CN205544855U - 直流无刷电机 - Google Patents

Abstract

直流无刷电机，包括电机，所述电机包括定子前绝缘端片、定子后绝缘端片、前阻挡板、后阻挡板、通风管、密封橡胶、定子硅钢冲片、转子和电机外壳，所述定子硅钢冲片布置在电机外壳的内表面；所述定子硅钢冲片的顶部设有定子前绝缘端片，硅钢冲片的底部设有定子后绝缘端片；所述定子前绝缘端片的顶部设有一前阻挡板，定子后绝缘端片的底部设有后阻挡板；所述通风管插入定子前绝缘端片中；所述转子包括芯构件，该芯构件耦接到转轴的外周，芯构件中设有磁体；该本实用新型通过机械结构上的隔离，杜绝三相绕圈与粉尘、铁屑及液体的碰触，同时使用导热绝缘塑料，快速将热量导出，控制电机温升。

Description

直流无刷电机

技术领域

本实用新型涉及电机制造领域，尤其是直流无刷电机。

背景技术

通常，直流无刷电机是将电能转化成旋转能量的设备。直流无刷电机包括转子、定子，转子包括在转轴上的磁钢及铁芯，定子包括漆包线卷绕而成，用星形连接法的三相线圈。三相线圈通电后产生电磁力，与转子上的磁铁进行感应，驱动转子运转，产生旋转能量。

电动工具采用的直流无刷电机，具有转速高，功率大，体积小，重量轻，长寿命等特点。正常负载运转下，电机输入电流大，电机在没有散热系统的作用下，几分钟便达到180℃，烧毁电机。

通常，在直流无刷电机转轴的一端加有风扇，电机运转下，快速吸入空气和排出空气进行降温，使电机温升在一定的控制范围内。

电动工具一般使用环境比较恶劣。在加工产品过程中，产生大量的粉尘、铁屑，同时，在必要时，使用流动液体对加工产品进行降温。从而电动工具中的直流无刷电机在使用的环境里，存在了大量的粉尘、铁屑及液体。它们随着空气的流动，进入电机的定子内部和转子表面。

粉尘、铁屑及液体进入电机定子，撞击破坏三相绕圈的漆包线表面绝缘漆层，在一定时间内，使漆包线间短路，影响直流无刷电机性能，引起直流无刷电机的烧毁。

通常，在直流无刷电机三相线圈卷绕后，会进行粉未涂敷处理。专业设备中，雾状绝缘粉未经空气流化后，附着在漆包线表层，高频感应加热后，形成坚硬的保护层，使三相绕圈包裹在粉未涂敷层里。

粉未涂敷加工工艺复杂，无法均匀涂敷，且粉未无法渗入绕圈内部，在高频感应加热后，使三相绕圈内部的漆包线表层绝缘漆破坏，影响电机性能，引起电机的烧毁。

粉未涂敷后，通风孔大小不一，从而通风量不一，使三相线圈温升不一。同时，漆包线的交叉叠压，阻挡粉尘、铁屑的移动，在一定时间内，电机内部堆积粉尘、铁屑，使电机温升控制失效，在一定时间内，影响电机性能，引起电机的烧毁。

