CN205647220U - 吸尘器高速无刷直流永磁电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种吸尘器高速无刷直流永磁电动机，包括轴系组件、定子组件和驱动控制器，轴系组件包括转轴、轴承、风叶和磁石，定子组件包括定子、电枢绕组、导杆和连接导杆的机座，转轴通过所述轴承与所述机座连接，转轴在靠近所述定子一侧安装所述磁石，在另一侧安装所述风叶；定子由电枢齿分块拼合形成，定子上开设有定子槽和定位孔，每一块电枢齿的定子槽分别缠绕所述电枢绕组，定子通过所述定位孔连接所述导杆进行固定，定子由三块以上电枢齿拼装组合而成，机座设置有中心孔，所述中心孔设置有设置轴承的轴承室，机座通过轴承连接转轴。

Description

吸尘器高速无刷直流永磁电动机

技术领域

本实用新型涉及永磁直流电机技术领域，特别是涉及家电领域的无刷直流永磁电动机。

背景技术

无刷直流永磁电动机因其结构紧凑、寿命长、效率高、运行平稳和结构形式多样等特点而广泛使用，随着人们生活水平的不断提高以及节能环保的需要，以无刷直流永磁电动机作为动力源的家用电器的市场需求正变得越来越大，尤其以吸尘器为代表的高品质家用电器，正受到越来越多的消费者的喜爱。

因此为家用吸尘器提供高品质的动力源已成为当务之急，目前，吸尘器的永磁电动机还存在以下不足：(1)部分吸尘器永磁电动机依然采用有刷结构，使得电动机转速和寿命受到限制，进而影响吸尘器的吸力效果和耐用度；(2)使用多槽多极结构的无刷直流永磁电动机吸尘器，不仅电动机加工制造要求更高，而且需要很高的电子换向频率，使得电动机本体结构和驱动控制器的成本均增加；(3)永磁电动机转速尚不能达到较高的水平，使得吸尘器的吸尘效果欠佳；(4)永磁电动机振动噪声偏大，降低了消费者使用吸尘器的满意度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种可靠性高、且易于散热的吸尘器高速无刷直流永磁电动机。

具体来说，本实用新型提供了如下技术方案：

一种吸尘器高速无刷直流永磁电动机，包括轴系组件、定子组件和驱动控制器，轴系组件包括转轴、轴承、风叶和磁石，定子组件包括定子、电枢绕组、导杆和连接导杆的机座，转轴通过所述轴承与所述机座连接，转轴在靠近所述定子一侧安装所述磁石，在另一侧安装所述风叶；

定子由电枢齿分块拼合形成，定子上开设有定子槽和定位孔，在每一块电枢齿的定子槽分别缠绕所述电枢绕组，定子通过所述定位孔连接所述导杆进行固定,导杆另一端连接所述驱动控制器。

优选地，所述的定子由三块以上电枢齿拼装组合而成。

优选地，所述的机座设置有中心孔，所述中心孔设置有设置轴承的轴承室，机座通过轴承连接转轴。

优选地，所述轴承为高速陶瓷轴承，在所述轴承室设置有两个轴承分别安装于所述机座中心孔两端。

优选地，所述的导杆的具有轴肩段，限定所述定子一侧的位置，并穿设有卡套来限定定子的另一侧。

优选地，所述的导杆端部设置有螺纹孔，可通过螺钉将导杆一端固定于机座上。

优选地，所述导杆的另一侧固定连接一垫片。

优选地，所述的所述机座与所述导杆可加工成一整体。

优选地，所述的驱动控制器的PCB板上设置有定位孔，对应的与导杆端部进行安装连接。

优选地，所述的驱动控制器的PCB板上安装有霍尔元件，所述霍尔元件为对磁石的位置进行检测的位置检测传感器。

优选地，所述的永磁电动机还包括有底座，通过螺钉固定连接包裹在机座外侧。

与现有技术相比，本实用新型提供的吸尘器高速无刷直流永磁电动机，具有以下有益效果：

1)本实用新型的吸尘器高速无刷直流永磁电动机的结构设计，具有散热效果较好，热量不易积聚的优点，有效降低了高速运转时电机的温升、噪音及振动，该电机在高速运转中工作性能平稳且干扰力矩小，提高了吸尘器高速无刷直流永磁电动机的可靠性及使用寿命。

2)本实用新型电动机的转轴在正常工作中两端受到的扭力大小相等、方向相反，转轴两端出轴的长度最大限度的降低，因此转轴的受力状况均匀良好，减少了故障发生率，提高了所述电动机高速运行时可靠性。

3)本实用新型电动机的定子采用拼装组合形式，减小了槽开口，在减少齿槽转矩的同时使电枢绕组的线径足够大，可为永磁电动机提供高转速和高扭力，满足了吸尘器对动力源性能的需要，同时还使得缠绕电枢绕组线变得方便且快捷。

