CN203135674U - 一种直流无刷电机结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种直流无刷电机结构，包括转轴、转子组件、定子组件、控制单元和机壳组件，转轴和转子组件安装连接在一起，转子组件嵌套在定子组件里面，机壳组件安装在定子组件外面，控制单元包括保护罩和控制线路板，控制线路板安装在保护罩里，保护罩安装在机壳组件里面、位于定子组件的上方，该结构简单、紧凑，安装方便、成本低廉、可靠性高、生产工艺性好。

Description

一种直流无刷电机结构
技术领域：
本实用新型涉及一种直流无刷电机结构。
背景技术：
传统的小功率的直流无刷电机结构（例如冰箱用的电机），控制线路板安装在后端盖上或者单独的控制盒里，由于应用设备留给电机的空间较小，所以要求电机体积较小，如果电机单独设置带控制线路板的控制盒，势必导致体积较大，结构不够紧凑，很难符合安装要求；
若果将控制线路板直接安装在后端盖上，省略控制盒，当然可以减少电机的体积，但又存在如下技术问题：
1、传统结构都是将控制线路板放在端盖内部，这时控制线路板远离定子绕组，通过引线和接插件连接控制线路板和定子绕组，引线和接插件占用空间大，接线长而且麻烦、容易出错、可靠性低，占用空间大，导致引线和接插件的连接安装都非常困难，生产效率低，且成本高；
2、如果需要霍尔元件来检测转子位置，还需要一个霍尔检测线路板，霍尔检测线路板也需要引线和接插件连接到控制电路板上，从而进一步增加连接安装的难度，成本进一步增加；
3、传统结构都是将控制线路板放在端盖内部，这种结构安装不方便、工艺性差。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种直流无刷电机结构，该结构简单、紧凑，安装方便、成本低廉、可靠性高、生产工艺性好。
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。
一种直流无刷电机结构，包括转轴、转子组件、定子组件、控制单元和机壳组件，转轴和转子组件安装连接在一起，转子组件嵌套在定子组件里面，机壳组件安装在定子组件外面，控制单元包括保护罩和控制线路板，控制线路板安装在保护罩里，保护罩安装在机壳组件里面、位于定子组件的上方。
上述所述的控制线路板包括电源电路单元、数字逻辑控制器、驱动电路单元、IGBT逆变模块和检测电路单元，电源电路单元为各部分电路供电，检测电路单元检测转子的位置信号并将该信号送到数字逻辑控制器处理，数字逻辑控制器判断信号后输出到驱动电路单元，驱动电路单元把驱动信号输送到IGBT逆变模块，IGBT逆变模块控制定子绕组的通断电。
上述所述的控制线路板包括电源电路单元、I/O接口、微处理器、IGBT逆变模块和检测电路单元，电源电路单元为各部分电路供电，微处理器通过I/O接口与外界建立通信，检测电路单元检测转子的位置信号并将该信号送到微处理器处理，微处理器向IGBT逆变模块发送控制信号，IGBT逆变模块控制定子绕组的通断电。
上述所述的控制单元还包括散热块，所述的IGBT逆变模块包括若干个IGBT元件，IGBT元件通过引脚安装在控制线路板的顶面上，散热块位于保护罩一侧边，散热块的内侧面贴紧IGBT元件，散热块的外侧面贴近机壳组件内壁上。
上述所述的IGBT元件通过螺钉锁紧固定在散热块，散热块通过螺钉锁紧固定在机壳组件。
上述所述的保护罩的中间设置有下通孔，在保护罩上、下通孔的周围伸出挡圈，转轴从下通孔穿过并套在挡圈里面，控制线路板的中间设置有上通孔，上通孔嵌套在挡圈外面。
上述所述的控制线路板的底面安装有霍尔元件，在霍尔元件轴向方向的下方、转子组件的顶面上安装有感应磁环，所述的霍尔元件是贴片霍尔元件。
