CN113659777A

CN113659777A - 永磁直流无刷电机

Info

Publication number: CN113659777A
Application number: CN202111178936.XA
Authority: CN
Inventors: 周俊
Original assignee: Changzhou Bl Motor Co ltd
Current assignee: Changzhou Bl Motor Co ltd
Priority date: 2021-10-11
Filing date: 2021-10-11
Publication date: 2021-11-16
Anticipated expiration: 2041-10-11
Also published as: CN113659777B

Abstract

本发明涉及无刷电机技术领域，尤其是涉及一种永磁直流无刷电机，包括：机罩，定子，固定于所述机罩内，转子，通过轴承旋转设置于所述机罩内，所述转子一端端部沿设置方向向外延伸形成蜗杆，所述转子另一端嵌入有磁钢，控制板，固定于所述机罩尾端，所述控制板上设置有磁感应器，所述磁感应器感应所述磁钢位置，引线模组，包括与所述定子电连接的受电引线，与所述控制板电连接的拓展引线，所述控制板通过拓展引线与外界计算机电连接，防爆模组，包括断电机构以及封装外壳，所述封装外壳设置于所述机罩外部，所述断电机构固定于所述封装外壳上。本发明设计有蜗杆，能适应多种不同类型的控制器使用；采用电控加物理断电的方式来及时制止爆燃的发生。

Description

永磁直流无刷电机

技术领域

本发明涉及无刷电机技术领域，尤其是涉及一种永磁无刷直流电机。

背景技术

无刷电机是一种现在较为常见的动力设备，被广泛应用于多种工况下。本公司设计了一种带有蜗杆的、控制器用的永磁直流无刷电机，但是其具有一定的缺陷。由于向外延伸有蜗杆，其蜗杆越长，力矩越大，越难以负载进行转动，更有甚者可能导致电机在带电工况下停止转动。

电机转动时，由于电机自身发电产生了一个与加在电机两端电压相反的电压，这个电压也叫反向电动势，而电源输入的电压则是正向电动势。正是由于反向电动势的存在，导致正反电动势之间的实际电势差很小，流经电枢上的电流也就很小。反之，当电机带电停止转动时，此时反向电动势为零，电枢上的电势差基本与电机两端电压相同，进而导致电流增大，电枢上积累过多热量，引起导线熔断，最终烧毁电机。

电机烧毁一方面会造成一定的经济损失，另一方面，若是电机燃烧引起控制器损坏，则可能导致更加严重的后果。因此，需要一种防爆防燃的永磁电机。

市面上的防爆防燃电机通常是采用电控方式进行断电以防止爆燃，但是在温度过高的情况下，电子控制的方式时常会发生失灵，因此，这种防爆防燃的方式并不是完全可靠。

发明内容

本发明的目的在于提出一种能有效防爆防燃且设置有物理断电方式的永磁无刷直流电机。

具体技术方案如下：

永磁直流无刷电机，包括：

机罩，

定子，固定于所述机罩内，

转子，通过轴承旋转设置于所述机罩内，所述转子一端端部沿设置方向向外延伸形成蜗杆，所述转子另一端嵌入有磁钢，

控制板，固定于所述机罩尾端，所述控制板上设置有磁感应器，所述磁感应器感应所述磁钢位置，

引线模组，包括与所述定子电连接的受电引线，与所述控制板电连接的拓展引线，所述控制板通过拓展引线与外界计算机电连接，

防爆模组，包括断电机构以及封装外壳，所述封装外壳设置于所述机罩外部，所述断电机构固定于所述封装外壳上。

进一步地，所述机罩包括铸铝外壳和端盖，所述端盖固定于所述铸铝外壳的一侧，所述铸铝外壳内部开设有容置所述定子的定子腔，所述端盖一侧则设置有轴承座，所述轴承座内旋转设置有转子，

