 111247727 B CN111247727 B CN 111247727B CN 201880050017 A CN201880050017 A CN 201880050017A CN 111247727 B CN111247727 B CN 111247727B
Authority
CN
China
Prior art keywords
controller
housing
disposed
cover
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880050017.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111247727A (zh
Inventor
乔纳森·芬克豪泽
王伟
朱昊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yuyao Actuator Electric Motor Co ltd
Original Assignee
Yuyao Actuator Electric Motor Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yuyao Actuator Electric Motor Co ltd filed Critical Yuyao Actuator Electric Motor Co ltd
Publication of CN111247727A publication Critical patent/CN111247727A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111247727B publication Critical patent/CN111247727B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K21/16—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having annular armature cores with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225—Terminal boxes or connection arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/227—Heat sinks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/2726—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of a single magnet or two or more axially juxtaposed single magnets
    • H02K1/2733—Annular magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2211/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to measuring or protective devices or electric components
    • H02K2211/03—Machines characterised by circuit boards, e.g. pcb
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/522—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/223—Heat bridges

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)

Abstract

本发明公开了无刷直流电机组件，其包括具有第一端和第二端的壳体以及设置在壳体中的定子。该组件还包括布置在定子中的转子子组件，该转子子组件具有轴，该轴具有靠近壳体的第一端的第一端和靠近壳体的第二端的第二端。该组件还包括布置在壳体中的控制器，该控制器被构造成控制轴的旋转。轴的第一端被构造成提供旋转输出。

