CN117040171A - 一种高稳定外转子无刷电机 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电机领域，尤其是涉及一种高稳定外转子无刷电机，包括定子组件和转子组件，转子组件包括磁铁、钢管、风轮和电机轴，钢管与风轮可拆卸连接，磁铁固定于钢管内；定子组件包括定子座，电机轴的端部依次穿过风轮、磁铁和定子座，电机轴的一端通过第一轴承与定子座转动连接，电机轴的另一端与风轮固定连接；定子座上固定设置有套筒，套筒与磁铁转动连接，套筒与电机轴通过第二轴承转动连接；电机轴上还固定设置有第三轴承，第一轴承与第二轴承分别位于定子座相对的两侧，第一轴承与第三轴承分别位于定子座相对的两侧。本申请提高了定子座和电机轴旋转的稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及电机领域，尤其是涉及一种高稳定外转子无刷电机。
背景技术
目前钢管电机具有节省空间，设计紧凑且美观的特点。适合安装在叶轮里，具有最佳的冷却效果，无需V型带、附加的张紧带或其他设备。
相关技术公开了一种外转子无刷电机,包括转轴、定子、外转子和定子座；所述定子固定插接在所述定子座上,所述外转子套接在所述定子的外部；所述转轴一端固定连接所述外转子,其活动插接所述定子后，另一端活动插接所述定子座；其还包括轴承座,所述轴承座内固定套接有第一轴承；所述定子座设有转轴套筒,所述转轴套筒的底部固定套接有第二轴承；所述定子的一端插接所述转轴套筒,另一端插接所述轴承座；所述转轴的--端插接穿过所述转轴套筒后,其底端固定插接所述第二轴承；所述转轴的另一端插接穿过所述轴承座的所述第一轴承后,其顶端固定插接所述外转子。
上述中的相关技术存在以下缺陷：相关技术中的轴承座内固定套接有第一轴承，转轴套筒的底部固定套接有第二轴承；由于转轴的一端插接穿过转轴套筒后，其底端固定插接所述第二轴承，且转轴的另一端插接穿过所述轴承座的所述第一轴承后，其顶端固定插接所述外转子；同时定子座固定在插接在电机轴上,其位于外转子无刷电机的所述前盖的一端；因此第一轴承和第二轴承均位于定子座的同一侧，而定子座的直径远大于转轴的直径，因此定子座在旋转的过程中会产生较大的扭矩，从而降低了定子座和转轴旋转的稳定性。
发明内容
为了提高定子座和电机轴旋转的稳定性，本申请提供一种高稳定外转子无刷电机。
本申请提供的一种高稳定外转子无刷电机采用如下的技术方案：
一种高稳定外转子无刷电机，包括定子组件和转子组件，所述转子组件包括磁铁、钢管、风轮和电机轴，所述钢管与所述风轮可拆卸连接，所述磁铁固定于所述钢管内；所述定子组件包括定子座，所述电机轴的端部依次穿过所述风轮、磁铁和定子座，所述电机轴的一端通过第一轴承与所述定子座转动连接，所述电机轴的另一端与所述风轮固定连接；所述定子座上固定设置有套筒，所述套筒与所述磁铁转动连接，所述套筒与所述电机轴通过第二轴承转动连接；所述电机轴上还固定设置有第三轴承，所述第一轴承与所述第二轴承分别位于所述定子座相对的两侧，所述第一轴承与所述第三轴承分别位于所述定子座相对的两侧。
通过采用上述技术方案，当工作人员将上述电机安装于扭矩大和转速快的设备上时，电机轴与设备之间通过第三轴承转动连接；由于电机轴的一端通过第一轴承与定子座转动连接，套筒与电机轴通过第二轴承转动连接，且第一轴承与第二轴承分别位于定子座相对的两侧，第一轴承和第二轴承分别增加了定子座两侧的电机轴旋转的稳定性，从而增加了电机轴和风轮旋转的稳定性；同时由于第一轴承与第三轴承分别位于定子座相对的两侧，因此第一轴承和第三轴承分别增加了定子座两侧的电机轴旋转的稳定性，从而进一步增加了电机轴和风轮旋转的稳定性。