4)电动机整体使得电磁激振频率与固有频率错开，经振动分析可知，避免了不必要的共振现象，增强了电机的减振降噪效果。

5)本实用新型还具有设计合理、制造方便、成本低、扭力大、转速高、工作效率高及使用寿命长等特点。

附图说明

图1是本实用新型的吸尘器高速无刷直流永磁电动机的分解示意图。

图2是本实用新型的吸尘器高速无刷直流永磁电动机的机座切面示意图。

图3是本实用新型的吸尘器高速无刷直流永磁电动机的定子分块示意图。

图4是本实用新型的吸尘器高速无刷直流永磁电动机的定子分块后电枢齿的示意图。

图5是本实用新型的吸尘器高速无刷直流永磁电动机的组合结构示意图。

附图符号说明如下：

1-风叶；2-定位套；3-螺钉；4-轴承；5-底座；6-定子；601-电枢齿；602-定子槽；603-定子孔；7-电枢绕组；8-转轴；9-机座；10-T形套；11-磁石；12-导杆；13-卡套；14-霍尔元件；15-驱动控制器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

图1为本实用新型提供的吸尘器高速无刷直流永磁电动机的分解示意图，包括：轴系组件、定子组件和驱动控制器15，轴系组件包括T形套10、转轴8、轴承4、风叶1、磁石11和定位套2，轴系组件在正常工作过程中保持高速旋转；定子组件包括定子6、电枢绕组7、导杆12和与导杆连接的机座9，驱动控制器15连接外部电源驱动并控制电动机工作，优选地，驱动控制器15的PCB板上安装有霍尔元件14，霍尔元件14为可以对磁石11的位置进行检测的位置检测传感器。

图2为吸尘器高速无刷直流永磁电动机的机座切面示意图，转轴8穿入机座9的中心孔，机座9中心孔两端设置有轴承室，轴承4为高速轴承并安装在机座9的轴承室内。机座9的左端转轴8出轴安装磁石11，磁石11与转轴8通过高强度胶水紧密粘接在一起，磁石11作为电动机的转子，在正常的工作中带动转轴8保持高速旋转，磁石11的外径尽可能小且材质均匀，使磁石11在高速旋转过程产生的离心力尽量小；机座9的右端转轴8出轴安装定位套2进行限位，然后安装有风叶1，转轴8通过特定工装压入风叶1的安装孔内，优选地，转轴8与风叶1过盈配合以保证风叶高速旋转中不产生相对周向滑动。其中，转轴8在正常工作中，两端受到的扭力大小相等、方向相反，并使转轴8两端伸出轴的长度得到了最大限度的降低，使得转轴8的受力状况较好。由于吸尘器的动力源需要永磁电动机提供高转速和高扭力，因此，永磁电动机的电枢绕组7的线径必须足够大，以满足吸尘器对动力源性能的需要，与此同时，高速旋转的永磁电动机的定子6的槽开口应该尽量小，以减小齿槽转矩对电动机的性能影响。因此，本实用新型提供的吸尘器高速无刷直流永磁电动机内定子6采用了分块拼装的形式组合而成(参见图3和图4)，定子6由两块及两块以上的电枢齿601拼装组合形成，通过定子6的分块拼装能够将定子槽开口最大限度的减小，在减少齿槽转矩的同时使电枢绕组7的线径足够大，同时还使得缠绕电枢绕组线变得方便且快捷。

图3为吸尘器高速无刷直流永磁电动机的定子分块示意图，优选的，定子6由三块电枢齿601组成，图4为定子分块后的电枢齿示意图，电枢绕组7缠绕在定子6的定子槽602上，缠绕时方便且快捷，相对应的定子6的槽数为三个，优选地，与之相配合的磁石11的极数为两极，因此，该高速无刷直流永磁电动机的电子换向频率相对较低，从而降低了驱动控制器15的成本。

为了不使分块后的定子6出现“翻翘”现象，分块后的定子6的边缘开有尺寸足够大的定子孔，如图3所示，定子6上开设有三个定子孔603，定子6的定子孔603与导杆12配合进行固定，参考图1，导杆12的中上部设置有轴肩段，导杆12从下部穿入定子6的定子孔，使导杆12的轴肩段下端顶住定子6上侧从而限定定子6，定子6的下侧通过导杆12穿设有卡套13进行限位固定，然后，导杆12的一端固定在机座9上，另一端固定在驱动控制器15上。

优选地，导杆12两端通过螺钉固定在机座9和驱动控制器15上，实现定子6最终的轴向固定，也可以通过螺纹连接将导杆12与机座9进行连接。其中，导杆12的靠近轴肩段的上端可以与机座9加工成一整体，加强了导杆12对定子的固定作用。

图5为吸尘器高速无刷直流永磁电动机的组合结构示意图，底座5通过螺钉固定在机座9外，通过底座5配合将风叶1产生的旋转轴向流动气流导入永磁电动机内部空间，底座5具有相对复杂的空间结构，优选地，底座5材质为塑胶，便于底座5的加工成形并降低成本。驱动控制器15的PCB板上面有相应的定位孔，可以通过螺钉与导杆12的端部进行固定，同时，驱动控制器15的PCB板能压紧导杆12上的卡套13和定子6，防止定子6在工作过程中松动。