Description

自给式无刷电机和无刷控制器
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C. § 119要求2017年9月20日提交的美国专利申请15/710,045号的优先权利益，并根据35 U.S.C. § 119要求2017年5月27日提交的国际申请PCT/CN2017/086314号的优先权利益，它们的全部内容都被合并至本文中。
背景
本申请总体上涉及无刷电机领域，更具体地，涉及将控制器设置在电机壳体内的电机。
电动工具（例如手持式工具、草坪园艺工具等）通常由永磁直流（“PMDC”）电机提供动力。PMDC电机中的电刷与换向器物理接合，从而在电刷和换向器之间产生摩擦。这种摩擦会导致工作噪音、电刷磨损以及工作温度升高，从而限制了PMDC电机的使用寿命。
概述
一个实施方式涉及一种无刷直流电机组件，其包括具有第一端和第二端的壳体以及设置在该壳体中的定子。 该组件还包括布置在定子中的转子子组件，该转子子组件具有轴，该轴具有靠近壳体的第一端的第一端和靠近壳体的第二端的第二端。 该组件还包括布置在壳体中的控制器，该控制器被构造成控制轴的旋转。 轴的第一端被构造成提供旋转输出。
另一个实施方式涉及一种电气设备，其包括从动构件和无刷直流电机组件。 该组件包括具有第一端和第二端的壳体以及设置在壳体中的定子。 该组件还包括布置在定子中的转子子组件，该转子子组件具有轴，该轴具有靠近壳体的第一端的第一端和靠近壳体的第二端的第二端。 该组件还包括布置在壳体中的控制器，该控制器被构造成控制轴的旋转。轴的第一端联接至从动构件，并且轴被构造成使从动构件旋转。
附图简述
图1是根据示例性实施方式的电机的爆炸图。
图2是图1的电机的截面图。
图3 是图1的电机除去盖子后的后透视图。
详细描述
各种实施方式在下文描述。应当注意，特定实施例不旨在作为详尽的描述或作为对本文所讨论的更广泛方面的限制。结合特定实施例描述的一个方面不必限于该实施例，并且可以实施于任何其他实施例。
在描述特征的上下文中（特别是在以下权利要求的上下文中），术语“一”和“该”以及类似指代应被解释为涵盖单数和复数，除非另外指出或与上下文明显矛盾。除非在此另外指出，否则本文中数值范围仅旨在用作分别指代落入该范围内的每个单独值的简写方法，并且每个单独值都被并入说明书中，就好像它在本文中被单独叙述一样。除非本文另外指出或与上下文明显矛盾，否则本文描述的所有方法可以以任何合适的顺序执行。除非另有说明，否则本文提供的任何和所有示例或示例性语言（例如“例如”）的使用仅旨在更好地阐明实施例，并且不对权利要求的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应解释为表明任何未要求保护的特征为必要特征。
为了减少电机中的摩擦，可以使用无刷直流（BLDC）电机代替PMDC电机。 在BLDC电机中，电流流过定子中的绕组，形成磁场以与转子上的永磁体相互作用。 转子和定子在物理上是分开的，因此BLDC无需任何电刷即可运行，从而相对于PMDC电机来说减少了BLDC电机的摩擦。 但是，与PMDC电机相反，BLDC电机需要控制器才能运行。 在传统的BLDC电机中，控制器位于电机外部（例如，在工具的手柄或踏板中）。
如可清楚地从下文看出的，提供一种具有布置在电机壳体内的控制器的BLDC电机可能是有利的。 例如，通过将控制器定位在壳体内，可以在将电机安装在电气设备（例如，电动工具等）中之前完全组装电机，从而降低了将电机安装在电气设备中以使从动构件旋转的成本和复杂性。对于电动工具，电机可以作为从动构件联接至卡盘（例如，用于钻头、车床等）。 类似地，电机可以驱动承槽（socket）从而将凸耳（lug）安装在汽车或卡车上。 此外，壳体中的结构可以帮助冷却控制器。 例如，壳体可以包括风扇和其他结构作为散热器。
参照图1和图2，其示出了根据说明性实施例的BLDC电机组件10。 组件10包括定子12，该定子具有第一（例如，前）端14和相对的第二（例如，后）端16。电磁线绕定子12形成多个绕组18。绕组18被配置为接收电流（例如直流电）从中流过，产生磁场。 定子12限定出从第一端部14延伸到第二端部16的定子孔20，并且该定子孔20被构造成容纳设置在其中的转子子组件22。
转子子组件22包括具有第一（例如，前）端26和相对的第二（例如，后）端28的磁环24。磁环24限定出从第一端26延伸到第二端的磁环孔30。磁环24由永磁体形成，该永磁体被构造成与绕组18产生的磁场发生磁性相互作用。传感器磁体（sensor magnet）32布置在磁体环24的第二端28附近，并限定出延伸通过其中的传感器磁体孔34。传感器磁体32包括至少两对北极和南极。例如，第一南北极对定义出第一磁轴（例如，与传感器磁体32共面），第二南北极对定义出与第一磁轴交叉（例如，垂直、正交）的第二磁轴（例如，与传感器磁体32共面）。根据其他说明性实施例，传感器磁体32可以限定出更多或更少的南北极对。如图2所示，传感器磁体32被布置成靠近控制器78，使得传感器磁体32中的磁极与控制器78上的霍尔传感器磁性相互作用。霍尔传感器基于磁极的取向在接通位置和断开位置之间触发， 从而测量出转子子组件22的旋转速度。 图1和图2示出了与磁体环分开形成的传感器磁体32，根据其他说明性实施例，磁体环24的第二端28可以被磁化为具有期望的磁极结构以与霍尔传感器磁相互作用。
转子子组件22还包括布置在磁环孔30和传感器磁体孔34中的轴38（例如，转子）。轴38具有大致环形（例如，圆柱形）的形状并限定出第一（例如，前、输出）端40和第二（例如，后）端42。轴38的第一端40被构造成提供来自组件10的旋转输出。轴38具有在第一端和第二端40、42之间延伸的轴长L1，L1显著大于在定子12的第一端和第二端14、16之间延伸的定子长度L2。在这种配置中，当转子子组件22设置在定子12中时，轴38的端40、42中的至少一个从定子12轴向向外延伸。 如图2所示，端40、42都可从定子12轴向向外延伸。此外，传感器磁体32和间隔件36被布置成靠近定子12的第二端16并从定子12的第二端16轴向向外。
