CN207706020U - 一种无刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电机技术领域，公开了一种无刷电机。该无刷电机包括机壳、部分设置于机壳内部的转子结构及设置于机壳内部的定子结构。定子结构的一端设置于转子结构内部，另一端连接于机壳，且转子结构的两端分别与机壳和定子结构转动设置。本实用新型取消了现有技术换向器和刷握组件的碳刷，避免了机械换向会产生电火花的情况，同时，消除了碳刷和换向器的磨损，进而减少噪音污染和增加使用寿命。另外，通过设置定子结构的一端设置于转子结构内部，另一端连接于机壳，且转子结构的两端分别与机壳和定子结构转动设置，结构简单、操作安全可靠，避免了容易出现机械故障的情况。

Description

一种无刷电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种无刷电机。

背景技术

无刷电机因其具有无电刷、低噪音、运行顺畅及维护成本低等优点得到了广泛的应用。

如图1-2所示，传统外径φ16mm永磁直流电机是通过换向器4和刷握组件5中的碳刷电接触将直流电转入电枢绕组，与定子组件的磁场相互作用产生转矩的。采用这种有刷结构的电机，机械换向会产生电火花，以及存在碳刷和换向器4的磨损、电磁干扰，导致噪音不易控制和使用寿命短的问题。同时，有刷电机的结构复杂，操作可靠性差，进而导致容易出现机械故障的情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无刷电机，避免机械换向会产生电火花的情况，并实现减少噪音污染和增加使用寿命的技术效果。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种无刷电机，包括机壳、部分设置于所述机壳内部的转子结构及设置于所述机壳内部的定子结构；所述定子结构的一端部分设置于所述转子结构内部，另一端连接于所述机壳；所述转子结构的两端分别与所述机壳和所述定子结构转动设置。

作为优选，所述转子结构包括转轴、设置于所述机壳内部的转子外壳及设置于所述转子外壳内部的磁环，所述转轴均贯穿于所述机壳的一端、转子外壳及磁环；所述定子结构的一端设置于所述磁环内部，且所述转轴的两端分别与所述机壳和所述定子结构转动设置。

作为优选，所述转子结构还包括设置于所述转子外壳和所述转轴之间的轴套，所述轴套连接于所述转子外壳一端，且所述转轴贯穿于所述轴套。

作为优选，所述定子结构包括设置于所述磁环内部的线圈组件、套设于所述转轴上的第一轴承及连接于所述机壳的另一端的基座；所述第二轴承的一端部分设置于所述线圈组件内部，另一端连接于所述基座，所述第二轴承的中心轴线与所述基座的中心轴线重合，且所述第二轴承与所述线圈组件的铁芯过盈配合。

作为优选，所述基座包括均连接于所述轴承的另一端的端盖和止挡片组件，所述止挡片组件设置于所述端盖的内部。

作为优选，所述线圈组件和所述端盖之间设置有线路板组件，所述线路板组件的一端抵压于所述线圈组件，另一端连接于所述端盖，且所述线路板组件套设于所述第一轴承上。

作为优选，所述线路板组件包括套设置于所述第一轴承上的线路板支架，所述线路板支架的一端抵压于所述线圈组件，另一端连接于所述端盖。

作为优选，所述线路板组件还包括套设置于所述线路板支架上的线路板，且所述线路板卡接于所述线路板支架。

作为优选，所述定子结构还包括设置于所述线路板上的霍尔元件及电连接于所述霍尔元件的引线，所述引线均贯穿于所述线路板支架和所述端盖。

作为优选，还包括电连接所述引线的驱动板，所述驱动板能够控制通入所述线圈组件中的电流。

本实用新型的有益效果：

1)本实用新型取消了现有技术换向器和刷握组件的碳刷，避免了机械换向会产生电火花的情况，同时，消除了碳刷和换向器的磨损，进而减少噪音污染和增加使用寿命。

2)通过设置定子结构的一端设置于转子结构内部，另一端连接于机壳，且转子结构的两端分别与机壳和定子结构转动设置，结构简单、操作安全可靠，避免了容易出现机械故障的情况。

附图说明

图1是现有技术传统电机的结构示意图；

图2是现有技术传统电机的爆炸示意图；

图3是本实用新型无刷电机的结构示意图；

图4是本实用新型无刷电机的爆炸示意图。

图中：

1、机壳；2、转子结构；3、定子结构；4、换向器；5、刷握组件；

21、转轴；22、转子外壳；23、磁环；24、轴套；

31、线圈组件；32、第一轴承；33、基座；34、线路板组件；35、引线；36、第二轴承；

331、端盖；332、止挡片组件；

341、线路板支架；342、线路板；343、霍尔元件。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例提供了一种无刷电机，如图3-4所示，该无刷电机包括机壳1、部分设置于机壳1内部的转子结构2及设置于机壳1内部的定子结构3。其中，定子结构3的一端设置于转子结构2内部，另一端连接于机壳1，且转子结构2的两端分别与机壳1和定子结构3转动设置。