所述端盖周侧向外延伸形成支耳，穿过所述支耳设置有平行的插销，

所述端盖另一侧则设置有安装座，所述控制板设置在安装座上。

进一步地，所述机罩内还设置有温控装置，所述温控装置穿过机罩与外界计算机电连接。

进一步地，所述封装外壳侧壁上开设有安装通道，所述封装外壳通过安装通道安装于所述插销上。

进一步地，所述断电机构包括：

壳体，所述壳体安装于所述封装外壳上，所述壳体上开设有允许所述受电引线穿过的通孔，

断电刀组，设置于所述受电引线周侧，

锁定机构，设置于所述壳体内并控制所述断电刀组的开合。

进一步地，所述断电刀组包括：

动刀，通过弹性件固定于所述壳体内壁上，

定刀，固定于壳体内壁相当于所述动刀的一侧内壁上，

所述动刀及定刀的刃口相对且设置于所述受电引线的周侧。

进一步地，所述锁定机构包括：

伺服电机，设置于壳体内与所述动刀同侧的内壁上，所述伺服电机与所述控制板电连接，所述伺服电机的输出端固定有脱钩件，

拉环机构，设置于所述脱钩件与所述动刀之间，所述伺服电机转动一定角度，拉环机构脱出所述脱钩件。

进一步地，所述拉环机构包括：

连接件，一端与所述动刀固定连接，

环件，设置于所述脱钩件与所述连接件之间。

进一步地，所述环件与连接件之间还设置有熔断丝，所述熔断丝与所述受电引线电连接。

本发明所采用的技术方案相较于传统技术方案所具有的优点在于：

1.本发明设计有蜗杆，能适应多种不同类型的控制器使用。

2.本发明采用电控加物理断电的方式来及时制止爆燃的发生，其中，电控方式效率最高，但可靠性最差，物理断电方式则分为主动断电以及被动断电，主动断电方式效率尚可，但依旧存在可靠性风险，被动断电方式虽然效率较低，但其可靠性较高，能保证一定切断电源，进而防止爆燃，本发明效率与可靠性兼顾，避免爆燃的情况下也能兼顾到减小损失，经济效益较好。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。

图1为本发明未安装防爆膜组时的结构示意图；

图2为图1的半剖图；

图3为本发明的防爆膜组结构示意图；

图4为本发明的断电机构；

图5为本发明的动刀和定刀工作时的俯视图；

图6为本发明的环件和脱钩件工作原理示意图。

1.机罩、11.铸铝外壳、111.支耳、112.定子腔、113.插销、12.端盖、121.轴承座、122.安装座；

2.定子；

3.转子、31.磁钢、32.保护套；

4.控制板、41.磁感应器；

5.引线模组、51.受电引线、52.拓展引线；

6.防爆膜组、7.封装外壳、71.安装通道；8.断电机构、81.断电刀组、811.动刀、812.定刀、82.锁定机构、821.伺服电机、822.脱钩件、823.拉环机构、823a.连接件、823b.环件、823c.熔断丝、83、壳体；

9.温控装置。

具体实施方式

以下依据本发明的理想实施例为启示，通过以下的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

参考下列附图，将对本发明的机罩1、定子2、转子3、控制板4、引线模组5以及防爆膜组6的具体结构及其之间的连接关系做进一步的详细描述：

永磁直流无刷电机，包括：机罩1，定子2，固定于所述机罩1内，转子3，通过轴承旋转设置于所述机罩1内，所述转子3一端端部沿设置方向向外延伸形成蜗杆，所述转子3另一端嵌入有磁钢31，控制板4，固定于所述机罩1尾端，所述控制板4上设置有磁感应器41，所述磁感应器41感应所述磁钢31位置，引线模组5，包括与所述定子2电连接的受电引线51，与所述控制板4电连接的拓展引线52，所述控制板4通过拓展引线52与外界计算机电连接，防爆模组，包括断电机构8以及封装外壳7，所述封装外壳7设置于所述机罩1外部，所述断电机构8固定于所述封装外壳7上。

参考图1和图2，在上述的永磁直流无刷电机中，转子3端部向外延伸形成蜗杆，该蜗杆可带动多种控制器进行运转。为了达到更好的实施效果，在蜗杆外还套设有一保护套32，防止蜗杆损坏。