仍然参考图1和图2，可以在磁体环24和传感器磁体32之间布置间隔件36，以使传感器磁体32与磁体环24间隔开。轴38联接到传感器磁体32并且相对于传感器磁体32旋转性固定，使得当磁体环24使传感器磁体32旋转时，轴38以与磁体环24和传感器磁体32中的每一个基本相同的角速度旋转。如图2所示，套筒44设置在传感器磁体32和轴38之间，直接在第二端42附近的轴38上，并构造成保持传感器磁体32和轴38之间的固定旋转方向。 例如，套筒44可以由可压缩材料形成，该可压缩材料被构造成与轴38摩擦接合。例如，套筒44可以是被压配合到轴38上的黄铜环，使得套筒44相对于轴38旋转固定。传感器磁体孔34可以限定出与套筒44的互补特征，或者可以与套筒摩擦地接合（例如，通过被压配合在套筒44上或包覆模制（over-molded）到套筒44上），使得传感器磁体32相对套筒44旋转固定。根据另一示例性实施例，轴38或套筒44中的一个限定出狭槽，而轴38或套筒44中的另一个限定出被构造成容纳在该狭槽中的键（key）。 传感器磁体32也可以其他方式旋转地固定至轴38。
仍然参考图1和图2，转子子组件22还包括风扇46。风扇46包括：毂部48，其限定了从中延伸的风扇孔50；以及多个叶片52，其从毂部48径向向外延伸。风扇46被布置在磁体环24的第一端26附近或在磁体环的第一端26上，并且风扇孔50被构造成容纳延伸穿过其中的轴38。 风扇46联接至磁环24或轴38中的至少一个，使得风扇46相对于轴38旋转地固定。当轴38的旋转速度在定子12中增大时，风扇46的旋转速度也增加，从而增加了组件10中的气流以冷却组件10。
组件10还包括限定出第一（例如，前）端56和第二（例如，后）端58的壳体54（例如，罩、壳等）。壳体54基本上是环形的（例如，圆柱形） ，其限定出比定子外径D2大的壳体内径D1（例如，在大约30mm至70mm），使得定子12被配置为容纳在壳体54内。类似地，风扇的外径D3小于壳体的内径D1，使得风扇46以及转子子组件22更普遍地被配置为容纳在壳体54内。在壳体54中靠近第一端56处具有多个第一（例如，进气）开口60，并且在壳体54中靠近第二端58处具有多个第二（例如，排气）开口62。叶片52被布置成靠近第一开口60，并且被构造成在组件10的操作期间将空气通过第一开口60并朝向第二开口62吸入壳体54的内部，以冷却壳体54内的部件。 根据其他说明性实施例，第一开口60和/或第二开口62可被构造成提供用于布线延伸进入壳体54的通道。
第一保持器15被构造成接合定子12的第一端14，第二保持器17被构造成接合定子12的第二端16。第一保持器15和第二保持器17布置在定子12和壳体54之间并与它们接合，从而定子12不直接与壳体54接合。第一和第二保持器15、17由大体上不导电的材料形成，并且被构造成使定子12与壳体54电绝缘。
第一（例如，前）盖64设置在壳体54的第一端56上，并且限定出第一盖孔66，该第一盖孔66被构造成接收穿过其中的轴38的第一端40。 类似地，第二（例如，后）盖68设置在壳体54的第二端58上，并限定出第二盖孔70，该第二盖孔70被构造成接收穿过其中的轴38的第二端42。 根据另一个说明性实施例，第一和第二盖64、68中的一个可以是基本上实心的（例如，没有用于容纳轴38的孔66、70）。 第一滚珠轴承72围绕轴38环形地布置在第一端40附近，并与第一盖64的孔66接合，使得轴38由第一盖64支撑。类似地，第二滚珠轴承74 绕轴38环形地布置在第二端42附近，并与第二盖68的孔70接合，使得轴38也由第二盖68支撑。如图1和图2所示，至少一个垫圈76（例如，间隔件、垫片等）可以设置在转子子组件22与第一滚珠轴承72之间和/或在转子子组件22与第二滚珠轴承74之间。 在各种说明性实施例中，第一和第二盖64、68可以被紧固（例如，通过铆钉、螺钉、螺栓等）至壳体54，或者可以以其他方式被连接（例如，焊接）至壳体54。
现在总体上参考图1至3，其示出了根据说明性实施例的控制器78。 控制器78可以利用从定子向控制器78延伸的螺钉和/或塑料夹连接到定子。控制器78被配置为通过控制流过绕组18的电流来控制组件10的操作，继而控制定子12中转子子组件22的旋转速度。例如，控制器78被配置为控制轴38的旋转，并因此控制轴38来自组件10的旋转输出。控制器78设置在壳体54内部，靠近第二端58，在定子12的第二端16和第二盖68之间。例如，控制器78是基本上圆形的（例如，环形、盘形），限定出控制器外径D4，该外径D4小于壳体内径D1，使得控制器78可以完全封闭在壳体54内，而不位于壳体54的外部。 控制器外径D4或壳体内径D1中的至少一个可以在大约30mm至70mm之间。 常规控制器的尺寸没有小到足以安装在小于或等于70毫米的外壳内径D1内，同时仍能容纳操作组件10所需的所有组件。
控制器78限定出控制器孔80，并且被配置成接收穿过其中的轴38的第二端42。控制器孔80使控制器78能够设置在壳体54内，而不会干扰轴38的放置和移动。 图1和图3示出了控制器78是基本上圆形的，根据其他说明性实施例，控制器78可以包括其他形状和尺寸，使得控制器78可以被完全封闭在组件10内，而轴38的第二端42延伸通过控制器孔80。
参照图1和图2，组件10包括设置在控制器78和第二盖68之间的传导（例如，第一）环82。例如，传导环82的相对表面可以直接接合控制器78和第二盖68， 因此，传导环82被配置为传导来自控制器78的热量并将热量传递给第二盖68。在这种配置中，第二盖68可以由铝形成并且用作散热器，以使控制器 78在运行期间不会过热。 控制器78和第二盖68之间的热传递还使控制器78能够被封闭在壳体54内而不会损坏控制器78。根据说明性实施例，传导环82可以由耐高压高温材料形成。说明性的耐高压高温材料包括但不限于硅树脂和其他合适的材料，该材料被配置为传导热量并且将控制器78与第二盖68直接电绝缘并且与壳体54间接电绝缘。传导环82可以进一步地是柔性的（compliant）（例如，可压缩的）并且被构造成吸收施加到壳体54上的振动而不是将振动传递到控制器78上。通过将控制器78与附加应力物理隔离，减小了控制器78上的部件松动的可能性。
参照图1和图3，组件10包括设置在控制器78和壳体54之间的绝缘（例如，第二）环84。例如，绝缘环84可以由围绕控制器78环形（例如，径向）布置的绝缘纸形成，并被构造成使控制器78与壳体54电绝缘。例如，绝缘纸可以由耐高压高温的材料形成。 虽然图1-3示出了具有分开的传导环82和绝缘环84的组件10，该绝缘环被配置为将控制器78与壳体54电绝缘，但根据其他说明性实施例，环82、84可以形成为具有绝缘特性的单个环，或者组件10可以包括被配置为使控制器78电绝缘的附加环。