可选的，所述钢管与所述风轮螺纹配合。
通过采用上述技术方案，使用螺纹配合的方式将钢管固定于风轮上，从不仅增加了钢管与风轮之间连接的牢固性，当无刷电机在启动、运行和停止的过程中也能进一步增加钢管与风轮之间连接的牢固性，同时也增加了工作人员拆卸钢管与风轮之间的便捷性，同时也不要使用胶水进一步粘接固定，相比于通过敲打或挤压等机械方式将钢管固定于风轮上更有优势。
可选的，所述风轮的内侧壁固定设置有凸环，所述磁铁的端部抵接于所述凸环上。
通过采用上述技术方案，由于磁铁的端部抵接于凸环上，因此凸环对磁铁有定位作用，以使位于钢管内部的磁铁不易朝向靠近风轮的方向运动，从而进一步增加了磁铁安装于风轮内的牢固性。
可选的，所述定子座上开设有第一安装孔，所述第一安装孔与所述套筒内侧壁相连通；所述第一轴承的外圈抵接于所述第一安装孔的内侧壁，所述第一轴承的外圈与所述定子座固定连接；所述第一轴承的内圈套设于所述电机轴上并与所述电机轴固定连接，所述第一轴承的外圈与第一轴承的内圈转动连接。
通过采用上述技术方案，第一安装孔对第一轴承的外圈有定位作用，不仅增加了工作人员将第一轴承安装于定子座上的效率，同时也增加了第一轴承安装于定子座上的牢固性；同时由于第一轴承的内圈与电机轴固定连接，因此第一轴承增加了电机轴旋转的稳定性。
可选的，所述第一安装孔的内侧壁开设有定位环，所述第一轴承的端部抵接于所述定位环的侧壁；所述电机轴穿过所述定位环，所述电机轴的直径小于所述定位环内侧壁的直径。
通过采用上述技术方案，定位环第一轴承有定位作用，不仅进一步增加了工作人员将第一轴承安装于定子座上的效率，同时定位环也可以限制第一轴承沿定子座的轴线方向移动，进一步增加了第一轴承安装于定子座上的牢固性。
可选的，所述电机轴上开设有两个环形槽，两个所述环形槽内均套设有轴用弹簧挡圈；其中一个所述轴用弹簧挡圈抵接于所述第一轴承的端部，另一个所述轴用弹簧挡圈抵接于所述风轮的端部。
通过采用上述技术方案，由于两个轴用弹簧挡圈分别套设于电机轴的两个环形槽内，因此两个环形槽分别对两个轴用弹簧挡圈有定位作用，从而保证两个轴用弹簧挡圈不会沿电机轴的长度方向移动，同时由于其中一个轴用弹簧挡圈抵接于第一轴承的端部，另一个轴用弹簧挡圈抵接于端坐的端部，不仅保证风轮不会沿电机轴的长度方向运动，同时也保证定子座和钢管不会沿电机轴的长度方向运动；同时轴用弹簧挡圈也对第一轴承有限位作用，从而保证第一轴承不会从第一安装孔内脱落。
可选的，所述套筒的端部开设有第二安装孔，所述第二轴承的外圈抵接于所述第二安装孔的内侧壁，所述第二轴承的外圈与所述套筒固定连接，所述第二轴承的内圈套设于所述电机轴上并与所述电机轴固定连接，所述第二轴承的外圈与所述第二轴承的内圈转动连接。
通过采用上述技术方案，第二安装孔对第二轴承的外圈有定位作用，不仅增加了工作人员将第二轴承安装于套筒上的效率，同时也增加了第二轴承安装于套筒上的牢固性；同时由于第二轴承的内圈与电机轴固定连接，因此第二轴承进一步增加了电机轴旋转的稳定性。
可选的，所述风轮上固定设置有凸起，所述电机轴穿过所述凸起并与所述凸起固定连接；所述凸起的端部抵接于所述第二轴承的内圈。
通过采用上述技术方案，凸起的设置增加了电机轴与风轮之间的接触面积，从而增加了电机轴与风轮之间连接的牢固性；同时由于凸起的端部抵接于第二轴承的内圈有夹持作用，因此凸起和套筒对第二轴承的内圈有夹持作用，进一步增加了第二轴承安装于套筒内的牢固性。
可选的，所述第一轴承到第二轴承之间的距离为第二轴承到第三轴承之间距离的1.5-2.5倍。