另一个问题是液体进入定子内部后，附着于漆包线及定子各个角落，腐蚀漆包线绝缘漆层，在一定时间内，引起漆包线间短路，影响电机性能，引起电机的烧毁。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种通过机械结构上的隔离，杜绝三相绕圈与粉尘、铁屑及液体的碰触，同时使用导热绝缘塑料，快速将热量导出，控制电机温升的直流无刷电机。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案；直流无刷电机，包括电机，所述电机包括定子前绝缘端片、定子后绝缘端片、前阻挡板、后阻挡板、通风管、三相线圈、槽楔、转子遮挡板、密封橡胶、定子硅钢冲片、转子和电机外壳，所述电机外壳具有上表面开放的圆筒形状，定子硅钢冲片布置在电机外壳的内表面，并且定子硅钢冲片布置在电机外壳的内支撑单元上，数个定子硅钢片层叠构成定子，定子上卷绕三相线圈，定子硅钢冲片呈环形，定子硅钢冲片的厚度小于0.6mm；所述定子硅钢冲片的顶部设有定子前绝缘端片，硅钢冲片的底部设有定子后绝缘端片，该定子前绝缘端片和定子后绝缘端片均与定子硅钢冲片形状、厚度匹配，定子前绝缘端片和定子后绝缘片组合构成定子硅钢冲片与三相线圈之间的电性绝缘层；所述定子前绝缘端片、定子后绝缘端片、前阻挡板、后阻挡板和通风管的材料均为导热绝缘塑料；所述定子前绝缘端片的顶部设有一前阻挡板，定子前绝缘端片的顶部内周设有与前阻挡板配合的前环形台阶，定子前绝缘端片与前阻挡板之间设有前焊接圈，定子后绝缘端片的底部设有后阻挡板，定子后绝缘端片的底部内周设有与后阻挡板配合的后环形台阶，定子后绝缘端片与后阻挡板之间设有后焊接圈；所述通风管设有数个，均匀环形阵列分布，插入定子前绝缘端片中，穿过三相线圈和定子后绝缘端片，通风管的密封端与前阻挡板中的密封孔配合，相互焊接，通风管的侧壁面上涂覆有胶水；所述转子包括芯构件，该芯构件耦接到转轴的外周，芯构件中设有磁体，转子中的转轴与风扇连成一体；所述定子后绝缘端片中的槽楔槽中插有槽楔，定子前绝缘端片内同样设有与槽楔配合的槽楔槽；所述定子前绝缘端片前端安装转子遮挡板，转子遮挡板上设有真空绝缘浸漆层，与电机外壳的轴承室配合；所述密封橡胶与转子遮挡板、槽楔、电机外壳的轴承室配合。

作为本实用新型的进一步方案：所述定子前绝缘端片、定子后绝缘端片、前阻挡板、后阻挡板、通风管之间构成密封空间。

作为本实用新型的进一步方案：所述定子硅钢冲片的内圆周上形成有多个芯单元，每个芯单元以等间距在面对转子的中心的方向上伸出，每个芯单元的末端形成有延伸到芯单元的两侧的电极单元，芯单元的数量为三的倍数。

作为本实用新型的进一步方案：所述定子前绝缘端片和定子后绝缘端片的槽壁厚度均为0.3mm～0.8mm。

作为本实用新型的进一步方案：所述通风管的壁厚为0.3mm～0.8mm。

作为本实用新型的进一步方案：所述定子前绝缘端片和定子后绝缘端片的槽壁替换为卜膜、青壳纸。

作为本实用新型的进一步方案：所述定子前绝缘端片与前阻挡板之间超声波焊接，定子后绝缘端片与后阻挡板之间超声波焊接，通风管与前阻挡板之间超声波焊接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该直流无刷电机将定子前后绝缘端片、前后阻挡板、通风管用超声波焊接后，密封组合在一起，有效隔离粉尘、铁屑及液体与漆包线的碰触，确保电机性能的稳定性和寿命；通风管大小的一致，确保电机三相绕圈通风量一致，有效控制电机温升；光洁的塑料表面，使各种粉尘、铁屑及液体无法堆积；采用导热绝缘塑料为材质，确保电机散热更快，电机温升更低。

本实用新型无需进行粉未涂敷处理，通过省略使用粉未涂敷机，有效控制车间环境和空气质量、使工艺的简单、节约生产成本以及缩短整个生产过程。

附图说明

图1为本实用新型的剖视图；

图2为本实用新型的定子前绝缘端片、定子后绝缘端片、前阻挡板、后阻挡板、通风管的组装示意图；

图3为定子前绝缘端片与前阻挡板未经超声波焊接的组装图；

图4为定子后绝缘端片与后阻挡板未经超声波焊接的组装图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型实施例中，直流无刷电机，包括电机30，所述电机30包括定子前绝缘端片1、定子后绝缘端片2、前阻挡板3、后阻挡板4、通风管5、三相线圈6、槽楔7、转子遮挡板8、密封橡胶9、定子硅钢冲片10、转子11、电机外壳12和风扇13，所述电机外壳12具有上表面开放的圆筒形状，定子硅钢冲片10布置在电机外壳12的内表面，并且定子硅钢冲片10布置在电机外壳12的内支撑单元上，数个定子硅钢片层叠构成定子，定子上卷绕三相线圈6，从俯视平面图观察时，形成定子的每个层叠的硅钢冲片具有环形形状，每个硅钢冲片小于0.6mm的厚度，根据实际功率、性能需要，所述定子硅钢冲片10叠压厚度多少，内外径大小，槽宽等形状设计变化；所述定子硅钢冲片10的顶部设有定子前绝缘端片1，硅钢冲片的底部设有定子后绝缘端片2，该定子前绝缘端片1和定子后绝缘端片2均与定子硅钢冲片10形状、厚度匹配，定子前绝缘端片1和定子后绝缘片组合构成定子硅钢冲片10与三相线圈6之间的电性绝缘层；定子硅钢冲片10的内圆周上形成有多个芯单元(未示出)，每个芯单元以等间距在面对转子11的中心的方向上伸出，此外，每个芯单元的末端形成有延伸到芯单元的两侧的电极单元(未示出)，在本实用新型的实施例中，可以响应于电机的尺寸和输出而增加或减少芯单元的数量，并且芯单元可以形成有3的倍数个。