虽然图1至图3示出了布置在定子12与第二盖68之间的控制器78，但根据另一个说明性实施例，控制器78可以布置在定子12与第一盖64之间，使得轴38的第一端40延伸穿过控制器孔80。在这种构造中，风扇46可以设置在控制器78与第一盖64之间、在控制器78与定子12之间、或者在定子12与第二盖68之间。当风扇46被设置在第二盖68附近时，叶片52被配置为通过第二开口62将空气吸入壳体54。传导环82可以设置在控制器78与第一盖64之间，并且绝缘环84可以如上所述围绕控制器78环形地设置。 此外，第一盖64可以用作散热器。
控制器78包括印刷电路板组件（“ PCBA”）。 PCBA包括MOSFET、MCU和霍尔效应传感器，并配置为与DC电压系统（例如电池）、用于照明的灯（例如LED）、速度控制器和/或开关通信并控制它们。 例如，霍尔效应传感器与MOSFET或MCU中的至少一个设置在同一PCBA上，而不是设置在仅用于霍尔效应传感器的单独板上。此配置减小了作为控制器78的一部分而安装在组件10中的PCBA的尺寸。尽管在说明性实施例中，将控制器78描述为具有某些组件（例如传感器），但应理解，在其他实施例中， 控制器78可以具有更多或更少的组件，或者可以具有与迄今为止具体描述的组件不同的组件。控制器78可以由多于一层的层形成，使得每一层被配置为装配在壳体54内。例如，控制器78可以包括五层（尽管可以包括更多或更少的层）。 设置在最靠近传感器磁体32和控制器78的层中的霍尔效应传感器与传感器磁体32间隔大约0.5mm，以确保它们之间的适当的磁性相互作用。 霍尔效应传感器可以设置在控制器78的最接近传感器磁体32的层的第一侧上，而MOSFET可以设置在控制器78的该层的相对的第二侧上，使得MOSFET面对第二盖68，其用作MOSFET的散热片。控制器78可以包括大约6至12个MOSFET。 例如，MOSFET可以以六的倍数提供，并且被配置为将功率从电源传输到定子12或组件10的其他部分。具体地，组件10可以被配置为接收功率并在大约3.6-60V的范围内或更具体地在大约50-60V之间工作。在上述配置中，组件10可以被提供为完全集成的BLDC电机单元，而无需任何额外的外部控制器来进行操作。有利地，通过将所有部件设置在壳体54内，组件10很大程度上更容易安装在各种工具或汽车中。
如本文所使用的，术语“大约”、“显著”、“很大程度上”和类似术语旨在具有广泛的含义，与本领域普通技术人员所接受的普通用法相一致。本领域技术人员应理解，这些术语旨在用于描述所所描述和要求保护的某些特征，而不将这些特征的范围限于所提供的精确数值范围。 因此，这些术语应被解释为表明所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或变更被认为在所附权利要求书中所述的本公开的范围内。
应当注意，如本文所使用的用于描述各种实施例的术语“说明性”，旨在指示这样的实施例是可能的实施方式的可能实施例、代表和/或图示（并且该术语并非旨在表示此类实施例必定是最好的或最高级的示例）。
如本文所用，术语“联接”、“连接”等是指两个构件彼此直接或间接地连接。 这种连接可以是固定的（例如，永久的）或可移动的（例如，可移除的或可释放的）。 可以通过两个构件实现这种结合，或者通过这两个构件与任何另外的中间构件彼此一体地形成为单个整体实现这种结合，或者通过两个构件或两个构件以及任何另外的中间构件彼此附接而实现这种结合。
本文中对特征的位置（例如，“顶部”，“底部”，“上方”，“下方”等）的指代仅用于描述附图中各个特征的方向。 应当注意，根据其他说明性实施例，各种元件的取向可以不同，并且这种变化旨在被本公开所涵盖。
应当理解，尽管已经关于本发明的优选实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员可以想到各种其他实施方式和变型，它们在本发明以及这些其他实施方式和范围的精神内，并且这些其他实施方式和变型旨在由相应的权利要求覆盖。本领域技术人员将容易理解，在不实质上脱离本文所述主题的新颖教导和优点的情况下，许多修改是可能的（例如，各种元件的尺寸、维度、结构、形状和比例的变化、安装布置、材料的使用、方向等）。例如，根据替代实施例，任何过程或方法步骤的顺序或次序都可以改变或重新排序。在不脱离本公开的范围的情况下，还可以在各种说明性实施例中进行设计、操作条件和布置的其他替换、修改、改变和省略。
本文示例性地描述的实施例可以在不存在本文未具体公开的任何一个或多个元素、一个或多个限制的情况下适当地实践。因此，例如，术语“包括”、“包含”等应被广泛地理解并且没有限制。另外，本文所采用的术语和表达已被用作描述性而非限制性的术语，并且不打算使用这样的术语和表达来排除所示出和描述的特征或其部分的任何等同形式，但是要认识到在要求保护的技术的范围内可以进行各种修改。另外，短语“基本上由……组成”将被理解为包括具体叙述的那些要素和不会实质性地影响所要求保护的技术的基本和新颖特征的那些附加要素。短语“由...组成”不包括未指定的任何元素。
另外，在根据马库什群组描述本公开的特征或方面的情况下，本领域技术人员将认识到，本公开也由此描述了马库什群组的任何单个成员或成员的子群组。
如本领域技术人员将理解的，出于任何目的和所有目的，特别是在提供书面描述方面，本文公开的所有范围还涵盖任何和所有可能的子范围及其子范围的组合。 任何列出的范围都可以容易地识别为充分描述，并且可以将相同范围至少分解为相等的一半、三分之二、四分之一、五分之一、十分之几等。作为非限制性示例，可以容易地将本文讨论的每个范围分解为下三分之一、中三分之一和上三分之一等等。如本领域的技术人员还将理解的那样，所有语言（例如“最多”、“至少”、“大于”和“小于”等等）包括所列举的数字并指代范围，该范围随后可如上所述细分为子范围。 最后，如本领域技术人员将理解的，范围包括每个单个的成员。
本说明书中提及的所有出版物、专利申请、已发布的专利和其他文件均通过引用并入本文，就好像每个单独的出版物、专利申请、已发布的专利或其他文件均被明确地并单独地指出通过引用整体并入本文一样。如果通过引用并入的文本中包含的定义与本文的定义相左，以本文的定义为准。
在权利要求中阐述了其他实施方式。

