CN114243981A - 一种永磁外转子电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种永磁外转子电机，包括塑封转子组件、塑封定子组件和塑封端盖，塑封转子组件具有安装腔，塑封定子组件设置在安装腔内，塑封定子组件包括绕线定子、转轴和定子塑封，绕线定子中央具有安装孔，转轴设置在安装孔中，安装孔的直径大于转轴的直径。塑封定子组件安装在塑封转子组件和塑封端盖之间的安装腔中，转轴通过轴承连接塑封转子组件和塑封端盖，定子塑封填充转轴和安装孔之间的缝隙、并覆盖绕线定子两端的端面。因而转轴、绕线定子和轴承被定子塑封间隔，使三者间相互绝缘。永磁外转子电机的电压无法击穿定子塑封，因而避免了轴承受电腐蚀损坏的问题，延长了永磁外转子电机的可靠性和使用寿命。

Description

一种永磁外转子电机
技术领域
本发明涉及电动机技术领域，特别涉及一种永磁外转子电机。
背景技术
现有永磁外转子电机，控制驱动过程中容易引起较高的轴承内外轮电压，使轴承滚道油膜击穿，引起电腐蚀损坏，影响电机的可靠性和寿命。
因此，如何提高电机的可靠性和寿命是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种永磁外转子电机，其通过定子塑封填充转轴和安装孔之间的缝隙，并覆盖了绕线定子两端的端面，避免了电腐蚀损坏轴承，提高了电机的可靠性和寿命。
为实现上述目的，本发明提供一种永磁外转子电机，包括塑封转子组件、塑封定子组件和塑封端盖，所述塑封转子组件具有安装腔，所述塑封定子组件设置在所述安装腔内，所述塑封定子组件包括绕线定子、转轴和定子塑封，所述转轴通过轴承连接所述塑封转子组件和所述塑封端盖，所述绕线定子中央具有安装孔，所述转轴设置在所述安装孔中，所述安装孔的直径大于所述转轴的直径，所述定子塑封可填充所述转轴和所述安装孔之间的缝隙、并覆盖所述绕线定子两端的端面。
优选地，所述定子塑封采用注塑工艺成型，塑封所述绕线定子。
优选地，所述绕线定子包括定子铁芯和漆包线组，所述定子铁芯具有沿其径向向外延伸的齿部，所述漆包线组缠绕在所述齿部外周，所述转轴内预埋有引线，所述漆包线组的线头与所述引线相连。
优选地，所述定子塑封的两端面均具有围绕在所述转轴外周的定位凸台。
优选地，所述塑封转子组件包括转子塑封盖、管状的钢带和多块磁钢，全部所述磁钢沿预设圆周分布。
优选地，钢带首端位于一块所述磁钢内侧，并沿该所述磁钢的侧部绕至该所述磁钢外侧，并沿所述预设圆周缠绕在全部所述磁钢外周形成管状结构。
优选地，钢带尾端和与其贴合的钢带焊接固定。
优选地，所述安装腔的侧壁具有安装槽，所述钢带和全部所述磁钢均位于所述安装槽中。
优选地，所述转子塑封盖与所述塑封端盖配合的端面设有凹止口，所述塑封端盖具有与所述凹止口配合的凸止口。
优选地，所述转子塑封盖采用注塑工艺成型，塑封所述磁钢和所述钢带。
本发明所提供的永磁外转子电机，包括塑封转子组件、塑封定子组件和塑封端盖，塑封转子组件具有安装腔，塑封定子组件设置在安装腔内，塑封定子组件包括绕线定子、转轴和定子塑封，绕线定子中央具有安装孔，转轴设置在安装孔中，安装孔的直径大于转轴的直径。
塑封定子组件安装在塑封转子组件和塑封端盖之间的安装腔中，转轴通过轴承连接塑封转子组件和塑封端盖，定子塑封填充转轴和安装孔之间的缝隙、并覆盖绕线定子两端的端面。因而转轴、绕线定子和轴承被定子塑封间隔，使三者间相互绝缘。永磁外转子电机的电压无法击穿定子塑封，因而避免了轴承受电腐蚀损坏的问题，延长了永磁外转子电机的可靠性和使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的永磁外转子电机的总装爆炸图；
图2为图1中永磁外转子电机的总装结构示意图；
图3为图1中永磁外转子电机的剖视图；
图4为图1中塑封转子组件的爆炸图；
图5为图4中转轴和绕线定子的结构示意图；
图6为图1中塑封定子组件的爆炸图；
图7为磁钢和钢带装配的示意图；
图8为图7中Ⅰ的放大图；
图9为图6中转子塑封盖的结构示意图；
图10为图9中转子塑封盖的主视图；
图11为图10中B-B的剖视图；
图12为图1中塑封端盖的结构示意图；
图13为图12中塑封端盖的主视图；
图14为图13中A-A的剖视图。
其中，图1至图14中的附图标记为：
