CN114744810B - 一种外转子电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种外转子电机，包括定子总成、转子总成和防水组件；定子总成包括形成有轴部的基座，转子总成包括形成有挡水部的外壳，防水组件包括设置在轴部上的滑动件；滑动件沿轴部的轴向滑动，进而滑动件与挡水部之间的间隙改变；当外转子电机运行时，滑动件与挡水部之间的间隙大，可及时散发定子绕组产生的热量，满足散热要求；在外壳的离心力和产生的负压作用下，外界的水无法进入外转子电机内部；当外转子电机静止时，滑动件与挡水部之间的间隙小，满足防水要求；在限位件和滑动件之间设置有热膨胀件，在滑动件和安装部之间设置弹性件；外转子电机的内部温度变化时，热膨胀件和弹性件变形并驱动滑动件滑动，使滑动件与挡水部之间的间隙改变。

Description

一种外转子电机

技术领域

本发明属于电机技术领域，尤其涉及一种外转子电机。

背景技术

外转子电机包括底座、定子组件和外转子组件，定子组件设置在底座上，外转子组件包括外壳和转子轴，外壳套设在定子组件的外侧，且外壳与底座之间存在一定的间隙，转子轴通过轴承与底座连接；现有技术中，外壳与底座之间的间隙不可调节，导致电机处于不同状态时，不能同时满足散热和防水要求，限制了外转子电机的使用范围；电机运行时，外壳与底座之间的间隙较小，散热性能低，无法及时散发定子绕组产生的热量，使得电机温升较大，降低了电机性能；电机静止时，外壳与底座之间的间隙较大，防水性能低，喷水条件下的水会进入电机的内部，引起电机内部零件的破坏。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种外转子电机，以解决现有技术中外壳与基座之间的间隙不可调节导致外转子电机不能同时满足散热和防水要求及使用范围窄等问题。

本发明提供一种外转子电机，包括：

定子总成，包括基座，所述基座包括安装部和形成在所述安装部上的轴部；

转子总成，包括围设在所述轴部的外侧的外壳，所述外壳朝向所述安装部的一端形成有挡水部；

防水组件，设置在所述外壳和轴部之间且包括滑动件，所述滑动件可滑动地设置在所述轴部上，且位于所述挡水部与安装部之间；

所述滑动件可沿所述轴部的轴向滑动，使所述滑动件与挡水部之间的间隙改变，进而所述外转子电机的散热能力和防水能力发生改变。

进一步可选地，所述防水组件还包括热膨胀件，所述热膨胀件设置在所述轴部上；当所述热膨胀件膨胀时，可推动所述滑动件沿所述轴部的轴向滑动。

进一步可选地，所述防水组件还包括设置在所述轴部上的限位件，所述限位件与滑动件相对地设置在所述热膨胀件的两侧，以当所述外转子电机的内部温度升高时，所述热膨胀件能够朝所述滑动件的一端膨胀并驱动所述滑动件滑动。

进一步可选地，所述限位件形成有限位腔，所述限位腔朝向所述热膨胀件的一端敞开，所述限位腔远离所述热膨胀件的一端封闭；所述限位腔围设在所述热膨胀件的外侧。

进一步可选地，所述滑动件、热膨胀件、限位件和限位腔均为环形结构，且所述滑动件、热膨胀件、限位件均套设在所述轴部上且均与所述轴部同轴设置。

进一步可选地，所述防水组件还包括弹性件，所述弹性件设置在所述滑动件和安装部之间；

所述外转子电机的内部温度升高时，所述热膨胀件膨胀并驱动所述滑动件滑动，所述滑动件与挡水部之间的间隙增大，所述弹性件被压缩并储存能量；

所述外转子电机的内部温度降低时，所述热膨胀件收缩，所述弹性件释放能量并驱动所述滑动件滑动，所述滑动件与挡水部之间的间隙减小。

进一步可选地，所述轴部形成有限位台阶，所述限位台阶位于所述滑动件和安装部之间；

所述热膨胀件膨胀并驱动所述滑动件滑动，当所述滑动件与限位台阶接触时，所述限位台阶可限制所述滑动件继续运动。

进一步可选地，所述滑动件形成有密封腔，所述密封腔朝向所述热膨胀件的一端敞开，所述密封腔远离所述热膨胀件的一端封闭，所述密封腔围设在所述热膨胀件的外侧；

所述密封腔的侧部和挡水部均为环形结构且均与轴部同轴设置，所述密封腔的侧部围设在所述挡水部的内侧。

进一步可选地，所述挡水部的轴向长度为m，所述滑动件的轴向滑动距离为n，m＞n。

进一步可选地，所述定子总成还包括骨架、定子铁芯和绕组；沿所述轴部的轴向，所述骨架、限位件、热膨胀件和滑动件依次设置在所述轴部上；所述定子铁芯设置在所述骨架上，且所述定子铁芯的周围缠绕有所述绕组；所述外壳围设在所述定子铁芯的外侧；