Claims (11)

1.一种无刷直流电机组件(10)，包括：
具有第一端(56)和第二端(58)的壳体(54)；
设置在壳体(54)中的定子(12)；
设置在定子(12)中的转子子组件(22)，该转子子组件(22)包括轴(38)，该轴具有靠近壳体的第一端(56)的第一端(40)和靠近壳体的第二端(58)的第二端(42)；
布置在壳体的第一端(56)上的第一盖(64)；
布置在壳体的第二端(58)上的第二盖(68)，壳体(54)被第一盖(64)和第二盖(68)包围；其中，
壳体(54)包括靠近第一端(56)处的多个进气开口(60)和靠近第二端(58)处的多个排气开口(62)，其中壳体在其第一端(56)和第二端(58)之间为大致管状，并且其中壳体的内径在30mm至70mm之间；
控制器(78)设置在壳体(54)中，该控制器(78)位于所述第二盖(68)与所述定子(12)之间且该控制器(78)直接机械连接至所述定子(12)，该控制器(78)被构造成控制所述轴(38)的旋转，其中，控制器(78)的外径小于壳体(54)的内径，该控制器(78)包括；
印刷电路板组件，即PCBA，该PCBA具有第一侧和相对的第二侧，该第二侧面向第二盖(68)，该PCBA包括多个电气部件，所述多个电气部件包括：微控制器单元，即MCU；多个霍尔效应传感器；以及至少6个金氧半场效晶体管，即MOSFET，其中，所述多个霍尔效应传感器中的至少一个布置在所述第一侧并且所述MOSFET中的至少一个布置在所述第二侧，该PCBA被构造成与DC电池、速度控制器和开关中的至少一者通信并对所述至少一者进行控制；
风扇(46)，其相对于轴(38)旋转地固定，该风扇(46)布置在第一盖(64)和定子(12)之间，并且靠近进气开口(60)，风扇(46)被构造成在操作期间将空气通过进气开口(60)并朝向排气开口(62)吸入壳体(54)的内部以冷却所述电气部件；以及
传导环(82)，其设置在所述控制器(78)和所述第二盖(68)之间；所述传导环(82)被配置为将热量从控制器(78)传递到第二盖(68)；以及将所述控制器(78)与所述第二盖(68)电绝缘，所述传导环(82)由耐高压高温材料形成；
其中，第二盖(68)被配置为用作散热器，以从所述MOSFET提取热量；
其中，所述控制器(78)界定出控制器孔(80)，该控制器孔(80)被构造成容纳穿过其中的所述轴(38)；以及
其中，所述轴(38)的第一端(40)被构造成提供旋转输出。
2.根据权利要求1所述的组件，其中所述转子子组件(22)还包括：被压配合在所述轴(38)的所述第二端(42)附近的黄铜套筒(44)；以及包覆模制在所述黄铜套筒(44)上的传感器磁体(32)；
其中，传感器磁体(32)相对于轴(38)旋转固定；并且
其中传感器磁体(32)被配置为与控制器(78)上的霍尔效应传感器磁性相互作用以测量转子子组件(22)的旋转速度。
3.根据权利要求1所述的组件，所述组件还包括设置在所述控制器(78)和所述壳体(54)之间的绝缘环(84)，所述绝缘环(84)被配置为将所述控制器(78)与所述壳体(54)电绝缘。
4.根据权利要求3所述的组件，其中所述绝缘环(84)由耐高压高温材料形成。
5.根据权利要求1所述的无刷直流电机组件，其中，所述控制器(78)包括五个层。
6.根据权利要求1所述的无刷直流电机组件，
其中，所述风扇(46)朝向所述PCBA的第一侧引导气流以冷却位于所述第一侧的电气部件，并且其中所述传导环(82)和所述第二盖(68)一起冷却位于所述PCBA的第二侧的电气部件。
7.根据权利要求1所述的无刷直流电机组件，其中，所述MOSFET中的至少一个布置在所述PCBA的第一侧。
8.根据权利要求1所述的无刷直流电机组件，其中，所述传导环(82)的相对表面直接接合所述控制器(78)和所述第二盖(68)。
9.根据权利要求1所述的无刷直流电机组件，其中，所述排气开口(62)设置在所述进气开口(60)和所述控制器之间。
10.一种电气设备，包括：
从动构件；
根据权利要求1所述的无刷直流电机组件(10)，
其中，轴(38)的第一端(40)联接到从动构件；并且
其中，轴(38)被构造成使从动构件旋转。
11.根据权利要求10所述的电气设备，其中，所述从动构件是卡盘或承槽。
CN201880050017.4A 2017-05-27 2018-05-25 自给式无刷电机和无刷控制器 Active CN111247727B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNPCT/CN2017/086314 2017-05-27
CN2017086314 2017-05-27
US15/710,045 US10840776B2 (en) 2017-05-27 2017-09-20 Self-contained brushless motor and brushless controller
US15/710,045 2017-09-20
PCT/US2018/034603 WO2018222523A1 (en) 2017-05-27 2018-05-25 Self-contained brushless motor and brushless controller