本实用新型取消了换向器4和刷握组件5中的碳刷，避免了机械换向会产生电火花的情况，同时，消除了碳刷和换向器4的磨损，进而减少噪音污染和增加使用寿命。另外，通过设置定子结构3的一端设置于转子结构2内部，另一端连接于机壳1，且转子结构2的两端分别与机壳1和定子结构3转动设置，结构简单、操作安全可靠，避免了容易出现机械故障的情况。

如图3-4所示，该定子结构3包括线圈组件31、第一轴承32及基座33。其中，第一轴承32的一端部分设置于线圈组件31内部，另一端连接于基座33。第一轴承32的中心轴线与基座33的中心轴线重合，且第一轴承32与线圈组件31的铁芯过盈配合。同时，线圈组件31和基座33之间设置有线路板组件34，线路板组件34套设于第一轴承32上，且线路板组件34的一端抵压于线圈组件31的端面，另一端连接于基座33。

如图3-4所示，上述基座33包括端盖331及封堵于第一轴承32另一端的止挡片组件332，其中端盖331上设置有安装孔(图中未标出)，第一轴承32的一端穿设于安装孔，使得第一轴承32沿周向均匀铆接于端盖331上。上述止挡片组件332包括第一止挡片(图中未标出)和第二止挡片(图中未标出)，第一止挡片和第二止挡片依次封堵于第一轴承32的另一端，且第一轴承32分别与第一止挡片和第二止挡片铆接。

由于第一轴承32铆接于端盖331，且第一轴承32分别与第一止挡片和第二止挡片铆接，通过三次铆接，将第一轴承32、端盖331、第一止挡片及第二止挡片固定为一个整体，在实际应用中，第一轴承32和基座33一起起到了支撑的作用，提高了整个结构的强度。同时，通过设置第一轴承32穿设于线圈组件31内，避免了第一轴承32和端盖331容易出现同心度不良的情况，使得第一轴承32和端盖331同心，进而提高整个定子结构3的精度。

如图3-4所示，上述线圈组件31的铁芯、第一轴承32及端盖331均为金属材质，材料热膨胀系数相差不大，适合在-40℃～125℃温度环境下工作，并能适应各种复杂天气，避免了温度变化较大时容易导致整个定子结构3失效的情况。

如图3-4所示，上述线路板组件34包括套设于第一轴承32上的线路板支架341、套设于线路板支架341的线路板342及电连接于线路板342的引线35。其中，线路板支架341的一端抵压于线圈组件31的端面，另一端连接于端盖331。同时，线路板支架341的一端设置有环形凸起(图中未标出)，端盖331靠近线路板支架341的一端设置有环形沟槽(图中未标出)，环形凸起卡接于环形沟槽。通过设置环形凸起卡接于环形沟槽，使得线路板支架341的一端能够卡接于端盖331。另外，线路板342上设置有两个通孔(图中未标出)，线路板支架341上对应设置有两个凸台(图中未标出)。通过设置通孔卡接于凸台，使得线路板342可以卡接于线路板支架341。

上述线路板组件34还包括引线35和设置于线路板342上的霍尔元件343，且引线35电连接于霍尔元件343，同时引线35均贯穿于线路板支架341和端盖331。其中，引线35电连接驱动板(图中未标出)，以达到通过驱动板控制通入线圈组件31中线圈的电流的目的。

如图3-4所示，上述转子结构2包括转子外壳22、连接于转子外壳22的轴套24及部分设置于转子外壳22内部的转子组件，其中轴套24包括卡接部(图中未标出)和设置于卡接部的一端的工作部(图中未标出)，转子外壳22靠近卡接部的一端设置有安装孔(图中未标出)，卡接部能够部分伸入安装孔内，且工作部沿周向均匀抵压于转子外壳22的端面上。

上述转子组件包括转轴21和磁环23，其中磁环23设置于转子外壳22内部，且转轴21均贯穿轴套24、转子外壳22及磁环23。

需要说明的是，通过设置磁环23的外壁连接于转子外壳22的内壁，轴套24超出转子外壳22的部分沿周向均匀抵压于转子外壳22的端面上，且转轴21与轴套24过盈配合，使得磁环23、转子外壳22、轴套24及转轴21连接成一个整体。由于磁环23的内部设置有定子组件，磁环23带动转轴21在定子组件内转动，进而无刷电机开始旋转工作。除此之外，磁环23还可以检测转子组件的位置和转速等信息。

上述转轴21的两端分别套设有第一轴承32和第二轴承36，且述第一轴承32和第二轴承36均设置于所述转子外壳22的外侧。由于相对于现有技术第一轴承32向转子外壳22的外侧移动，即增加了第一轴承32的力臂。在受到同样的径向负载的情况下，第一轴承32的转矩与第二轴承36的转矩相同。由于第二轴承36的位置固定不变，随着第一轴承32的力臂增加，则第一轴承32受到的径向力会相应减小，使得第一轴承32的磨损减小，进而增加了第一轴承32的使用寿命。