所述转子总成还包括转子轴和磁环，所述轴部形成有轴孔，所述转子轴可转动地套设在所述轴孔内，且所述转子轴的一端与外壳的一端固定连接；所述磁环设置在所述外壳的内壁面上。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要在于：

(1)滑动件可沿轴部滑动，进而调节滑动件与挡水部之间的间隙；当外转子电机运行时，滑动件与挡水部之间的间隙大，散热能力强，可及时散发定子绕组产生的热量，降低电机温升，保证外转子电机可靠运行，满足散热要求；同时在外壳的离心力和产生的负压作用下，外界的水无法进入外转子电机内部，满足IPX5防水要求；当外转子电机静止时，定子绕组不产生热量，无需散热，滑动件与挡水部之间的间隙小，防水能力强，喷水条件下的水无法进入外转子电机的内部，满足IPX5防水要求；

(2)结构简单，装配方便，取消了迷宫型结构，降低材料成本；外转子电机处于不同状态时，可同时满足散热和防水要求，实现高效散热的同时，避免水进入外转子电机的内部导致电机内部零件的破坏；使得外转子电机可运用在更多有高防水等级要求的场所，扩大了使用范围，提升用户体验；

(3)在限位件和滑动件之间设置有热膨胀件，在滑动件和安装部之间设置弹性件；外转子电机的内部温度升高时，热膨胀件膨胀并驱动滑动件滑动，使得滑动件与挡水部之间的间隙逐渐增大，提升散热能力，进而电机内部的热量可迅速排出，延长电机寿命，避免外转子电机运行时电机内部的热量不能及时排出导致电机性能降低的问题；外转子电机的内部温度降低时，热膨胀件收缩，弹性件驱动滑动件滑动，滑动件与挡水部之间的间隙逐渐减小，提升防水能力，进而阻止外界的水进入电机内部，避免外转子电机静止时喷水条件下的水进入电机内部引起安全隐患；

(4)轴部形成有限位台阶，滑动件与限位台阶接触时，限位台阶可限制滑动件继续运动，避免滑动件与挡水部之间的间隙过大导致外转子电机运行时不能满足IPX5防水要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明提供的外转子电机实施例装配结构示意图；

图2为本发明提供的外转子电机实施例爆炸结构示意图；

图3为本发明提供的外转子电机实施例剖视结构示意图；

图4为图3中A处的放大图；

图中：

1-定子总成；11-基座；111-安装部；112-轴部；113-轴承；114-限位凸台；115-轴孔；12-骨架；13-定子铁芯；14-出线孔；

2-转子总成；21-外壳；211-挡水部；22-转子轴；

3-防水组件；31-限位件；32-热膨胀件；33-滑动件；34-弹性件。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，m和/或n，可以表示：单独存在m，同时存在m和n，单独存在n这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

现有外转子电机中，外壳与底座之间的间隙不可调节，导致电机处于不同状态时，不能同时满足散热和防水要求，限制了外转子电机的使用范围；电机运行时，外壳与底座之间的间隙较小，散热性能低，无法及时散发定子绕组产生的热量，使得电机温升较大，降低了电机性能；电机静止时，外壳与底座之间的间隙较大，防水性能低，喷水条件下的水会进入电机的内部，引起电机内部零件的破坏。

本发明创造性地提供一种外转子电机，包括定子总成、转子总成和防水组件；定子总成包括基座，基座包括轴部；转子总成包括外壳，外壳围设在轴部的外侧且外壳的一端形成有挡水部；防水组件包括滑动件，滑动件设置在轴部上；滑动件沿轴部的轴向滑动，进而滑动件与挡水部之间的间隙改变；