机罩1包括铸铝外壳11和端盖12，所述端盖12固定于所述铸铝外壳11的一侧，所述铸铝外壳11内部开设有容置所述定子2的定子腔112，所述端盖12一侧则设置有轴承座121，所述轴承座121内旋转设置有转子3，所述端盖12周侧向外延伸形成支耳111，穿过所述支耳111设置有平行的插销113，所述端盖12另一侧则设置有安装座122，所述控制板4设置在安装座122上。

参考图1和图2，铸铝外壳11整体呈圆柱形，在铸铝外壳11的一侧则设置有端盖12，该端盖12和铸铝外壳11为浇筑一体成型，其结构强度较大，散热性能较好。如图1，在铸铝外壳11内，设置有定子腔112，定子2可以嵌合在该定子腔112内，以保证定子2的稳定。为了达到更好的使用效果定子2和铸铝外壳11之间可以设置导热胶，方便于定子2快速散热。端盖12中间部分设置有轴承座121，该轴承座121内设置有轴承，通过轴承座121可使转子3转动。转子3末端设置有磁钢31，在本实施例中，磁钢31是嵌合在转子3末端内部的，磁钢31和磁感应器41之间相对应，磁感应器41能感知磁钢31位置，进而实现无刷电机的方向调整。

另外，铸铝外壳11周侧向外延伸有支耳111，该支耳111上开设有孔洞，穿过该孔洞则设置有插销113。在具体的使用过程中，插销113是带有螺纹的，支耳111上的孔洞也是带有螺纹的，进而使得插销113可以固定在空洞上。

铸铝外壳11的尾部向外侧凸起形成安装座122，安装座122上可以固定控制板4，在本实施例中，控制板4是通过螺钉固定在安装座122上的。

机罩1内还设置有温控装置9，所述温控装置9穿过机罩1与外界计算机电连接。

参考图1，温控装置9设置在机罩1内，具体的来说，是设置在定子2上，可实时监控机罩1内的温度，并将温度数据传输给计算机。计算机获得温度数据后，可以直接将温度数据传递给与计算机电连接的控制板4，也可以将基于温度数据作出的断电判断信号传递给控制板4，进而实现电控的断电操作，防止爆燃。

封装外壳7侧壁上开设有安装通道71，所述封装外壳7通过安装通道71安装于所述插销113上。

参考图3，封装外壳7上设置有安装通道71，该安装通道71设置位置与前述支耳111的孔洞位置相对应。同样的，安装通道71内亦是设置有螺纹的，该螺纹与插销113上的螺纹是匹配的。具体地来说，将安装通道71与支耳111的孔洞对齐后，将插销113旋转拧入，进而实现了铸铝外壳11与封装外壳7之间的固定。

断电机构8包括：壳体83，所述壳体83安装于所述封装外壳7上，所述壳体83上开设有允许所述受电引线51穿过的通孔，断电刀组81，设置于所述受电引线51周侧，锁定机构82，设置于所述壳体83内并控制所述断电刀组81的开合。

参考图4，在上述的断电机构8中，壳体83是焊接在封装外壳7的外表面的，其顶部开设有通孔，通过该通孔，可以使得受电引线51穿过壳体83。断电刀组81设置在壳体83内部，其刀头位置正对受电引线51，解开锁定机构82锁定后，断电刀组81迅速启动并切断受电引线51，防止其继续导电发热，进而引起爆燃。

参考图4及图5，断电刀组81包括：动刀811，通过弹性件固定于所述壳体83内壁上，定刀812，固定于壳体83内壁相当于所述动刀811的一侧内壁上，所述动刀811及定刀812的刃口相对且设置于所述受电引线51的周侧。

上述的动刀811是通过弹性件固定在壳体83内壁上的，在本实施例中，弹性件是采用的弹簧，在实际的使用过程中，弹簧外侧还可以添加限位装置，例如可伸缩的套管（图中未示出），使得弹簧运动时不会左右或者上下摆动。在锁定机构82锁定动刀811时，动刀811的弹性件是呈压缩状态的。

