CN113965020A - 应用于乘骑式割草机的永磁直流无刷内转子电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种应用于乘骑式割草机的永磁直流无刷内转子电机，包括定子，套接在定子前端的前端盖、套接在定子后端的后端盖以及插接在定子内的转子，转子前端转动连接在前端盖上，转子后端转动连接在后端盖上，所述定子包括由大量定子冲片叠压而成的定子铁芯，定子铁芯两端分别连接有第一端板和第二端板，定子铁芯内设置有绕组，定子铁芯外壁上依次套设有第一密封圈、散热套和第二密封圈，散热套外壁上设置有大量翅片，散热套内壁与定子铁芯外壁紧密接触，前端盖和后端盖将散热套夹持住并分别通过第一密封圈和第二密封圈实现密封连接。该电机具有良好的散热效果，能够支持长时间运行，延长电机的使用寿命。

Description

应用于乘骑式割草机的永磁直流无刷内转子电机

技术领域

本发明涉及一种应用于乘骑式割草机的永磁直流无刷内转子电机。

背景技术

乘骑式割草机园林工具用永磁直流无刷内转子电机技术逐渐走向成熟，并开始量产，走向千家万户。电机作用骑式割草机园林工具的重要部件，是带动割草刀盘旋转的动力来源。其设计不仅要考虑输出电压、电流、扭力等基本参数，还要满足割草机园林工具在潮湿、路面积水等多种恶劣环境下的安全性和可靠性等问题。传统的骑式割草机园林工具用电机在设计时只考虑电机本身的输出性能和安装要求，然而对于电机在实际工作中的散热、防水、防尘以及轻量化等情况考虑很少，致使电机散热效果差，长时间运行容易出现烧坏的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种应用于乘骑式割草机的永磁直流无刷内转子电机，该电机具有良好的散热效果，能够支持长时间运行，延长电机的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：应用于乘骑式割草机的永磁直流无刷内转子电机，包括定子，套接在定子前端的前端盖、套接在定子后端的后端盖以及插接在定子内的转子，转子前端转动连接在前端盖上，转子后端转动连接在后端盖上，所述定子包括由大量定子冲片叠压而成的定子铁芯，定子铁芯两端分别连接有第一端板和第二端板，定子铁芯内设置有绕组，定子铁芯外壁上依次套设有第一密封圈、散热套和第二密封圈，散热套外壁上设置有大量翅片，散热套内壁与定子铁芯外壁紧密接触，前端盖和后端盖将散热套夹持住并分别通过第一密封圈和第二密封圈实现密封连接。

作为一种优选方案，所述后端盖外圆周壁上周向设置有至少三个径向向外延伸的后定位耳，后定位耳上开设有沿电机轴向延伸的后定位孔，所述前端盖外圆周壁上周向设置有与后定位耳一一对应的前定位耳，前定位耳上开设有与对应后定位耳上的后定位孔同轴的前定位孔，前端盖和后端盖通过多根螺栓相互连接，任一螺栓贯穿前定位孔后与后定位孔螺纹连接，使前端盖和后端盖紧紧夹持住第一密封圈、散热套和第二密封圈。

作为一种优选方案，所述散热套外壁上设置有与螺栓一一对应的限位槽，螺栓插接在对应的限位槽内，限制散热套与前端盖、后端盖发生扭转。

作为一种优选方案，所述前端盖外壁上还设置有多个周向分部的安装耳，各安装耳上开设有安装孔，安装耳与前定位耳不在同一平面上且安装耳较前定位耳更靠近前端盖的前端。

作为一种优选方案，所述定子铁芯内壁形成多个周向均布的齿冠，相邻两齿冠之间形成安装绕组的嵌槽，任一齿冠上开设有沿定子铁芯轴向延伸的半圆形凹槽。

作为一种优选方案，第一端板朝向定子铁芯的一端端面上设置有与嵌槽一一对应的第一插管，第一插管一一对应地插接在嵌槽内使第一端板连接在定子铁芯端部，第二端板朝向定子铁芯的一端端面上设置有与嵌槽一一对应的第二插管，第二插管一一对应地插接在嵌槽内使第二端板稳定连接在定子铁芯端部，第一插管与嵌槽间隙配合，第二插管与嵌槽间隙配合。