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111247727A CN111247727A (zh) 2020-06-05
CN111247727B true CN111247727B (zh) 2021-10-08

Family

ID=64401515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880050017.4A Active CN111247727B (zh) 2017-05-27 2018-05-25 自给式无刷电机和无刷控制器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10840776B2 (zh)
EP (1) EP3631953B1 (zh)
CN (1) CN111247727B (zh)
WO (1) WO2018222523A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101970453B1 (ko) 2016-03-30 2019-04-18 밀워키 일렉트릭 툴 코포레이션 전동 공구용 브러시리스 모터
TWM599345U (zh) * 2020-03-06 2020-08-01 劉佳原 直流無刷風扇及其驅動裝置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6492753B2 (en) * 2002-03-08 2002-12-10 Dura-Trac Motors, Inc. Brushless permanent magnet motor with variable axial rotor/stator alignment to increase speed capability
US6652549B1 (en) * 1999-01-19 2003-11-25 Le Maitre Vascular, Inc. Device for stripping veins
CN101064454A (zh) * 2006-04-28 2007-10-31 日本电产株式会社 具有用于电路元件的散热结构的马达及包括该马达的风扇装置
EP1832851B1 (de) * 2006-03-09 2009-12-23 Minebea Co., Ltd. Positionsgeber für ein Stellelement, Linearmotor und Verfahren zum Herstellen eines Linearmotors
CN204658374U (zh) * 2012-08-20 2015-09-23 Ac（澳门离岸商业服务）有限公司 具有整合式印刷电路板设计的无刷直流电动机电动工具
CN204794631U (zh) * 2015-07-24 2015-11-18 浙江三星机电股份有限公司 一种无刷直流电机
WO2016192003A1 (en) * 2015-06-01 2016-12-08 Ac (Macao Commercial Offshore) Limited Brushless can motor