上述的定刀812是安装在动刀811相对的一面的壳体83内壁上的，动刀811和定刀812的刃口相对，均设置在受电引线51的周侧。

当动刀811锁定解除时，在弹性件的弹力作用下，动刀811迅速朝向定刀812一侧运动，切断受电引线51，进而阻止其导电发热。

在一个或多个实施例中，也可以不设置定刀812，将定刀812置换为与动刀811相同的结构，亦可达到与本实施例相同的效果。

锁定机构82包括：伺服电机821，设置于壳体83内与所述动刀811同侧的内壁上，所述伺服电机821与所述控制板4电连接，所述伺服电机821的输出端固定有脱钩件822，拉环机构823，设置于所述脱钩件822与所述动刀811之间，所述伺服电机821转动一定角度，拉环机构823脱出所述脱钩件822。

拉环机构823包括：连接件823a，一端与所述动刀811固定连接，环件823b，设置于所述脱钩件822与所述连接件823a之间。

参考图6，在上述的锁定机构82中，伺服电机821与控制板4 电连接，控制板4可以控制伺服电机821的旋转角度。参考图6，脱钩件822是一端开口的环形部件，当拉环机构823挂在脱钩件822上时，伺服电机821旋转一定角度，使得拉环部件的环件823b脱离脱钩件822，进而解除对动刀811的锁定作用。

环件823b与连接件823a之间还设置有熔断丝823c，所述熔断丝823c与所述受电引线51电连接。

在温度过高而导致控制板4无法正确调节伺服电机821时，若不立即断电则可能会引起爆燃，因此，在本发明中还设计有熔断丝823c，该熔断丝823c与受电引线51电连接，当温度达到一定程度或电流增大到一定程度时，熔断丝823c熔断，进而使得动刀811切断受电引线51。

综上所述，在本发明中，在温度过高时，包括三个阶段的断电程序：

1.在温控装置9完好，受电引线51可以实现电控断电的情况下，控制板4控制受电引线51断电；

2.在受电引线51损坏，无法实现由电控断电的情况下，控制板4控制断电机构8进行主动的断电行为，即主动切断受电引线51，使得损失降低至最小。由于熔断丝823c属于消耗品。每次更换熔断丝823c一方面操作较为麻烦，另一方面也导致了浪费。

3.在受电引线51损坏，控制板4也损坏的情况下，断电机构8将会进行被动的、物理形式的断电行为，由熔断丝823c彻底熔断来切断受电引线51，进而防止爆燃。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.永磁直流无刷电机，其特征在于，包括：

机罩，

定子，固定于所述机罩内，

2.根据权利要求1所述的永磁直流无刷电机，其特征在于，所述机罩包括铸铝外壳和端盖，所述端盖固定于所述铸铝外壳的一侧，所述铸铝外壳内部开设有容置所述定子的定子腔，所述端盖一侧则设置有轴承座，所述轴承座内旋转设置有转子，

3.根据权利要求1所述的永磁直流无刷电机，其特征在于，所述机罩内还设置有温控装置，所述温控装置穿过机罩与外界计算机电连接。

4.根据权利要求2所述的永磁直流无刷电机，其特征在于，所述封装外壳侧壁上开设有安装通道，所述封装外壳通过安装通道安装于所述插销上。

5.根据权利要求1所述的永磁直流无刷电机，其特征在于，所述断电机构包括：

断电刀组，设置于所述受电引线周侧，

锁定机构，设置于所述壳体内并控制所述断电刀组的开合。

6.根据权利要求5所述的永磁直流无刷电机，其特征在于，所述断电刀组包括：

动刀，通过弹性件固定于所述壳体内壁上，

定刀，固定于壳体内壁相当于所述动刀的一侧内壁上，

所述动刀及定刀的刃口相对且设置于所述受电引线的周侧。

7.根据权利要求6所述的永磁直流无刷电机，其特征在于，所述锁定机构包括：

8.根据权利要求7所述的永磁直流无刷电机，其特征在于，所述拉环机构包括：

连接件，一端与所述动刀固定连接，

环件，设置于所述脱钩件与所述连接件之间。

9.根据权利要求8所述的永磁直流无刷电机，其特征在于，所述环件与连接件之间还设置有熔断丝，所述熔断丝与所述受电引线电连接。