作为一种优选方案，定子铁芯外圆周壁上开设有一条沿其轴向延伸的定位缺口。

作为一种优选方案，所述转子包括由转子冲片叠压而成的转子铁芯、插接在转子铁芯内的转轴、设置于转子铁芯外圆周壁上的磁瓦，转轴前端套接有用于转动连接转轴和前端盖的第一轴承，转轴后端套接有用于转动连接转轴与后端盖的第二轴承，转轴前端还套接有油封，所述前端盖中心开设有第一通孔和第二通孔，第一通孔位于第二通孔后端，第一通孔直径大于第二通孔，第一轴承嵌设于第一通孔内，油封嵌设于第二通孔内。

作为一种优选方案，所述转子铁芯的外圆周壁上周向均布有多个内底面成凸弧面的燕尾槽，任一燕尾槽沿转子轴向贯彻转子铁芯前后端，所述磁瓦成与燕尾槽匹配的弧形结构，磁瓦一一对应地插接在燕尾槽内。

作为一种优选方案，任意两相邻燕尾槽之间的转子铁芯外壁上开设有一条膨胀槽，膨胀槽平行于燕尾槽，膨胀槽槽底开设有一个针孔，针孔平行于膨胀槽且针孔的直径大于膨胀槽的宽度，针孔位于燕尾槽槽底上方，针孔内卡接有直径大于针孔直径的插针，插针挤压针孔使针孔扩张，压缩燕尾槽以固定磁瓦。

本发明的有益效果是：本发明通过在定子铁芯外部套接散热套，并使两者过盈配合，这样能够将绕组产生的热量快速通过散热套传递到大量翅片上进行散热，加快电机散热效率，从而能够支持长时间运行，延长电机的使用寿命。

本发明进一步通过螺栓连接前端盖和后端盖，这样能够利用前端盖和后端盖夹紧散热套和第一密封圈、第二密封圈，实现良好的密封效果，使电机具备防尘、防水的能力。

本发明进一步在散热套上设置限位槽，并使螺栓穿过限位槽，从而限制散热套与前端盖、后端盖发生扭转，并进一步限制了定子在电机转动过程中相对于与前端盖、后端盖的转动，提高了电机的安全性和可靠性。

本发明进一步将安装耳与前定位耳设置在不同平面，防止电机安装到割草机整机上时出现与前定位耳干涉的情况，确保电机可顺利安装。

本发明进一步通过在定子铁芯的各齿冠上开设凹槽，这样可以降低电机转动过程中的齿槽转矩，降低电机低速运转过程中的噪音。

本发明进一步通过使第一端板与定子铁芯、第二端板与定子铁芯进行间隙配合，使第一端板、第二端板的安装和拆卸变得更容易。

本发明进一步通过在定子铁芯外圆周壁上开设一条定位缺口。以便定子可以在绕线机的绕线模上定位，实现产品的统一性。

本发明进一步在转轴前端套接油封，从而对电机前端进行密封，进一步提高电机的防尘防水效果。

本发明进一步通过在转子铁芯外壁设置燕尾槽，然后将磁瓦插接在燕尾槽内，简化了磁瓦的安装工艺，提高了磁瓦安装稳定性。

本发明进一步利用插针插接在针孔内使针孔扩张进而挤压燕尾槽，使燕尾槽宽度减小进而稳定夹持住磁瓦，这样能够在不使用胶水的情况下固定磁瓦，降低生产成本，提高磁瓦安装稳定性以及使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1是本发明的爆炸图；