塑封转子组件1、塑封定子组件2、塑封端盖3、轴承4、红钢纸5、波形弹簧6、紧固螺栓7、小端盖8、型芯工装9、钢带11、磁钢12、转子塑封盖13、钢带首端111、钢带尾端112、凹止口131、转轴21、定子铁芯22、漆包线组23、绕线衬套24、定子塑封25、定位凸台26、线夹27、引线28、凸止口31。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图14。
本发明所提供的永磁外转子电机，结构如图1所示，包括塑封转子组件1、塑封定子组件2和塑封端盖3。塑封转子组件1内具有安装腔，圆柱状的安装腔，安装腔的一端开口，塑封定子组件2设置在安装腔内。塑封端盖3设置在安装腔的开口处，并可通过紧固螺栓7与塑封转子组件1固定连接，形成永磁外转子电机的外壳。塑封定子组件2包括绕线定子、转轴21和定子塑封25，塑封定子组件2和塑封端盖3均具有过孔，转轴21的两端分别穿过两个过孔，延伸至安装腔外。同时，转轴21通过两个轴承4分别连接塑封转子组件1和塑封端盖3，工作过程中外壳绕转轴21转动。绕线定子中央具有安装孔，转轴21设置在安装孔中、并与绕线定子同轴。安装孔沿绕线定子的轴线设置，且安装孔的直径大于转轴21的直径，因而转轴21与安装孔的内壁之间存在环形的缝隙。定子塑封25包括两圆盘状结构，二者可分别覆盖绕线定子两端的端面，同时圆盘结构的中央具有管状结构，灌装结构可填充转轴21和安装孔之间的缝隙。两个轴承4位于定子塑封25外，定子塑封25可对轴承4的内圈进行轴向支撑。
可选的，绕线定子包括定子铁芯22和漆包线组23。如图4和图5所示，定子铁芯22具有沿其内环的径向向外延伸的齿部，漆包线组23缠绕在齿部外周，漆包线组23和齿部之间设有绕线衬套24。转轴21内预埋有引线28，引线28一端与漆包线组23的线头按照顺序连接，并对连接处进行绝缘处理，转轴21设有出线孔的部分设置在安装孔内。引线28的另一端与线夹27相连，用于连接外部电路。漆包线组23与引线28的连接顺序可参考现有技术，再次不再赘述。
可选的，定子塑封25可采用注塑工艺成型。成型过程中，将绕线定子与转轴21一同放入塑封定子注塑模具中，定子注塑模具的结构可保证转轴21与定子铁芯22外径之间的同轴度。定子注塑模具内注塑完成转轴21与绕线定子的塑封，使转轴21和绕线定子形成一体式的塑封定子组件2。
可选的定子塑封25的两端面的中央均具有定位凸台26，定位凸台26围绕在转轴21的外周，并用于支撑轴承4的内圈。
本实施例中，定子铁芯22和转轴21之间具有定子塑封25，定子塑封25使定子铁芯22和转轴21之间以及轴承4与绕线定子之间绝缘，减少轴承内外圈之间的感应电压，防止轴承油膜击穿，因而能够避免轴承4发生电腐蚀。另外，注塑工艺将转轴21、定子铁芯22和漆包线组23注塑成一个整体，保证转轴21与绕线定子具有较好的同轴度，提高了塑封定子组件2的精度，减少了永磁外转子电机的振动和噪音，提高了塑封定子组件2的绝缘可靠性和防护能力，进一步提高永磁外转子电机的使用寿命。
可选的，如图6所示，塑封转子组件1包括转子塑封盖13、钢带11和多块磁钢12。其中，安装腔位于转子塑封盖13内，全部磁钢12沿预设圆周分布，预设圆周的圆心位于安装腔的轴线上行。钢带11卷曲形成管状结构，管状结构与安装腔同轴，全部磁钢12均位于管状结构的内侧面上。
可选的，钢带11卷曲过程需要型芯工装9辅助成型。如图7所示，型芯工装9大致呈柱状，其外侧壁设有固定槽。成型前，先将磁钢12安装在固定槽中，再将钢带首端111压入一片磁钢12和其所在的固定槽之间。旋转型芯封装，使钢带11在磁钢12表面绕制多圈形成导磁轭，具体圈数由设计的导磁轭厚度要求来确定。绕制到所需圈数后，将钢带11裁断，将钢带尾端112与管状结构的表面焊接固定。
可选的，安装腔的侧壁可设置环形的安装槽，安装槽沿安装腔的轴线方向，由安装槽侧壁的端面向内延伸。安装槽的深度大于或等于钢带11的宽度，钢带11和全部磁钢12均位于安装槽中。如图9所示，安装槽靠近安装腔轴线一侧的侧壁形成绝缘圈，避免磁钢12与绕线定子接触。
可选的，如图9和图12所示，转子塑封盖13的端面设有凹止口131，塑封端盖3具有凸止口31。凸止口31可插入凹止口131内，相互配合可保证塑封端盖3与转子塑封盖13的同轴度。
可选的，转子塑封盖13和塑封端盖3均设有小端盖8，小端盖8可采用金属材料制成，例如不锈钢等。小端盖8内部为轴承室，轴承4的外圈可与小端盖8配合固定。