所述定子前绝缘端片1和定子后绝缘端片2采用导热绝缘塑料，可抗击4000V/10mA/5s的耐压；前阻挡板3、后阻挡板4和通风管5均采用导热绝缘塑料。本实用新型中采用的导热绝缘塑料，是以PPS、PA6/PA66、PC、PPA或PEEK等塑料材料中的其中一款为基体材料，均匀填充大颗粒氧化镁(MgO)的导热绝缘塑料，单纯以基体材料为原料的塑料导热一般为0.5W/(m.K)，因填充的氧化镁与基体材料比例不一，导热率不同。在本实用新型的示例性实施中，以导热率为1.5-2W/(m.K)为基准进行描述。虽然本实用新型对导热绝缘塑料进行了描述并说明了导热绝缘塑料的材质和导热率，但可以用其它导热绝缘塑料可替代。本实用新型的示例性实施中，导热率越高，对电机的温升控制越低。对于功率低的直流无刷电机，导热率可相对降低。

所述定子前绝缘端片1的顶部设有一前阻挡板3，定子前绝缘端片1的顶部内周设有与前阻挡板3配合的前环形台阶1a，定子前绝缘端片1与前阻挡板3之间设有超声波焊接的前焊接圈1b，定子后绝缘端片2的底部设有后阻挡板4，定子后绝缘端片2的底部内周设有与后阻挡板4配合的后环形台阶2a，定子后绝缘端片2与后阻挡板4之间设有超声波焊接的后焊接圈2b，定子前绝缘端片1与前阻挡板3的配合公差可以具有0.5mm的间距，定子后绝缘端片2与后阻挡板4的配合公差可以具有0.5mm的间距，经超声波焊接后，达到密封的效果。

在本实用新型的示例性实施中，定子前绝缘端片1和定子后绝缘端片2可以设计成各种形状来确保电机的性能，但它们的绝缘槽壁应控制在0.3mm至0.8mm之间，过厚会影响直流无刷电机的散热速度及三相线圈6的卷绕有效空间，影响通风管5的通风量，过薄会影响直流无刷电机的绝缘耐压性能要求和加工难度。虽然本实用新型的示例性实施例描述并说明了定子前绝缘端片1和定子后绝缘端片2的槽壁设计。但是可以用卜膜、青壳纸等等绝缘材料替代绝缘槽壁。使其减小绝缘槽壁厚度增加三相线圈6的卷绕空间。

所述通风管5设有数个，均匀环形阵列分布，遂一插入定子前绝缘端片1中，穿过三相线圈6和定子后绝缘端片2，通风管5的密封端5a与前阻挡板3中的密封孔3a配合后，经超声波焊接，达到密封的效果，通风管5的侧壁面5b上涂覆有胶水，确保通风管5与定子前绝缘端片1间的密封。

在本实用新型的示例性实施中，定子前绝缘端片1、定子后绝缘端片2和通风管5的配合，可以设计成各种形状来确保密封性和通风空间，但通风管5的壁厚应控制在0.3mm至0.8mm之间，过厚会影响通风管5通风量及三相线圈6的卷绕有效空间，影响直流无刷电机的散热；过薄会影响通风管5的耐久寿命和加工难度。

所述转子11包括芯构件，该芯构件耦接到转轴的外周，芯构件中设有磁体11b，转子11通过与定子交互作用而旋转，转子11中的转轴与风扇13过盈挤压或粘胶或铸塑后连成一体，卷绕在定子硅钢冲片10上的三相线圈6产生的电磁力与转子11的磁体11b产生的电场交互作用以产生转子11的旋转力，转轴带动风扇13快速吸入空气和排出空气，通过通风管5、定子硅钢冲片10、外壳之间的缝隙，对定子硅钢冲片10和三相线圈6进行降温。