图2是本发明的断面图；

图3是本发明所述前端盖的立体结构示意图；

图4是图3所示前端盖的半剖图；

图5是本发明所述转子的俯视图；

图6是本发明所述定子铁芯的端面视图；

图7是本发明所述散热套的端面视图；

图8是本发明所述后端盖的立体结构示意图；

图1~图8中：1、定子，101、定子铁芯，102、第一端板，103、第二端板，104、绕组，2、前端盖，3、后端盖，4、转子，401、转子铁芯，402、转轴，403、轴瓦，5、第一密封圈，6、散热套，7、第二密封圈，8、翅片，9、后定位耳，10、后定位孔，11、前定位耳，12、前定位孔，13、螺栓，14、限位槽，15、安装耳，16、安装孔，17、齿冠，18、嵌槽，19、凹槽，20、第一插管，21、第二插管，22、定位缺口，23、第一轴承，24、第二轴承，25、油封，26、第一通孔，27、第二通孔，28、燕尾槽，29、膨胀槽，30、针孔，31、插针，32、U形卡槽，33、护线套，34、散热孔。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。

如图1~图8所示，应用于乘骑式割草机的永磁直流无刷内转子电机，包括定子1，套接在定子1前端的前端盖2、套接在定子1后端的后端盖3以及插接在定子1内的转子4，转子4前端转动连接在前端盖2上，转子4后端转动连接在后端盖3上，所述定子1包括由大量定子冲片叠压而成的定子铁芯101，定子铁芯101两端分别连接有第一端板102和第二端板103，定子铁芯101内设置有绕组104，定子铁芯101外壁上依次套设有第一密封圈5、散热套6和第二密封圈7，散热套6外壁上设置有大量翅片8，散热套6内壁与定子铁芯101外壁紧密接触，这样能够将绕组104产生的热量快速通过散热套6传递到大量翅片8上进行散热，加快电机散热效率，从而能够支持电机长时间运行，延长电机的使用寿命。前端盖2和后端盖3将散热套6夹持住并分别通过第一密封圈5和第二密封圈7实现密封连接，从而实现电机防尘防水的密封效果，与传统的电机端盖与机壳采用密封胶胶接密封相比，本发明更便于电机的拆装。

如图8所示，后端盖3外圆周壁上周向设置有四个径向向外延伸的后定位耳9，各后定位耳9上分别开设有沿电机轴向延伸的后定位孔10，如图3所示，前端盖2外圆周壁上周向设置有与后定位耳9一一对应的前定位耳11，前定位耳11上开设有与对应后定位耳9上的后定位孔10同轴的前定位孔12，结合图1和图2所示，前端盖2和后端盖3通过多根螺栓13相互连接，任一螺栓13贯穿前定位孔12后与后定位孔10螺纹连接，使前端盖2和后端盖3紧紧夹持住第一密封圈5、散热套6和第二密封圈7。本实施例中的前定位孔12优选采用沉孔，以避免螺帽干涉电机与割草机机架的安装。

如图7所示，散热套6外壁上设置有与螺栓13一一对应的限位槽14，螺栓13插接在对应的限位槽14内，限制散热套6与前端盖2、后端盖3发生扭转。限位槽14内不容易积水，即使存在少量积水也会因散热套6的发热而蒸发，从而保持螺栓13干燥，避免螺栓锈蚀。在实际生产中，限位槽14可以采用限位孔来进行代替。

如图3所示，在前端盖2外壁上还设置有多个周向分部的安装耳15，各安装耳15上开设有安装孔16，安装耳15与前定位耳11不在同一平面上且安装耳15较前定位耳11更靠近前端盖2的前端。将安装耳15与前定位耳11设置在不同平面，可防止电机安装到割草机整机上时出现与前定位耳11干涉的情况，确保电机可顺利安装。

如图6所示，定子铁芯101内壁形成多个周向均布的齿冠17，相邻两齿冠17之间形成安装绕组104的嵌槽18，任一齿冠17上开设有沿定子铁芯101轴向延伸的半圆形凹槽19。这样可以制造不均匀气隙，降低电机转动过程中的齿槽转矩，降低电机低速运转过程中的噪音。

如图1所示，第一端板102朝向定子铁芯101的一端端面上设置有与嵌槽19一一对应的第一插管20，第一插管20一一对应地插接在嵌槽18内使第一端板102连接在定子铁芯101端部，第二端板103朝向定子铁芯101的一端端面上设置有与嵌槽18一一对应的第二插管21，第二插管21一一对应地插接在嵌槽18内使第二端板103稳定连接在定子铁芯101端部，第一插管20与嵌槽18间隙配合，第二插管21与嵌槽18间隙配合，使第一端板102、第二端板103的安装和拆卸变得更容易。