导杆12和机座9采用导热性良好的材质制作而成，优选地，导杆12采用铜合金，机座9采用铝制金属，永磁电动机处于工作状态时，电枢绕组7和定子6产生的大量热量可以通过导热性较好的导杆12进一步传递到铝制的机座9，同时，轴承4旋转产生的摩擦热也传递到机座9，最后通过机座9将热量传递出来，进一步的，风叶1高速旋转产生的强劲轴向流动气流，配合底座5的风道进入永磁电动机的内部空间，能够将机座9、导杆12、定子6和电枢绕组7等结构上的热量迅速带走。因此，本实用新型的吸尘器高速无刷直流永磁电动机的散热效果较好，热量不易积聚，提高了吸尘器高速无刷直流永磁电动机的可靠性及使用寿命。

另一种实施例中，与电枢绕组7接触的导杆7、卡套13和机座9均为铝制材料，能够将电动机产生的热量快速传导开来，增加了散热面积。

作为本实用新型另一种实施例，驱动控制器15为不包括霍尔元件14的驱动结构，并与吸尘器高速无刷直流永磁电动机分开放置，相应的将驱动控制器15的位置用一垫片替代连接导杆12端部对卡套13和定子6进行固定，其它均保持不变。

本实用新型的吸尘器高速无刷直流永磁电动机，定子通过采用拼装组合形式，减小了槽开口，在减少齿槽转矩的同时使电枢绕组的线径足够大，可为永磁电动机提供高转速和高扭力，满足了吸尘器对动力源性能的需要，同时还使得缠绕电枢绕组线变得方便且快捷；通过使电动机的转轴两端受到的扭力大小相等、方向相反，转轴两端出轴的长度最大限度的降低，使转轴的受力状况均匀良好，减少了故障发生率，提高了永磁电动机高速运行时的可靠性，通过本实用新型吸尘器高速无刷直流永磁电动机的结构设计，解决了永磁电动机转速尚不能达到较高的水平，使得吸尘器的吸尘效果欠佳的问题，以及永磁电动机发热量大且散热效果不佳、永磁电动机振动噪声偏大和消费者使用吸尘器的满意度低下等问题。

以上所述仅为本实用新型较佳实施例，并不用于局限本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均需要包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.吸尘器高速无刷直流永磁电动机，包括轴系组件、定子组件和驱动控制器(15)，其特征在于，所述轴系组件包括转轴(8)、轴承(4)、风叶(1)和磁石(11)，定子组件包括定子(6)、电枢绕组(7)、导杆(12)和连接导杆(12)的机座(9)，所述转轴(8)通过所述轴承(4)与所述机座(9)连接，所述转轴(8)在靠近所述定子(6)一侧安装所述磁石(11)，在另一侧安装所述风叶(1)；

所述定子(6)由电枢齿(601)拼装组合形成，所述定子(6)上开设有定子槽(602)和定子孔(603)，在每一块电枢齿(601)的定子槽(602)分别缠绕所述电枢绕组(7)，定子(6)通过所述定子孔(603)连接所述导杆(12)进行固定，导杆(12)另一端连接所述驱动控制器。

2.根据权利要求1所述的吸尘器高速无刷直流永磁电动机，其特征在于，所述的定子(6)由三块以上电枢齿(601)拼装组合而成。

3.根据权利要求1所述的吸尘器高速无刷直流永磁电动机，其特征在于，所述的机座(9)设置有中心孔，所述中心孔设置有设置轴承(4)的轴承室，所述机座(9)通过轴承(4)连接所述转轴(8)。

4.根据权利要求3所述的吸尘器高速无刷直流永磁电动机，其特征在于，所述轴承(4)为高速陶瓷轴承，在所述轴承室设置有两个轴承(4)分别安装于所述机座中心孔两端。

5.根据权利要求1所述的吸尘器高速无刷直流永磁电动机，其特征在于，所述的导杆(12)的具有轴肩段，限定所述定子(6)一侧的位置，并穿设有卡套(13)来限定定子(6)的另一侧位置。

6.根据权利要求1所述的吸尘器高速无刷直流永磁电动机，其特征在于，所述的导杆(12)端部设置有螺纹孔，通过螺钉(3)将导杆(12)一端固定于机座(9)上。

7.根据权利要求6所述的吸尘器高速无刷直流永磁电动机，其特征在于，所述导杆(12)的另一侧固定连接一垫片。

8.根据权利要求1所述的吸尘器高速无刷直流永磁电动机，其特征在于，所述的驱动控制器(15)的PCB板上设置有定位孔，对应的与导杆(12)端部进行安装连接。

9.根据权利要求1所述的吸尘器高速无刷直流永磁电动机，其特征在于，所述的驱动控制器(15)的PCB板上安装有霍尔元件(14)，所述霍尔元件(14)为对磁石的位置进行检测的位置检测传感器。

10.根据权利要求1所述的吸尘器高速无刷直流永磁电动机，其特征在于，所述的永磁电动机还包括有底座(5)，通过螺钉(3)固定连接包裹在机座(9)外侧。