上述所述的保护罩的底面中心形成凹陷凸台，霍尔元件安装在控制线路板的底面、贴在凹陷凸台的顶面上。
上述所述的转子组件的顶面设置凹槽，凹槽的底面设置有若干个卡条，在感应磁环设置有与卡条配合的卡槽，当感应磁环安装在凹槽时，卡条卡入卡槽里。
上述所述的定子组件顶面伸出若干支承凸台，保护罩支承安装在支承凸台的顶面上。
上述所述的控制线路板上伸出有电机相线插片，电机相线插片穿过保护罩底面，支承凸台中间形成缝隙，缝隙里安装有接插件，电机相线插片嵌套在支承凸台的缝隙里与接插件电连接，接插件与定子绕组电连接。
上述所述的保护罩底部浇注灌封胶，灌封胶覆盖在控制电路板上并将控制线路板顶面上部分电子元器件灌封住。
本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：1）机壳组件安装在定子组件外面，控制单元包括保护罩和控制线路板，控制线路板安装在保护罩里，保护罩安装在机壳组件里面、位于定子组件的上方，它使到控制线路板更加贴近定子绕组，省略了连接控制线路板与定子绕组的接插件和连接引线， 该结构简单、安装方便、结构紧凑、可靠性高，每台电机至少降低5元成本；2）控制线路板上伸出有电机相线插片，电机相线插片穿过保护罩底面，支承凸台中间形成缝隙，缝隙里安装有接插件，电机相线插片嵌套在支承凸台的缝隙里与接插件电连接，接插件与定子绕组电连接，该结构简单，减少连接引线和接插件，降低成本，安装简便；3）控制线路板的底面直接安装有霍尔元件，在霍尔元件轴向方向的下方、转子组件的顶面上安装有感应磁环，所述的霍尔元件是贴片霍尔元件，减少控制线路板与霍尔元件之间的引线和接插件，装配简单、工艺性好、成本更加低；4）同时保护罩的底面中心形成凹陷凸台，霍尔元件安装在控制线路板的底面、贴在凹陷凸台的顶面上，相当缩小保护罩的底面与霍尔元件的距离，从而使感应磁环更加靠近霍尔元件，即减少感应磁环与霍尔元件的感应距离，可靠性高；5）散热块位于保护罩一侧边，散热块的内侧面贴紧IGBT元件，散热块的外侧面贴近机壳组件内壁上，IGBT元件通过螺钉锁紧固定在散热块，散热块通过螺钉锁紧固定在机壳组件，该结构简单，安装方便，牢固可靠；6）保护罩的中间设置有下通孔，控制线路板的中间设置有上通孔，设置上通孔、下通孔方便转轴穿过，方便安装，在保护罩上、下通孔的周围伸出挡圈，转轴从下通孔穿过并套在挡圈里面，上通孔嵌套在挡圈外面，方便安装控制线路板，工艺性好；7）转子组件的顶面设置凹槽，凹槽的底面设置有若干个卡条，在感应磁环设置有与卡条配合的卡槽，当感应磁环安装在凹槽时，卡条卡入卡槽里，该结构简单，安装感应磁环简单、牢固、不易松脱。
附图说明：
图1 是本实用新型的立体图。
图2 是本实用新型的分解图。
图3 是图2的A-A局部放大图。
图4 是本实用新型控制单元一个角度的立体图。
图5 是本实用新型控制单元另一个角度的立体图。
图6 是本实用新型的俯视图。
图7 是图6的B-B剖视图。
图8 是图7中C-C局部放大图。
图9 是图7中D-D局部放大图。
图10 是图6的E-E剖视图。
图11 是图10中F-F局部放大图。
图12 是本实用新型控制线路板的一个电路图。
图13 是本实用新型控制线路板的另一个电路图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
本实用新型是一种直流无刷电机结构，包括转轴1、转子组件2、定子组件3、控制单元4和机壳组件5，转轴1和转子组件2安装连接在一起，转子组件2嵌套在定子组件3里面，机壳组件5安装在定子组件3外面，控制单元4包括保护罩41和控制线路板42，控制线路板42安装在保护罩41里，保护罩41安装在机壳组件5里面、位于定子组件3的上方。