通过采用上述技术方案，由于第一轴承、第二轴承和第三轴承均是套设于电机轴上并与电机轴转动连接，当第一轴承到第二轴承之间的距离始终为第二轴承到第三轴承之间距离的1.5倍到2.5倍之间时，从而能够保证无刷电机的转矩保持在一定范围内，从而增加了电机轴和定子座旋转的稳定性。
可选的，所述电机轴的长度为所述第一轴承到所述第二轴承之间距离的2-3倍。
通过采用上述技术方案，当电机轴的长度为第一轴承到第二轴承之间距离的2-3倍时，从而能够保证第一轴承到第二轴承之间的距离随着电机轴的长度的变化而变化，从而进一步增加了电机轴和定子座旋转的稳定性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.当工作人员将上述电机安装于扭矩大和转速快的设备上时，电机轴与设备之间通过第三轴承转动连接；由于电机轴的一端通过第一轴承与定子座转动连接，套筒与电机轴通过第二轴承转动连接，且第一轴承与第二轴承分别位于定子座相对的两侧，第一轴承和第二轴承分别增加了定子座两侧的电机轴旋转的稳定性，从而增加了电机轴和风轮旋转的稳定性；同时由于第一轴承与第三轴承分别位于定子座相对的两侧，因此第一轴承和第三轴承分别增加了定子座两侧的电机轴旋转的稳定性，从而进一步增加了电机轴和风轮旋转的稳定性；
2.使用螺纹配合的方式将钢管固定于风轮上，从不仅增加了钢管与风轮之间连接的牢固性，当无刷电机在启动、运行和停止的过程中也能进一步增加钢管与风轮之间连接的牢固性，同时也增加了工作人员拆卸钢管与风轮之间的便捷性，同时也不要使用胶水进一步粘接固定，相比于通过敲打或挤压等机械方式将钢管固定于风轮上更有优势；
3.由于风轮的端部抵接于磁铁的端部，因此风轮对磁铁有定位作用，以使位于钢管内部的磁铁不易朝向靠近风轮的方向运动，从而进一步增加了磁铁安装于风轮内的牢固性。
附图说明
图1是本申请实施例中高稳定外转子无刷电机的结构示意图。
图2是本申请实施例中高稳定外转子无刷电机的半剖视图。
图3是本申请实施例中电机轴与轴用弹簧挡圈的结构示意图。
附图标记说明：
1、磁铁；2、钢管；3、风轮；31、凸环；32、凸起；4、电机轴；41、环形槽；42、轴用弹簧挡圈；5、定子座；51、第一安装孔；52、定位环；6、定子线架；7、线圈；8、定子芯片；81、定位部；9、套筒；91、第二安装孔；92、定位槽；10、第一轴承；11、第二轴承；12、第三轴承。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种高稳定外转子无刷电机。参照图1和图2，高稳定外转子无刷电机包括转子组件，转子组件包括磁铁1、钢管2、风轮3，钢管2与风轮3可拆卸连接，在本实施例中，磁铁1的数量为多个，多个磁铁1均固定于钢管2的内侧壁，多个磁铁1沿周向等间距均匀分布。钢管2与风轮3螺纹配合。使用螺纹配合的方式将钢管2固定于风轮3上，当转子组件在旋转的过程中也能进一步增加钢管2与风轮3之间连接的牢固性，同时也增加了工作人员拆卸钢管2与风轮3之间的便捷性，同时也不要使用胶水进一步粘接固定，相比于通过敲打或挤压等机械方式将钢管2固定于风轮3上更有优势。
继续参照图1和图2，在本实施例中，钢管2外侧壁的直径与风轮3外侧壁的直径相同，不仅增加了无刷电机整体的美观性，同时工作人员在搬运无刷电机的过程中，对工作人员的手具有保护作用。
继续参照图1和图2，风轮3的内侧壁固定设置有凸环31，磁铁1靠近凸环31的一端抵接于凸环31的表面。由于磁铁1靠近凸环31的一端抵接于凸环31的表面，因此凸环31对磁铁1有定位作用，以使位于钢管2内部的磁铁1不易朝向靠近风轮3的方向运动，从而进一步增加了磁铁1安装于风轮3内的牢固性。