结合图1和图6所示，定子铁芯101外圆周壁上开设有一条沿其轴向延伸的定位缺口22，以便定子1可以在绕线机的绕线模上定位，实现产品的统一性。

结合图1和图5，转子4包括由转子冲片叠压而成的转子铁芯401、插接在转子铁芯401内的转轴402、设置于转子铁芯401外圆周壁上的磁瓦403，转轴402前端套接有用于转动连接转轴402和前端盖2的第一轴承23，转轴402后端套接有用于转动连接转轴402与后端盖3的第二轴承24，转轴402前端还套接有油封25，如图4所示，所述前端盖2中心开设有第一通孔26和第二通孔27，第一通孔26位于第二通孔27后端，第一通孔26直径大于第二通孔27，第一轴承23嵌设于第一通孔26内，油封25嵌设于第二通孔27内。在转轴402前端套接油封25，从而对电机前端进行密封，进一步提高电机的防尘防水效果。

如图5所示，转子铁芯401的外圆周壁上周向均布有多个内底面成凸弧面的燕尾槽28，任一燕尾槽28沿转子4轴向贯彻转子铁芯401前后端，所述磁瓦403成与燕尾槽28匹配的弧形结构，磁瓦403一一对应地插接在燕尾槽28内。这样能够简化磁瓦的安装工艺，提高了磁瓦安装稳定性。

同时，在任意两相邻燕尾槽28之间的转子铁芯401外壁上开设有一条膨胀槽29，膨胀槽29平行于燕尾槽28，膨胀槽29槽底开设有一个针孔30，针孔30平行于膨胀槽29且针孔30的直径大于膨胀槽29的宽度，针孔30位于燕尾槽28槽底上方，针孔30内卡接有直径大于针孔30直径的插针31，插针31挤压针孔30使针孔扩张，压缩燕尾槽28以固定磁瓦403。这样能够在不使用胶水的情况下固定磁瓦403，降低生产成本，提高磁瓦403安装稳定性以及使用寿命。

在本实施例中，转子铁芯401上设置有大量散热孔34，散热孔34以转轴401为中心周向均布，散热孔34既能够减轻转子铁芯401的重量，减轻电机在运行过程中的阻力，降低了成本，提高转子4的散热效率。

如图8所示，本实施例中，电机后端盖3的侧壁上还开设有一个U形卡槽32，U形卡槽32的槽口朝向定子1前端，结合图1所示，该U形卡槽32内插接有一个硅胶护线套33，护线套33朝向定子1前端的一侧为平面，用于紧贴第一密封圈5后端面，护线套33其余各侧面与U形卡槽32密封配合。

上述实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.应用于乘骑式割草机的永磁直流无刷内转子电机，包括定子（1），套接在定子（1）前端的前端盖（2）、套接在定子（1）后端的后端盖（3）以及插接在定子（1）内的转子（4），转子（4）前端转动连接在前端盖（2）上，转子（4）后端转动连接在后端盖（3）上，其特征在于，所述定子（1）包括由大量定子冲片叠压而成的定子铁芯（101），定子铁芯（101）两端分别连接有第一端板（102）和第二端板（103），定子铁芯（101）内设置有绕组（104），定子铁芯（101）外壁上依次套设有第一密封圈（5）、散热套（6）和第二密封圈（7），散热套（6）外壁上设置有大量翅片（8），散热套（6）内壁与定子铁芯（101）外壁紧密接触，前端盖（2）和后端盖（3）将散热套（6）夹持住并分别通过第一密封圈（5）和第二密封圈（7）实现密封连接。

2.根据权利要求1所述的永磁直流无刷内转子电机，其特征在于，所述后端盖（3）外圆周壁上周向设置有至少三个径向向外延伸的后定位耳（9），后定位耳（9）上开设有沿电机轴向延伸的后定位孔（10），所述前端盖（2）外圆周壁上周向设置有与后定位耳（9）一一对应的前定位耳（11），前定位耳（11）上开设有与对应后定位耳（9）上的后定位孔（10）同轴的前定位孔（12），前端盖（2）和后端盖（3）通过多根螺栓（13）相互连接，任一螺栓（13）贯穿前定位孔（12）后与后定位孔（10）螺纹连接，使前端盖（2）和后端盖（3）紧紧夹持住第一密封圈（5）、散热套（6）和第二密封圈（7）。