控制线路板42包括电源电路单元、数字逻辑控制器、驱动电路单元、IGBT逆变模块和检测电路单元，电源电路单元为各部分电路供电，检测电路单元检测转子的位置信号并将该信号送到数字逻辑控制器处理，数字逻辑控制器判断信号后输出到驱动电路单元，驱动电路单元把驱动信号输送到IGBT逆变模块，IGBT逆变模块控制定子绕组的通断电。
控制线路板42包括电源电路单元、I/O接口、微处理器、IGBT逆变模块和检测电路单元，电源电路单元为各部分电路供电，微处理器通过I/O接口与外界建立通信，检测电路单元检测转子的位置信号并将该信号送到微处理器处理，微处理器向IGBT逆变模块发送控制信号，IGBT逆变模块控制定子绕组的通断电。
控制单元4还包括散热块43，所述的IGBT逆变模块包括若干个IGBT元件420，IGBT元件420通过引脚安装在控制线路板42的顶面上，散热块43位于保护罩41一侧边，散热块43的内侧面贴紧IGBT元件420，散热块43的外侧面贴近机壳组件5内壁上。
IGBT元件420通过螺钉61锁紧固定在散热块43，散热块43通过螺钉62锁紧固定在机壳组件5。
保护罩41的中间设置有下通孔410，在保护罩41上、下通孔410的周围伸出挡圈41，转轴1从下通孔410穿过并套在挡圈411里面，控制线路板42的中间设置有上通孔420，上通孔420嵌套在挡圈411外面。
在控制线路板42的底面安装有霍尔元件7，在霍尔元件7轴向方向的下方、转子组件2的顶面上安装有感应磁环8，所述的霍尔元件7是贴片霍尔元件。
保护罩41的底面中心形成凹陷凸台412，霍尔元件7安装在控制线路板42的底面、贴在凹陷凸台412的顶面上。
转子组件2的顶面设置凹槽21，凹槽21的底面设置有若干个卡条210，在感应磁环8设置有与卡条210配合的卡槽81，当感应磁环8安装在凹槽21时，卡条210卡入卡槽81里。
定子组件3顶面伸出若干支承凸台31，保护罩41支承安装在支承凸台31的顶面上。
控制线路板42上伸出有电机相线插片421，电机相线插片421穿过保护罩41底面，支承凸台31中间形成缝隙310，缝隙里310安装有接插件311，电机相线插片421嵌套在支承凸台31的缝隙310里与接插件311电连接，接插件311与定子绕组34的端部线头（340）电连接。
保护罩41底部浇注灌封胶，灌封胶覆盖在控制电路板42上并将控制线路板42顶面上部分电子元器件灌封住。
定子组件3包括定子铁芯32、端部绝缘33和定子绕组34，端部绝缘33安装在定子铁芯32的端面上，定子绕组34卷绕在定子铁芯32上。
机壳组件5包括圆筒形壳体51和安装在圆筒形壳体51两端的端盖52。
本实用新型的原理是：转轴1和转子组件2安装连接在一起，转子组件2嵌套在定子组件3里面，机壳组件5安装在定子组件3外面，控制线路板42安装在保护罩41里，保护罩41安装在机壳组件5里面、位于定子组件3的上，该结构简单、紧凑，安装方便、成本低廉、可靠性高、生产工艺性好。

Claims (12)

1.一种直流无刷电机结构，包括转轴（1）、转子组件（2)、定子组件(3)、控制单元(4)和机壳组件(5)，转轴（1）和转子组件（2)安装连接在一起，转子组件（2)嵌套在定子组件(3)里面，机壳组件(5)安装在定子组件(3)外面，其特征在于：控制单元(4)包括保护罩(41)和控制线路板(42)，控制线路板(42)安装在保护罩(41)里，保护罩(41)安装在机壳组件(5)里面、位于定子组件(3)的上方。
2.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机结构，其特征在于：控制线路板(42)包括电源电路单元、数字逻辑控制器、驱动电路单元、IGBT逆变模块和检测电路单元，电源电路单元为各部分电路供电，检测电路单元检测转子的位置信号并将该信号送到数字逻辑控制器处理，数字逻辑控制器判断信号后输出到驱动电路单元，驱动电路单元把驱动信号输送到IGBT逆变模块，IGBT逆变模块控制定子绕组的通断电。