继续参照图1和图2，定子组件包括定子座5、定子线架6、线圈7和定子芯片8，定子座5靠近磁铁1的侧壁固定设置有套筒9，具体的固定方式可以为一体成型，也可以为螺栓连接。套筒9穿过磁铁1的内侧壁，套筒9的外侧壁与磁铁1转动连接，且套筒9远离定子座5的一端与磁铁1远离定子座5的一端齐平。定子线架6的数量为两个，两个定子线架6均套设于套筒9上并与套筒9固定连接，且两个定子线架6分别位于套筒9的两端。定子芯片8的形状为环形状，定子芯片8套设于套筒9上并与套筒9固定连接，且定子芯片8位于两个定子线架6之间。线圈7套设于定子芯片8的外侧壁并与定子芯片8固定连接，线圈7位于多个磁铁1之间，线圈7与多个磁铁1之间转动连接。转子组件还包括电机轴4，电机轴4的一端通过两个第一轴承10与定子座5转动连接，电机轴4的另一端通过第二轴承11与套筒9转动连接。电机轴4远离定子座5的一端穿过风轮3并与风轮3固定连接。电机轴4上还转动设置有第三轴承12，具体的第三轴承12的内圈套设于电机轴4上并与电机轴4固定连接，第三轴承12的内圈与第三轴承12的外圈转动连接。在本实施例中，第一轴承10与第二轴承11分别位于定子座5相对的两侧，第一轴承10与第三轴承12分别位于定子座5相对的两侧。由于定子座5的外径为电机轴4直径的9-11倍，因此定子座5在旋转的过程中会产生较大的扭矩，由于第一轴承10与第二轴承11分别位于定子座5相对的两侧，第一轴承10和第二轴承11分别增加了定子座5两侧的电机轴4旋转的稳定性，从而增加了电机轴4和风轮3旋转的稳定性。同时由于第一轴承10与第三轴承12分别位于定子座5相对的两侧，因此第一轴承10和第三轴承12分别增加了定子座5两侧的电机轴4旋转的稳定性，从而进一步增加了电机轴4和风轮3旋转的稳定性。
参照图2，定子芯片8的内侧壁一体成型有定位部81，定位部81的形状为长条状，定位部81的长度方向与定子芯片8轴线的长度方向相同。套筒9的外侧壁开设有定位槽92，定位槽92的长度方向与套筒9轴线的长度方向相同。在本实施例中，定位部81的侧壁抵接于定位槽92的内侧壁，定位槽92对定位部81有定位作用，增加了工作人员将定子芯片8安装于套筒9外侧壁的效率，同时当套筒9带动定子芯片8旋转的过程中，定位部81与定位槽92也能够防止定子芯片8与套筒9之前发生相对旋转。
继续参照图2，在本实施例中，第一轴承10到第二轴承11之间的距离为第二轴承11到第三轴承12之间距离的1.5-2.5倍,从而能够保证无刷电机的转矩保持在一定范围内，进而增加了电机轴4和风轮3旋转的稳定性。在本实施例中，第一轴承10到第二轴承11之间的距离为911-110mm，第二轴承11到第三轴承12之间的距离为40-45mm。
继续参照图2，在本实施例中，电机轴4的长度为第一轴承10到第二轴承11之间距离的2-3倍，在本实施例中，电机轴4的长度为135-140mm，第一轴承10到第二轴承11之间的距离为54mm-95mm，从而能够保证第一轴承10到第二轴承11之间的距离随着电机轴4的长度的变化而变化，从而进一步增加了电机轴4和风轮3旋转的稳定性。
参照图2，定子座5上开设有第一安装孔51，第一安装孔51与套筒9内侧壁相连通。两个第一轴承10的外圈均抵接于第一安装孔51的内侧壁，两个第一轴承10的外圈均与定子座5固定连接。两个第一轴承10的内圈均套设于电机轴4上并与电机轴4固定连接，每个第一轴承10的外圈与内圈转动连接。第一安装孔51对两个第一轴承10的外圈有定位作用，不仅增加了工作人员将两个第一轴承10安装于定子座5上的效率，同时也增加了两个第一轴承10安装于定子座5上的牢固性。同时由于两个第一轴承10的内圈与电机轴4固定连接，因此第一轴承10增加了电机轴4旋转的稳定性。