当外转子电机运行时，滑动件与挡水部之间的间隙大，散热能力强，可及时散发定子绕组产生的热量，满足散热要求；同时在外壳的离心力和产生的负压作用下，外界的水无法进入外转子电机内部，满足IPX5防水要求；当外转子电机静止时，滑动件与挡水部之间的间隙小，防水能力强，满足IPX5防水要求。

<整体结构>

如图1所示，本实施例提供一种外转子电机，包括定子总成1、转子总成2和防水组件3：定子总成1包括基座11、骨架12、定子铁芯13和绕组，基座11包括安装部111和形成在安装部111上的轴部112；骨架12设置在轴部112的一端，定子铁芯13设置在骨架12上，定子铁芯13的周围缠绕有绕组；轴部112形成有轴孔115，沿轴部112的轴向，轴孔115的两端各设置有一轴承113；

转子总成2包括外壳21、转子轴22和磁环，外壳21围设在定子铁芯13的外侧；磁环设置在外壳21的内壁面上且磁环的位置与定子铁芯13的位置对应；转子轴22可转动地设置在轴孔115内并通过轴承113与轴孔115连接，转子的一端与外壳21的一端固定连接；定子铁芯13驱动外壳21转动时，转子轴22相对轴部112转动；外壳21朝向安装部111的一端形成有挡水部211，用于避免外界水进入外转子电机的内部；具体地，外壳21整体为筒型结构；

防水组件3设置在外壳21和轴部112之间且包括滑动件33，滑动件33可滑动地设置在轴部112的另一端，且位于挡水部211与安装部111之间；滑动件33上形成有出线孔14，绕组的引出线由出线孔14引出；

滑动件33可沿轴部112的轴向滑动，使滑动件33与挡水部211之间的间隙改变，进而外转子电机的散热能力和防水能力发生改变；

综上所述，当外转子电机运行时，滑动件33与挡水部211之间的间隙大，散热能力强，可及时散发定子绕组产生的热量，降低电机温升，保证外转子电机可靠运行，满足散热要求；同时在外壳21的离心力和产生的负压作用下，外界的水无法进入外转子电机内部，满足IPX5防水要求；当外转子电机静止时，定子绕组不产生热量，无需散热，滑动件33与挡水部211之间的间隙小，防水能力强，喷水条件下的水无法进入外转子电机的内部，满足IPX5防水要求；

结构简单，装配方便，取消了迷宫型结构，降低材料成本；外转子电机处于不同状态时，可同时满足散热和防水要求，实现高效散热的同时，避免水进入外转子电机的内部导致电机内部零件的破坏；使得外转子电机可运用在更多有高防水等级要求的场所，扩大了使用范围，提升用户体验；

<滑动件和挡水部>

如图2、图3和图4所示，滑动件33形成有密封腔，密封腔朝向热膨胀件32的一端敞开，密封腔远离热膨胀件32的一端封闭，密封腔的端部围设在热膨胀件32的外侧；

滑动件33、挡水部211和密封腔的侧部均为环形结构且与轴部112同轴设置，密封腔的侧部围设在挡水部211的内侧；在另一些实施例中，密封腔的侧部也可围设在挡水部211的外侧；密封腔的侧部与挡水部211之间间隙配合，使得外转子电机运行时，外壳21可相对滑动件33转动；

外转子电机的内部温度升高时，热膨胀件32变形并驱动滑动件33滑动，进而密封腔的侧部与挡水部211之间的间隙增大，外转子电机的散热能力提高。

<热膨胀件和限位件>

如图2、图3和图4所示，防水组件3还包括热膨胀件32，热膨胀件32设置在轴部112上；热膨胀件32可随着其所处环境温度的变化而变形，当热膨胀件32膨胀时，可推动滑动件33沿轴部的轴向滑动；

具体地，热膨胀件32为环形结构，套设在轴部112上且与轴部112同轴设置；热膨胀件32不限于某一种材料，结合热膨胀系数和材料成本等条件综合灵活选取；

外转子电机运行时，外转子电机的内部温度增大，热膨胀件32膨胀并驱动滑动件33沿预设方向滑动，滑动件33与挡水部211之间的间隙逐渐增大，散热空间增大，扩大了空气与定子铁芯13的热交换面积，提升散热能力，有利于外转子电机的内部热量的迅速散发，提高了热交换效率，延长电机寿命，避免外转子电机运行时电机内部的热量不能及时排出导致电机性能降低的问题；外壳21转动产生离心力，使得外界的水无法进入外转子电机内部，满足IPX5防水要求；