3.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机结构，其特征在于：控制线路板(42)包括电源电路单元、I/O接口、微处理器、IGBT逆变模块和检测电路单元，电源电路单元为各部分电路供电，微处理器通过I/O接口与外界建立通信，检测电路单元检测转子的位置信号并将该信号送到微处理器处理，微处理器向IGBT逆变模块发送控制信号，IGBT逆变模块控制定子绕组的通断电。
4.根据权利要求2或3所述的一种直流无刷电机结构，其特征在于：控制单元(4)还包括散热块(43)，所述的IGBT逆变模块包括若干个IGBT元件(420)，IGBT元件(420)通过引脚安装在控制线路板(42)的顶面上，散热块(43)位于保护罩(41)一侧边，散热块(43)的内侧面贴紧IGBT元件(420)，散热块(43)的外侧面贴近机壳组件(5)内壁上。
5.根据权利要求4所述的一种直流无刷电机结构，其特征在于：IGBT元件(420)通过螺钉（61）锁紧固定在散热块(43)，散热块(43)通过螺钉（62）锁紧固定在机壳组件(5)。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种直流无刷电机结构，其特征在于：保护罩(41)的中间设置有下通孔(410)，在保护罩(41)上、下通孔(410)的周围伸出挡圈(411)，转轴(1)从下通孔(410)穿过并套在挡圈(411)里面，控制线路板(42)的中间设置有上通孔(420)，上通孔(420)嵌套在挡圈(411)外面。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种直流无刷电机结构，其特征在于：在控制线路板(42)的底面安装有霍尔元件(7)，在霍尔元件(7）轴向方向的下方、转子组件（2)的顶面上安装有感应磁环（8），所述的霍尔元件(7）是贴片霍尔元件。
8.根据权利要求6所述的一种直流无刷电机结构，其特征在于：保护罩(41)的底面中心形成凹陷凸台（412），霍尔元件(7)安装在控制线路板(42)的底面、贴在凹陷凸台（412）的顶面上。
9.根据权利要求8所述的一种直流无刷电机结构，其特征在于：转子组件（2)的顶面设置凹槽（21），凹槽（21）的底面设置有若干个卡条（210），在感应磁环（8）设置有与卡条（210）配合的卡槽(81)，当感应磁环（8）安装在凹槽（21）时，卡条（210）卡入卡槽(81)里。
10.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机结构，其特征在于：定子组件(3)顶面伸出若干支承凸台(31)，保护罩(41)支承安装在支承凸台(31)的顶面上。
11.根据权利要求1或2或3所述的一种直流无刷电机结构，其特征在于：控制线路板(42)上伸出有电机相线插片(421)，电机相线插片(421)穿过保护罩(41)底面，支承凸台(31)中间形成缝隙(310)，缝隙里(310)安装有接插件（311），电机相线插片(421)嵌套在支承凸台(31)的缝隙(310)里与接插件（311）电连接，接插件（311）与定子绕组（34）电连接。
12.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机结构，其特征在于：在保护罩(41）底部浇注灌封胶，灌封胶覆盖在控制电路板(42）上并将控制线路板(42）顶面上部分电子元器件灌封住。
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