所述定子后绝缘端片2中的槽楔槽2c中插有槽楔7，定子前绝缘端片1内同样设有与槽楔7配合的槽楔槽2c，阻隔转子11与定子之间的空气流动。

所述定子前绝缘端片1前端安装转子遮挡板8，经真空绝缘浸漆后，与电机外壳12的轴承室配合，隔离粉尘、铁屑及液体与转子11的碰触，密封橡胶9与转子遮挡板8、槽楔7、电机外壳12的轴承室配合安装。

综上所述，根据本实用新型的示例性实施例的直流无刷电机具有工业实用性，通过前后绝缘端片、前后阻挡板4及通风管5的密封焊接后，有效的隔离了粉尘、铁屑及液体与三相绕圈的碰触，同时，采用导热塑料为原料，规范了通风量，有效的控制和降低了电机温升，从而提升了电机的稳定性和一致性，保证了电机的正常寿命。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.直流无刷电机，包括电机，其特征在于，所述电机包括定子前绝缘端片、定子后绝缘端片、前阻挡板、后阻挡板、通风管、三相线圈、槽楔、转子遮挡板、密封橡胶、定子硅钢冲片、转子和电机外壳，所述电机外壳具有上表面开放的圆筒形状，定子硅钢冲片布置在电机外壳的内表面，并且定子硅钢冲片布置在电机外壳的内支撑单元上，数个定子硅钢片层叠构成定子，定子上卷绕三相线圈，定子硅钢冲片呈环形，定子硅钢冲片的厚度小于0.6mm；所述定子硅钢冲片的顶部设有定子前绝缘端片，硅钢冲片的底部设有定子后绝缘端片，该定子前绝缘端片和定子后绝缘端片均与定子硅钢冲片形状、厚度匹配，定子前绝缘端片和定子后绝缘片组合构成定子硅钢冲片与三相线圈之间的电性绝缘层；所述定子前绝缘端片、定子后绝缘端片、前阻挡板、后阻挡板和通风管的材料均为导热绝缘塑料；所述定子前绝缘端片的顶部设有一前阻挡板，定子前绝缘端片的顶部内周设有与前阻挡板配合的前环形台阶，定子前绝缘端片与前阻挡板之间设有前焊接圈，定子后绝缘端片的底部设有后阻挡板，定子后绝缘端片的底部内周设有与后阻挡板配合的后环形台阶，定子后绝缘端片与后阻挡板之间设有后焊接圈；所述通风管设有数个，均匀环形阵列分布，插入定子前绝缘端片中，穿过三相线圈和定子后绝缘端片，通风管的密封端与前阻挡板中的密封孔配合，相互焊接，通风管的侧壁面上涂覆有胶水；所述转子包括芯构件，该芯构件耦接到转轴的外周，芯构件中设有磁体，转子中的转轴与风扇连成一体；所述定子后绝缘端片中的槽楔槽中插有槽楔，定子前绝缘端片内同样设有与槽楔配合的槽楔槽；所述定子前绝缘端片前端安装转子遮挡板，转子遮挡板上设有真空绝缘浸漆层，与电机外壳的轴承室配合；所述密封橡胶与转子遮挡板、槽楔、电机外壳的轴承室配合。

2.根据权利要求1所述的直流无刷电机，其特征在于，所述定子前绝缘端片、定子后绝缘端片、前阻挡板、后阻挡板、通风管之间构成密封空间。

3.根据权利要求1所述的直流无刷电机，其特征在于，所述定子硅钢冲片的内圆周上形成有多个芯单元，每个芯单元以等间距在面对转子的中心的方向上伸出，每个芯单元的末端形成有延伸到芯单元的两侧的电极单元，芯单元的数量为三的倍数。

4.根据权利要求1所述的直流无刷电机，其特征在于，所述定子前绝缘端片和定子后绝缘端片的槽壁厚度均为0.3mm～0.8mm。

5.根据权利要求1所述的直流无刷电机，其特征在于，所述通风管的壁厚为0.3mm～0.8mm。

6.根据权利要求1所述的直流无刷电机，其特征在于，所述定子前绝缘端片和定子后绝缘端片的槽壁替换为卜膜、青壳纸。

7.根据权利要求1所述的直流无刷电机，其特征在于，所述定子前绝缘端片与前阻挡板之间超声波焊接，定子后绝缘端片与后阻挡板之间超声波焊接，通风管与前阻挡板之间超声波焊接。