外转子电机静止时，外转子电机的内部温度降低，热膨胀件32收缩，滑动件33在另外的驱动件作用下沿与预设方向相反的方向滑动，滑动件33与挡水部211之间的间隙逐渐减小，提升防水能力，阻止外界的水进入外转子电机的内部，满足IPX5防水要求，避免外转子电机静止时喷水条件下的水进入电机内部引起安全隐患；预设方向为沿轴部112的轴向靠近安装部111；

在另一些实施例中，不通过热膨胀件32的膨胀驱动滑动件33滑动，而是通过手动方式驱动滑动件33运动；具体地，滑动件33上形成有卡扣，外壳21上形成有第一卡槽和第二卡槽；当外转子电机运行时，使卡扣与第一卡槽配合，则滑动件33与挡水部211之间的间隙大，满足散热要求；当外转子电机静止时，使卡扣与第二卡槽配合，则滑动件33与挡水部211之间的间隙小，满足防水要求；

还有些实施例中，不通过热膨胀件32的膨胀驱动滑动件33滑动，而是通过永久磁铁、电磁铁及弹簧驱动滑动件33运动；具体地，滑动件33上设置有永久磁铁，安装部111上设置有电磁铁，同时滑动件33和安装部111之间设有弹簧；当外转子电机运行时，给电磁铁通电，电磁铁驱动永久磁铁运动，永久磁铁带动滑动件33滑动，使滑动件33与挡水部211之间的间隙增大，满足散热要求；当外转子电机静止时，给电磁铁断电，弹簧驱动滑动件滑动，使滑动件33与挡水部211之间的间隙减小，满足防水要求；

优选地，通过热膨胀件32的膨胀驱动滑动件33沿预设方向滑动。

针对热膨胀件32变形时无法有效驱动滑动件33沿预设方向滑动的问题，本实施例提出，防水组件3还包括限位件31，限位件31设置在轴部112上；限位件31与滑动件33相对地设置在热膨胀件32的两侧，以当外转子电机的内部温度升高时，热膨胀件32能够朝滑动件33的一端膨胀并驱动滑动件33滑动；

具体地，限位件31为环形结构，可为独立的部件，也可与轴部一体成型；当限位件31为独立的部件时，限位件31套设在轴部112上且与轴部112同轴设置；限位件31与轴部112过盈连接或通过螺纹连接；

限位件31使得当外转子电机的内部温度升高时，热膨胀件32朝滑动件33的一端膨胀并驱动滑动件33滑动，滑动件33靠近安装部111，滑动件33与挡水部211之间的间隙增大。

进一步，限位件31形成有限位腔，具体地，限位腔为环形腔，限位腔朝向热膨胀件32的一端敞开，限位腔远离热膨胀件32的一端封闭；限位腔的端部和侧部围设在热膨胀件32的外侧；

外转子电机的内部温度升高时，限位腔使得热膨胀件32背向限位件31的一侧变形。

<弹性件和限位凸台>

如图2、图3和图4所示，防水组件3还包括弹性件34，弹性件34设置在滑动件33和安装部111之间；

外转子电机的内部温度升高时，热膨胀件32膨胀并驱动滑动件33滑动，滑动件33与挡水部211之间的间隙逐渐增大，弹性件34被压缩并储存能量；

外转子电机的内部温度降低时，热膨胀件32收缩，弹性件34释放能量并驱动滑动件33滑动，滑动件33与挡水部211之间的间隙逐渐减小；

具体地，弹性件34可为以下两种结构：

①弹性件34为大弹簧，大弹簧套设在轴部112的外侧且与轴部112同轴设置，热膨胀件32膨胀并驱动滑动件33滑动，大弹簧被压缩并储存能量；热膨胀件32收缩，大弹簧释放能量并驱动滑动件33滑动；

②弹性件34为小弹簧，多个小弹簧沿轴部112的圆周方向相间隔设置，热膨胀件32膨胀并驱动滑动件33滑动，多个小弹簧被压缩并储存能量；热膨胀件32收缩，多个小弹簧释放能量并驱动滑动件33滑动。

针对外转子电机运行时滑动件33和挡水部211间隙过大导致不能满足防水要求的问题，本实施例提出，轴部112形成有限位台阶，限位台阶位于滑动件33和安装部111之间；具体地，限位凸台114为柱型结构，与轴部112同轴设置；