如图3-4所示，转子外壳22靠近轴套24的一端还设置有安装孔(图中未标出)和四个周向均匀的通孔(图中未标出)，且通孔与安装孔连通，同时，轴套24包括工作部和连接于工作部的卡接部，轴套24的卡接部设置于转子外壳22内部，且卡接部抵压于转子外壳22的内壁。轴套24的工作部能够贯穿安装孔，且工作部与转子外壳22铆接。

通过铆接工具的铆头偏心旋转，不断对轴套24的工作部沿周向均匀辗压，使得工作部沿周向均匀挤压于转子外壳22的端面上。由于工作部的材料流动均匀，避免了工作部局部变形的情况，进而提高了轴套24和转子外壳22的同心度和整体外观平整度。另外，在轴套24的工作部辗压变形过程中，工作部可以部分进入通孔，继而形成工作部对转子外壳22的限位。同时，采用轴套24和转子外壳22旋转铆接的方式，操作简单，降低了加工成本低，提高了工作效率。

需要特别说明的是，由于无刷电机中转子组件的磁环23可以检测的转轴21的转速和位置等信号，霍尔元件343可以将该信号反馈于驱动板，进而驱动板可以通过控制通入线圈组件31中线圈的电流，形成完整的闭环回路，最终达到调节转子组件的转速和位置的目的。

本实施例采提供的无刷电机采用电子控制换向，具有较好的可控性、宽调速范围。同时，采用闭环控制的驱动方式，通过驱动板可输出反应电机运转情况的信号，该反馈信号便于实现自动化控制。另外，该无刷电机由于没有换向器4和碳刷的火花、磨损问题，无刷电机产生的噪音仅仅来源于第一轴承32和第二轴承36，噪音稳定，分贝值低，进而减少噪音污染。除此之外，该无刷电机可以进行高速旋转，提高了安全可靠性，增加了使用寿命。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无刷电机，其特征在于，包括机壳(1)、部分设置于所述机壳(1)内部的转子结构(2)及设置于所述机壳(1)内部的定子结构(3)；

所述定子结构(3)的一端部分设置于所述转子结构(2)内部，另一端连接于所述机壳(1)；

所述转子结构(2)的两端分别与所述机壳(1)和所述定子结构(3)转动设置。

2.根据权利要求1所述的无刷电机，其特征在于，所述转子结构(2)包括转轴(21)、设置于所述机壳(1)内部的转子外壳(22)及设置于所述转子外壳(22)内部的磁环(23)，所述转轴(21)均贯穿于所述机壳(1)的一端、转子外壳(22)及磁环(23)；

所述定子结构(3)的一端设置于所述磁环(23)内部，且所述转轴(21)的两端分别与所述机壳(1)和所述定子结构(3)转动设置。

3.根据权利要求2所述的无刷电机，其特征在于，所述转子结构(2)还包括设置于所述转子外壳(22)和所述转轴(21)之间的轴套(24)，所述轴套(24)连接于所述转子外壳(22)一端，且所述转轴(21)贯穿于所述轴套(24)。

4.根据权利要求3所述的无刷电机，其特征在于，所述定子结构(3)包括设置于所述磁环(23)内部的线圈组件(31)、套设于所述转轴(21)上的第一轴承(32)及连接于所述机壳(1)的另一端的基座(33)；

所述第一轴承(32)的一端部分设置于所述线圈组件(31)内部，另一端连接于所述基座(33)，所述第一轴承(32)的中心轴线与所述基座(33)的中心轴线重合，且所述第一轴承(32)与所述线圈组件(31)的铁芯过盈配合。

5.根据权利要求4所述的无刷电机，其特征在于，所述基座(33)包括均连接于所述第一轴承(32)的另一端的端盖(331)和止挡片组件(332)，所述止挡片组件(332)设置于所述端盖(331)的内部。

6.根据权利要求5所述的无刷电机，其特征在于，所述线圈组件(31)和所述端盖(331)之间设置有线路板组件(34)，所述线路板组件(34)的一端抵压于所述线圈组件(31)，另一端连接于所述端盖(331)，且所述线路板组件(34)套设于所述第一轴承(32)上。

7.根据权利要求6所述的无刷电机，其特征在于，所述线路板组件(34)包括套设置于所述第一轴承(32)上的线路板支架(341)，所述线路板支架(341)的一端抵压于所述线圈组件(31)，另一端连接于所述端盖(331)。

8.根据权利要求7所述的无刷电机，其特征在于，所述线路板组件(34)还包括套设置于所述线路板支架(341)上的线路板(342)，且所述线路板(342)卡接于所述线路板支架(341)。

9.根据权利要求8所述的无刷电机，其特征在于，所述定子结构(3)还包括设置于所述线路板(342)上的霍尔元件(343)及电连接于所述霍尔元件(343)的引线(35)，所述引线(35)均贯穿于所述线路板支架(341)和所述端盖(331)。

10.根据权利要求9所述的无刷电机，其特征在于，还包括电连接所述引线(35)的驱动板，所述驱动板能够控制通入所述线圈组件(31)中的电流。