继续参照图2，第一安装孔51的内侧壁开设有定位环52，定子座5与套筒9分别位于定位环52相对的两侧。其中一个第一轴承10的端部抵接于定位环52的侧壁，定位环52对其中一个第一轴承10有定位作用，不仅进一步增加了工作人员将两个第一轴承10安装于定子座5上的效率，同时定位环52也可以限制两个第一轴承10沿定子座5的轴线方向移动，进一步增加了两个第一轴承10安装于定子座5上的牢固性。电机轴4穿过定位环52，电机轴4的直径小于定位环52内侧壁的直径，因此电机轴4在旋转的过程中不会接触到定位环52，对电机轴4和定位环52均有保护作用，同时延长了电机轴4和定位环52的使用寿命。
继续参照图2，套筒9靠近端坐的一端开设有第二安装孔91，第二安装孔91的直径大于套筒9内侧壁的直径。第二轴承11的外圈抵接于第二安装孔91的内侧壁，第二轴承11的外圈与套筒9固定连接，第二轴承11的内圈套设于电机轴4上并与电机轴4固定连接，第二轴承11的外圈与第二轴承11的内圈转动连接。第二安装孔91对第二轴承11的外圈有定位作用，不仅增加了工作人员将第二轴承11安装于套筒9上的效率，同时也增加了第二轴承11安装于套筒9上的牢固性。同时由于第二轴承11的内圈与电机轴4固定连接，因此第二轴承11进一步增加了电机轴4旋转的稳定性。
参照图2和图3，电机轴4上开设有两个环形槽41，两个环形槽41内均套设有轴用弹簧挡圈42。其中一个轴用弹簧挡圈42抵接于外侧的第一轴承10远离端坐的一端，另一个轴用弹簧挡圈42抵接于风轮3远离第一轴承10的一端。由于两个轴用弹簧挡圈42分别套设于电机轴4的两个环形槽41内，因此两个环形槽41分别对两个轴用弹簧挡圈42有定位作用，从而保证两个轴用弹簧挡圈42不会沿电机轴4的长度方向移动，同时由于其中一个轴用弹簧挡圈42抵接于第一轴承10的端部，另一个轴用弹簧挡圈42抵接于端坐的端部，不仅保证风轮3不会沿电机轴4的长度方向运动，同时也保证定子座5和钢管2不会沿电机轴4的长度方向运动。同时轴用弹簧挡圈42也对第一轴承10有限位作用，从而保证第一轴承10不会从第一安装孔51内脱落。
参照图2，风轮3上固定设置有凸起32，电机轴4穿过凸起32并与凸起32转动连接。凸起32靠近第二轴承11的一端抵接于第二轴承11的内圈。凸起32的设置增加了电机轴4与风轮3之间的接触面积，从而增加了电机轴4与风轮3之间连接的牢固性。同时由于凸起32的端部抵接于第二轴承11的内圈有夹持作用，因此凸起32和套筒9对第二轴承11的内圈有夹持作用，进一步增加了第二轴承11安装于套筒9内的牢固性。
继续参照图2，凸起32靠近第二轴承11承一端的外侧开设有倒角，以使凸起32端部的直径小于第二轴承11外圈的直径。倒角的设置以使第二轴承11的外圈在旋转的过程中不会接触到凸起32，从而同时延长了第二轴承11和凸起32的使用寿命。
上述实施例的实施原理为：由于电机轴4的一端通过第一轴承10与定子座5转动连接，电机轴4的另一端与风轮3转动连接，因此增加了电机轴4旋转的稳定性。由于套筒9与电机轴4通过第二轴承11转动连接，且第一轴承10与第二轴承11分别位于定子座5相对的两侧，第一轴承10和第二轴承11分别增加了定子座5两侧的电机轴4旋转的稳定性，从而增加了电机轴4和风轮3旋转的稳定性。同时由于第一轴承10与第三轴承12分别位于定子座5相对的两侧，因此第一轴承10和第三轴承12分别增加了定子座5两侧的电机轴4旋转的稳定性，从而进一步增加了电机轴4和风轮3旋转的稳定性。