热膨胀件32膨胀并驱动滑动件33沿预设方向滑动，当滑动件33与限位台阶接触时，限位台阶可限制滑动件33继续运动，避免滑动件33与挡水部211之间的间隙过大导致外转子电机运行时不能满足IPX5防水要求；

优选地，挡水部211的轴向长度为m，滑动件33的轴向滑动距离为n，m＞n。

沿预设方向，轴部112的一端设置骨架12，轴部112的另一端设置安装部111；沿预设方向，限位件31、热膨胀件32和滑动件33依次设置在轴部112上且位于骨架12和安装部111之间；限位凸台114形成在轴部112上且位于滑动件33的下侧，弹性件34设置在滑动件33和安装部111之间；外转子电机处于不同状态时，可同时满足散热和防水要求，实现高效散热的同时，避免水进入外转子电机内部；扩大了外转子电机的使用范围。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (8)

1.一种外转子电机，其特征在于，包括：

定子总成，包括基座，所述基座包括安装部和形成在所述安装部上的轴部；

转子总成，包括围设在所述轴部的外侧的外壳，所述外壳朝向所述安装部的一端形成有挡水部；

防水组件，设置在所述外壳和轴部之间且包括热膨胀件、滑动件和弹性件，所述热膨胀件和滑动件均设置在所述轴部上，所述滑动件位于所述挡水部与安装部之间且所述滑动件可沿所述轴部的轴向滑动；所述弹性件设置在所述滑动件和安装部之间；

所述外转子电机的内部温度升高时，所述热膨胀件膨胀并驱动所述滑动件滑动，所述滑动件与挡水部之间的间隙增大，所述弹性件被压缩并储存能量；

所述外转子电机的内部温度降低时，所述热膨胀件收缩，所述弹性件释放能量并驱动所述滑动件滑动，所述滑动件与挡水部之间的间隙减小；

如此，在所述热膨胀件和弹性件的作用下，所述滑动件与挡水部之间的间隙改变，进而所述外转子电机的散热能力和防水能力发生改变。

2.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述防水组件还包括设置在所述轴部上的限位件；所述限位件与滑动件相对地设置在所述热膨胀件的两侧，以当所述外转子电机的内部温度升高时，所述热膨胀件能够朝所述滑动件的一端膨胀并驱动所述滑动件滑动。

3.根据权利要求2所述的外转子电机，其特征在于，所述限位件形成有限位腔，所述限位腔朝向所述热膨胀件的一端敞开，所述限位腔远离所述热膨胀件的一端封闭；所述限位腔围设在所述热膨胀件的外侧。

4.根据权利要求3所述的外转子电机，其特征在于，所述滑动件、热膨胀件、限位件和限位腔均为环形结构，且所述滑动件、热膨胀件、限位件均套设在所述轴部上且均与所述轴部同轴设置。

5.根据权利要求2所述的外转子电机，其特征在于，所述轴部形成有限位台阶，所述限位台阶位于所述滑动件和安装部之间；

所述热膨胀件膨胀并驱动所述滑动件滑动，当所述滑动件与限位台阶接触时，所述限位台阶可限制所述滑动件继续运动。

6.根据权利要求5所述的外转子电机，其特征在于，所述挡水部的轴向长度为m，所述滑动件的轴向滑动距离为n，m＞n。

7.根据权利要求5所述的外转子电机，其特征在于，所述滑动件形成有密封腔，所述密封腔朝向所述热膨胀件的一端敞开，所述密封腔远离所述热膨胀件的一端封闭，所述密封腔围设在所述热膨胀件的外侧；

所述密封腔的侧部和挡水部均为环形结构且均与轴部同轴设置，所述密封腔的侧部围设在所述挡水部的内侧。

8.根据权利要求6所述的外转子电机，其特征在于，所述定子总成还包括骨架、定子铁芯和绕组；沿所述轴部的轴向，所述骨架、限位件、热膨胀件和滑动件依次设置在所述轴部上；所述定子铁芯设置在所述骨架上，且所述定子铁芯的周围缠绕有所述绕组；所述外壳围设在所述定子铁芯的外侧；

所述转子总成还包括转子轴和磁环，所述轴部形成有轴孔，所述转子轴可转动地套设在所述轴孔内，且所述转子轴的一端与外壳的一端固定连接；所述磁环设置在所述外壳的内壁面上。