Family Cites Families (69)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5939807A (en) * 1997-12-16 1999-08-17 Reliance Electric Industrial Company Cap mounted drive for a brushless DC motor
US6652249B2 (en) 1999-12-13 2003-11-25 Parker-Hannifin Corporation Brushless DC wet motor fuel pump with integral controller
JP2001238377A (ja) * 2000-02-24 2001-08-31 Minebea Co Ltd 回転電機
GB0130602D0 (en) 2001-12-21 2002-02-06 Johnson Electric Sa Brushless D.C. motor
US7194321B2 (en) 2004-10-29 2007-03-20 Dynacity Technology (Hk) Limited Modular multi-axis motion control and driving system and method thereof
US7414337B2 (en) 2005-03-14 2008-08-19 Black & Decker Inc. Scrubber
CN101488687B (zh) 2008-01-18 2011-12-28 德昌电机(深圳)有限公司 车辆门锁马达
US7791232B2 (en) 2008-05-02 2010-09-07 Black & Decker Inc. Power tool having an electronically commutated motor and double insulation
GB0809764D0 (en) 2008-05-30 2008-07-09 Johnson Electric Sa Electric motor
JP5512110B2 (ja) 2008-09-26 2014-06-04 株式会社マキタ 電動工具
CN101783566B (zh) 2009-01-19 2013-09-18 德昌电机(深圳)有限公司 一种永磁直流有刷电机
DE102010025586B4 (de) 2009-07-01 2021-04-15 Johnson Electric International AG Elektrowerkzeug
CN102097912B (zh) 2009-12-11 2015-01-28 德昌电机(深圳)有限公司 一种永磁电机
CN102111037B (zh) 2009-12-29 2014-09-03 德昌电机(深圳)有限公司 电机
DE102011100980A1 (de) 2010-05-13 2012-05-16 Johnson Electric S.A. Elektromotor
EP2595284B1 (en) * 2010-07-14 2021-02-17 Panasonic Corporation Brushless motor and method of manufacturing thereof
US8506264B2 (en) * 2010-08-16 2013-08-13 Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd. Motor and cooling fan with a circuit board having a heat-conducting insulator
IT1402208B1 (it) 2010-10-01 2013-08-28 Gate Srl Porta-spazzole per una macchina elettrica a collettore, in particolare per un motore a corrente contunua
CN102593997B (zh) 2011-01-07 2016-08-03 德昌电机(深圳)有限公司 电机
IT1404255B1 (it) 2011-01-25 2013-11-15 Gate Srl Dispositivo regolatore di tensione per un motoventilatore associato ad uno scambiatore di calore di un autoveicolo
CN103427568B (zh) 2012-05-17 2017-05-10 德昌电机(深圳)有限公司 电机
US9450471B2 (en) 2012-05-24 2016-09-20 Milwaukee Electric Tool Corporation Brushless DC motor power tool with combined PCB design
TWM439948U (en) * 2012-06-26 2012-10-21 Yen Shen Electric Ind Co Ltd Motor of built-in actuator
KR101367054B1 (ko) * 2012-08-28 2014-02-24 삼성전기주식회사 스위치드 릴럭턴스 모터 어셈블리
CN103683680B (zh) 2012-09-03 2018-09-25 德昌电机(深圳)有限公司 电机及使用该电机的汽车冷却风扇
US9577493B2 (en) 2012-09-20 2017-02-21 Black & Decker Inc. Motor and electronics cooling system for a high power cordless nailer
JP6011801B2 (ja) 2013-02-27 2016-10-19 日立工機株式会社 電動工具
US9787159B2 (en) 2013-06-06 2017-10-10 Milwaukee Electric Tool Corporation Brushless DC motor configuration for a power tool
US9837878B2 (en) 2014-04-16 2017-12-05 Black & Decker Inc. Electromagnetic interference (EMI) suppression in a power tool
CN104734449B (zh) 2013-12-20 2018-12-04 德昌电机(深圳)有限公司 电刷装置及使用该电刷装置的有刷电机
CN105099089A (zh) 2014-04-30 2015-11-25 德昌电机(深圳)有限公司 射频滤波器及具有该射频滤波器的电机
CN204030811U (zh) 2014-06-23 2014-12-17 德昌电机(深圳)有限公司 一种电刷装置及使用该电刷装置的有刷电机
CN105314052B (zh) 2014-06-30 2020-07-07 德昌电机(深圳)有限公司 用于电动车的驱动装置
CN105337458B (zh) 2014-08-06 2019-09-17 德昌电机(深圳)有限公司 电机及其端盖组件
US9692329B2 (en) 2014-08-08 2017-06-27 Johnson Electric S.A. Magnetic sensor and an integrated circuit
CN105464996B (zh) 2014-08-15 2019-06-11 德昌电机(深圳)有限公司 电动液泵
EP3026794B1 (en) 2014-11-25 2022-03-23 Black & Decker Inc. Brushless motor for a power tool
CN105703495A (zh) 2014-12-11 2016-06-22 德昌电机(深圳)有限公司 单相无刷电机
US10693344B2 (en) 2014-12-18 2020-06-23 Black & Decker Inc. Packaging of a control module for a brushless motor
JP6485032B2 (ja) 2014-12-22 2019-03-20 株式会社デンソー 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP6372756B2 (ja) * 2014-12-26 2018-08-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 モータおよびそれを備えた電動工具
CN107408903A (zh) 2015-01-20 2017-11-28 创科实业有限公司 双电压的无刷电机
CN105990933A (zh) 2015-01-28 2016-10-05 德昌电机(深圳)有限公司 电机
DE102016101538A1 (de) 2015-01-30 2016-08-04 Johnson Electric S.A. Elektromotor
CN106160389A (zh) 2015-03-30 2016-11-23 德昌电机(深圳)有限公司 单相无刷直流电机
CN106300722A (zh) 2015-05-18 2017-01-04 德昌电机(深圳)有限公司 电机与电动泵
CN106481567B (zh) 2015-08-26 2020-10-16 德昌电机(深圳)有限公司 电动液泵
CN106787418B (zh) 2015-11-23 2019-12-10 德昌电机(深圳)有限公司 驱动装置及应用该驱动装置的泵机
DE102016123423A1 (de) 2015-12-16 2017-06-22 Johnson Electric S.A. Motor
CN107040056A (zh) 2016-02-03 2017-08-11 德昌电机(深圳)有限公司 电机及其定子
CN107154708B (zh) 2016-03-02 2020-07-24 德昌电机(深圳)有限公司 电刷装置及应用该电刷装置的电机
BR102017006120A2 (pt) 2016-03-28 2020-03-10 Johnson Electric International AG Estator, motor, e, método de formação para um estator
DE102017106630A1 (de) 2016-03-28 2017-09-28 Johnson Electric S.A. Ständer, Einphasenmotor und Gebläse
EP3229350B1 (en) 2016-04-08 2021-06-23 Black & Decker Inc. Brushless motor for a power tool
DE102017108654A1 (de) 2016-04-26 2017-10-26 Johnson Electric S.A. Magnetsensor-Integrierte-Schaltung, Motoranordnung und Gebrauchsgerät
CN107370270B (zh) 2016-05-11 2020-08-18 德昌电机(深圳)有限公司 马达及马达的旋转组件
CN107404806B (zh) 2016-05-18 2020-12-01 德昌电机(深圳)有限公司 印刷电路板及电机
CN107453541A (zh) 2016-06-01 2017-12-08 德昌电机(深圳)有限公司 电机及具有该电机的风扇
CN107846116A (zh) 2016-09-18 2018-03-27 德昌电机(深圳)有限公司 电机及电机组件
EP3297140A1 (en) 2016-09-19 2018-03-21 Black & Decker Inc. Control and power module for brushless motor
CN108206598B (zh) 2016-12-16 2021-01-05 德昌电机(深圳)有限公司 电机装置及其定子
WO2018148651A1 (en) 2017-02-13 2018-08-16 Milwaukee Electric Tool Corporation Brushless direct current motor for power tools
CN108662038B (zh) 2017-03-27 2022-06-28 德昌电机(深圳)有限公司 执行器及应用其的电子离合器系统
CN108696057B (zh) 2017-04-12 2021-06-25 德昌电机(深圳)有限公司 电机及具有该电机的用电设备
CN108964363A (zh) 2017-05-17 2018-12-07 德昌电机(深圳)有限公司 一种电机、控制电路板及应用该电机的引擎冷却模组
CN108964297A (zh) 2017-05-17 2018-12-07 德昌电机(深圳)有限公司 一种电机、控制电路板及应用该电机的引擎冷却模组
TWM578899U (zh) 2017-06-30 2019-06-01 美商米沃奇電子工具公司 電氣組合、動力工具系統、電動馬達總成、電動馬達、電池組以及馬達總成
CN109217572B (zh) 2017-06-30 2021-04-09 德昌电机(深圳)有限公司 电机及使用电机的流体输送装置
CN109245393B (zh) 2017-07-11 2022-09-23 德昌电机(深圳)有限公司 电机、电机的端盖及其制造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6652549B1 (en) * 1999-01-19 2003-11-25 Le Maitre Vascular, Inc. Device for stripping veins
US6492753B2 (en) * 2002-03-08 2002-12-10 Dura-Trac Motors, Inc. Brushless permanent magnet motor with variable axial rotor/stator alignment to increase speed capability
EP1832851B1 (de) * 2006-03-09 2009-12-23 Minebea Co., Ltd. Positionsgeber für ein Stellelement, Linearmotor und Verfahren zum Herstellen eines Linearmotors
CN101064454A (zh) * 2006-04-28 2007-10-31 日本电产株式会社 具有用于电路元件的散热结构的马达及包括该马达的风扇装置
CN204658374U (zh) * 2012-08-20 2015-09-23 Ac（澳门离岸商业服务）有限公司 具有整合式印刷电路板设计的无刷直流电动机电动工具
WO2016192003A1 (en) * 2015-06-01 2016-12-08 Ac (Macao Commercial Offshore) Limited Brushless can motor
CN204794631U (zh) * 2015-07-24 2015-11-18 浙江三星机电股份有限公司 一种无刷直流电机