3.根据权利要求2所述的永磁直流无刷内转子电机，其特征在于，所述散热套（6）外壁上设置有与螺栓（13）一一对应的限位槽（14），螺栓（13）插接在对应的限位槽（14）内，限制散热套（6）与前端盖（2）、后端盖（3）发生扭转。

4.根据权利要求2所述的永磁直流无刷内转子电机，其特征在于，所述前端盖（2）外壁上还设置有多个周向分部的安装耳（15），各安装耳（15）上开设有安装孔（16），安装耳（15）与前定位耳（11）不在同一平面上且安装耳（15）较前定位耳（11）更靠近前端盖（2）的前端。

5.根据权利要求1所述的永磁直流无刷内转子电机，其特征在于，所述定子铁芯（101）内壁形成多个周向均布的齿冠（17），相邻两齿冠（17）之间形成安装绕组（104）的嵌槽（18），任一齿冠（17）上开设有沿定子铁芯（101）轴向延伸的半圆形凹槽（19）。

6.根据权利要求5所述的永磁直流无刷内转子电机，其特征在于，第一端板（102）朝向定子铁芯（101）的一端端面上设置有与嵌槽（19）一一对应的第一插管（20），第一插管（20）一一对应地插接在嵌槽（18）内使第一端板（102）连接在定子铁芯（101）端部，第二端板（103）朝向定子铁芯（101）的一端端面上设置有与嵌槽（18）一一对应的第二插管（21），第二插管（21）一一对应地插接在嵌槽（18）内使第二端板（103）稳定连接在定子铁芯（101）端部，第一插管（20）与嵌槽（18）间隙配合，第二插管（21）与嵌槽（18）间隙配合。

7.根据权利要求1~6任一所述的永磁直流无刷内转子电机，其特征在于，定子铁芯（101）外圆周壁上开设有一条沿其轴向延伸的定位缺口（22）。

8.根据权利要求1所述的永磁直流无刷内转子电机，其特征在于，所述转子（4）包括由转子冲片叠压而成的转子铁芯（401）、插接在转子铁芯（401）内的转轴（402）、设置于转子铁芯（401）外圆周壁上的磁瓦（403），转轴（402）前端套接有用于转动连接转轴（402）和前端盖（2）的第一轴承（23），转轴（402）后端套接有用于转动连接转轴（402）与后端盖（3）的第二轴承（24），转轴（402）前端还套接有油封（25），所述前端盖（2）中心开设有第一通孔（26）和第二通孔（27），第一通孔（26）位于第二通孔（27）后端，第一通孔（26）直径大于第二通孔（27），第一轴承（23）嵌设于第一通孔（26）内，油封（25）嵌设于第二通孔（27）内。

9.根据权利要求8所述的永磁直流无刷内转子电机，其特征在于，所述转子铁芯（401）的外圆周壁上周向均布有多个内底面成凸弧面的燕尾槽（28），任一燕尾槽（28）沿转子（4）轴向贯彻转子铁芯（401）前后端，所述磁瓦（403）成与燕尾槽（28）匹配的弧形结构，磁瓦（403）一一对应地插接在燕尾槽（28）内。

10.根据权利要求8所述的永磁直流无刷内转子电机，其特征在于，任意两相邻燕尾槽（28）之间的转子铁芯（401）外壁上开设有一条膨胀槽（29），膨胀槽（29）平行于燕尾槽（28），膨胀槽（29）槽底开设有一个针孔（30），针孔（30）平行于膨胀槽（29）且针孔（30）的直径大于膨胀槽（29）的宽度，针孔（30）位于燕尾槽（28）槽底上方，针孔（30）内卡接有直径大于针孔（30）直径的插针（31），插针（31）挤压针孔（30）使针孔扩张，压缩燕尾槽（28）以固定磁瓦（403）。

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