可选的，转子塑封盖13也可采用注塑工艺成型。钢带尾端112焊接固定后，可将型芯工装9连带钢带11和磁钢12一同放入相应的转子注塑模具中。同时在设计要求尺寸位置放入小端盖8，小端盖8的轴承室与磁钢12内径、凹止口131的同轴度由转子注塑模具保证。塑封完成后顶出型芯工装9，得到塑封转子组件1。另外，塑封端盖3也可采用注塑方式成型，注塑前先将小端盖8放置在端盖成型模具中，端盖成型模具可保证凸止口31和小端盖8之间的同轴度。
本实施例中，塑封转子组件1中的钢带11和磁钢12通过模具一体注塑成型，提高了塑封转子组件1的精度，减少了永磁外转子电机的振动噪音，提高了塑封转子组件1的防护能力。
此外，永磁外转子电机的装配过程，首先，在塑封定子组件2的转轴21两端压入轴承4，并在塑封转子组件1小端盖8的轴承室内放入波形弹簧6。随后在安装腔内依次装入压好轴承4的塑封定子组件2、红钢纸5和塑封端盖3，保证塑封端盖3凸止口31与转子塑封盖13的凹止口131正常配合，最后通过紧固螺栓7将塑封端盖3与转子塑封盖13相连。
本实施例中，转子塑封盖13和塑封端盖3之间通过凹止口131和凸止口31配合连接，进而保证转子塑封盖13和塑封端盖3中两个小端盖8的同轴度。另外，转子塑封盖13和塑封端盖3均采用注塑的方式成型，注塑模具可保证凹止口131、凸止口31和与二者相对应的小端盖8之间的同轴度。永磁外转子电机中，塑封转子组件1、塑封定子组件2和塑封端盖3均通过注塑成型，可降低装配难度，便于进行自动化装配。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的永磁外转子电机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种永磁外转子电机，其特征在于，包括塑封转子组件(1)、塑封定子组件(2)和塑封端盖(3)，所述塑封转子组件(1)具有安装腔，所述塑封定子组件(2)设置在所述安装腔内，所述塑封定子组件(2)包括绕线定子、转轴(21)和定子塑封(25)，所述转轴(21)通过轴承(4)连接所述塑封转子组件(1)和所述塑封端盖(3)，所述绕线定子中央具有安装孔，所述转轴(21)设置在所述安装孔中，所述安装孔的直径大于所述转轴(21)的直径，所述定子塑封(25)可填充所述转轴(21)和所述安装孔之间的缝隙、并覆盖所述绕线定子两端的端面。
2.根据权利要求1所述的永磁外转子电机，其特征在于，所述定子塑封(25)采用注塑工艺成型，塑封所述绕线定子。
3.根据权利要求2所述的永磁外转子电机，其特征在于，所述绕线定子包括定子铁芯(22)和漆包线组(23)，所述定子铁芯(22)具有沿其径向向外延伸的齿部，所述漆包线组(23)缠绕在所述齿部外周，所述转轴(21)内预埋有引线(28)，所述漆包线组(23)的线头与所述引线(28)相连。
4.根据权利要求3所述的永磁外转子电机，其特征在于，所述定子塑封(25)的两端面均具有围绕在所述转轴(21)外周的定位凸台(26)。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的永磁外转子电机，其特征在于，所述塑封转子组件(1)包括转子塑封盖(13)、管状的钢带(11)和多块磁钢(12)，全部所述磁钢(12)沿预设圆周分布。
6.根据权利要求5所述的永磁外转子电机，其特征在于，钢带首端(111)位于一块所述磁钢(12)内侧，并沿该所述磁钢(12)的侧部绕至该所述磁钢(12)外侧，再沿所述预设圆周缠绕在全部所述磁钢(12)外周形成管状结构。
7.根据权利要求6所述的永磁外转子电机，其特征在于，钢带尾端(112)和与其贴合的钢带(11)焊接固定。
8.根据权利要求7所述的永磁外转子电机，其特征在于，所述安装腔的侧壁具有安装槽，所述钢带(11)和全部所述磁钢(12)均位于所述安装槽中。
9.根据权利要求6所述的永磁外转子电机，其特征在于，所述转子塑封盖(13)与所述塑封端盖(3)配合的端面设有凹止口(131)，所述塑封端盖(3)具有与所述凹止口(131)配合的凸止口(31)。
10.根据权利要求8所述的永磁外转子电机，其特征在于，所述转子塑封盖(13)采用注塑工艺成型，塑封所述磁钢(12)和所述钢带(11)。
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