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高稳定外转子无刷电机，其特征在于：包括定子组件和转子组件，所述转子组件包括磁铁(1)、钢管(2)、风轮(3)和电机轴(4)，所述钢管(2)与所述风轮(3)可拆卸连接，所述磁铁(1)固定于所述钢管(2)内；所述定子组件包括定子座(5)，所述电机轴(4)的端部依次穿过所述风轮(3)、磁铁(1)和定子座(5)，所述电机轴(4)的一端通过第一轴承(10)与所述定子座(5)转动连接，所述电机轴(4)的另一端与所述风轮(3)固定连接；所述定子座(5)上固定设置有套筒(9)，所述套筒(9)与所述磁铁(1)转动连接，所述套筒(9)与所述电机轴(4)通过第二轴承(11)转动连接；所述电机轴(4)上还固定设置有第三轴承(12)，所述第一轴承(10)与所述第二轴承(11)分别位于所述定子座(5)相对的两侧，所述第一轴承(10)与所述第三轴承(12)分别位于所述定子座(5)相对的两侧。
2.根据权利要求1所述的一种高稳定外转子无刷电机，其特征在于：所述钢管(2)与所述风轮(3)螺纹配合。
3.根据权利要求2所述的一种高稳定外转子无刷电机，其特征在于：所述风轮(3)的内侧壁固定设置有凸环(31)，所述磁铁(1)的端部抵接于所述凸环(31)上。
4.根据权利要求1所述的一种高稳定外转子无刷电机，其特征在于：所述定子座(5)上开设有第一安装孔(51)，所述第一安装孔(51)与所述套筒(9)内侧壁相连通；所述第一轴承(10)的外圈抵接于所述第一安装孔(51)的内侧壁，所述第一轴承(10)的外圈与所述定子座(5)固定连接；所述第一轴承(10)的内圈套设于所述电机轴(4)上并与所述电机轴(4)固定连接，所述第一轴承(10)的外圈与第一轴承(10)的内圈转动连接。
5.根据权利要求4所述的一种高稳定外转子无刷电机，其特征在于：所述第一安装孔(51)的内侧壁开设有定位环(52)，所述第一轴承(10)的端部抵接于所述定位环(52)的侧壁；所述电机轴(4)穿过所述定位环(52)，所述电机轴(4)的直径小于所述定位环(52)内侧壁的直径。
6.根据权利要求4所述的一种高稳定外转子无刷电机，其特征在于：所述电机轴(4)上开设有两个环形槽(41)，两个所述环形槽(41)内均套设有轴用弹簧挡圈(42)；其中一个所述轴用弹簧挡圈(42)抵接于所述第一轴承(10)的端部，另一个所述轴用弹簧挡圈(42)抵接于所述风轮(3)的端部。
7.根据权利要求1所述的一种高稳定外转子无刷电机，其特征在于：所述套筒(9)的端部开设有第二安装孔(91)，所述第二轴承(11)的外圈抵接于所述第二安装孔(91)的内侧壁，所述第二轴承(11)的外圈与所述套筒(9)固定连接，所述第二轴承(11)的内圈套设于所述电机轴(4)上并与所述电机轴(4)固定连接，所述第二轴承(11)的外圈与所述第二轴承(11)的内圈转动连接。
8.根据权利要求1所述的一种高稳定外转子无刷电机，其特征在于：所述风轮(3)上固定设置有凸起(32)，所述电机轴(4)穿过所述凸起(32)并与所述凸起(32)固定连接；所述凸起(32)的端部抵接于所述第二轴承(11)的内圈。
9.根据权利要求1所述的一种高稳定外转子无刷电机，其特征在于：所述第一轴承(10)到第二轴承(11)之间的距离为第二轴承(11)到第三轴承(12)之间距离的1.5-2.5倍。
10.根据权利要求1所述的一种高稳定外转子无刷电机，其特征在于：所述电机轴(4)的长度为所述第一轴承(10)到所述第二轴承(11)之间距离的2-3倍。
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