Also Published As

Publication number Publication date
CN111247727A (zh) 2020-06-05
EP3631953A1 (en) 2020-04-08
WO2018222523A1 (en) 2018-12-06
US20180342934A1 (en) 2018-11-29
EP3631953B1 (en) 2021-07-21
EP3631953A4 (en) 2020-05-27
US10840776B2 (en) 2020-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220166283A1 (en) Brushless motor for a power tool
US8267673B1 (en) Brushless cooling fan
US9077230B2 (en) Electric motor with heat dissipating device
US7687953B2 (en) Totally integrated engine cooling module for D.C. motors employing fan hub and shroud hub as motor covers
US6552464B1 (en) Totally integrated engine cooling module for DC motors
EP2139095B1 (en) Power tool including hybrid electric motor design
US20060245956A1 (en) Electric fluid pump
CN111247727B (zh) 自给式无刷电机和无刷控制器
JPWO2008041353A1 (ja) ファンモータ
CN110729853B (zh) 具有磁性齿轮布置的电动机
JP2012510245A (ja) 一体化した冷却手段を有する駆動モータ
US8398378B2 (en) Tangential drive module assembly and method of assembly for airflow induction
US11025144B2 (en) Outer rotor motor having support member
US7105966B2 (en) Electric motor
KR100660305B1 (ko) 브러시리스 직류모터
US20050067917A1 (en) Claw pole motor
AU2001236883A1 (en) Brushless dc wet motor fuel pump with integral controller
WO2019157701A1 (en) Outer rotor motor
KR20090010561U (ko) 냉각팬이 내장된 ｂｌｄｃ 모터
KR100645797B1 (ko) 차량용 냉각팬 구동 비엘디씨 모터
CN211456917U (zh) 风扇电机和具有该风扇电机的电子装置
AU2003255574A1 (en) Electric motor for household electrical food processor
US20220302791A1 (en) Electric motor for a handheld power tool
JPS638704B2 (zh)
WO2015024244A1 (en) Motor with internal cooling

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 315420 No. 24, Zijin Mountain West Road, Yuyao, Zhejiang

Applicant after: YUYAO ACTUATOR ELECTRIC MOTOR Co.,Ltd.

Address before: 315420 No.24, Zhongshan West Road, Lubu Town, Yuyao, Ningbo City, Zhejiang Province

Applicant before: YUYAO ACTUATOR ELECTRIC MOTOR Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant