CN209072271U - 一体化电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种一体化电机，涉及电机的技术领域。一种一体化电机，包括：外壳、定子组件、转子组件和驱动板，外壳包括沿一体化电机轴向依次设置的第一壳体、第二壳体和第三壳体；转子组件设置于第一壳体与第二壳体之间，且转子组件的转轴的两端分别与第一壳体及第二壳体传动连接；定子组件设置于转子组件与第一壳体之间，或转子组件与第二壳体之间，定子组件产生的沿转轴轴向的磁场用于驱动转子组件旋转；驱动板设置于第二壳体与第三壳体之间。有效缓解了现有的电机轴向尺寸大、驱动板设计难度大及装配工艺复杂等问题。

Description

一体化电机

技术领域

本实用新型涉及电机的技术领域，尤其是涉及一种一体化电机。

背景技术

在某些特殊使用场合，电机和驱动器(驱动板)需要设计成一体，目前一体化电机基本采用传统径向磁场电机设计方案，然而，径向磁场电机轴向尺寸较大，且一体化设计的电机体积、重量较大；且径向磁场电机采用内转子外定子结构，定子与壳体之间一般为过盈配合，由此，在装配过程中，通常需要将壳体加热或者冷却定子，增加了装配工艺的复杂性。

另外，电机后轴承安装于端盖上造成电机轴穿过驱动板，驱动板只能设计成圆形而且中心开圆孔，增加了驱动板的设计难度。

基于以上问题，提出一种轴向磁场驱动的一体化电机显得尤为重要。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种一体化电机，以缓解现有技术中的一体化电机轴向尺寸较大、驱动板设计难度大、装配工艺复杂等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术手段为：

本实用新型提供的一种一体化电机，包括：外壳、定子组件、转子组件和驱动板；

所述外壳包括沿一体化电机轴向依次设置的第一壳体、第二壳体和第三壳体；

所述转子组件设置于所述第一壳体与所述第二壳体之间，且所述转子组件的转轴的两端分别与所述第一壳体及所述第二壳体传动连接；

所述定子组件设置于所述转子组件与所述第一壳体之间，或所述转子组件与所述第二壳体之间，且所述定子组件产生的沿所述转轴轴向的磁场用于驱动所述转子组件旋转；

所述驱动板设置于所述第二壳体与所述第三壳体之间。

作为一种进一步的技术方案，所述第一壳体及所述第二壳体的中心处均设置有腔室；

两组所述腔室分别用于安装所述转轴上的第一轴承和第二轴承。

作为一种进一步的技术方案，所述第二壳体上与所述第三壳体相对的侧面上设置有凸台结构，所述凸台结构的端面能够与所述驱动板抵接，用于支撑所述驱动板。

作为一种进一步的技术方案，所述第二壳体上开设有沿一体化电机的轴向贯穿所述第二壳体的通孔。

作为一种进一步的技术方案，所述第二壳体及所述第三壳体上均设置有用于走线的槽口。

作为一种进一步的技术方案，所述第三壳体与所述驱动板之间设置有用于所述驱动板散热的导热硅胶片。

作为一种进一步的技术方案，所述第一壳体上与所述第二壳体相背的一侧，以及所述第三壳体上与所述第二壳体相背的一侧均设置有散热结构。

作为一种进一步的技术方案，所述一体化电机采用单定子及单转子结构，或者，采用多定子及多转子结构。

作为一种进一步的技术方案，所述第一壳体与所述第二壳体之间形成第一腔体，所述定子组件和所述转子组件置于所述第一腔体中；

所述第二壳体与所述第三壳体之间形成第二腔体，所述驱动板置于所述第二腔体中。

作为一种进一步的技术方案，所述第一壳体、所述第二壳体及所述第三壳体均采用铝合金材质。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种一体化电机所具有的技术优势为：

本实用新型提供的一种一体化电机，包括外壳、定子组件、转子组件和驱动板，其中，外壳包括第一壳体、第二壳体和第三壳体，且三者沿一体化电机的轴向依次布置，而转子组件设置在第一壳体与第二壳体之间，且转子组件的转轴的两端分别与第一壳体及第二壳体传动连接，定子组件设置第一壳体与第二壳体之间，而定子组件位于转子组件的一侧，并且，该定子组件能够产生沿转子组件转轴轴向的磁场，该轴向磁场能够驱动转子组件旋转；另外，驱动板设置在第二壳体与第三壳体之间。

本实用新型提供的一体化电机，通过定子组件能够产生轴向磁场，以驱动转子组件旋转，并通过将定子组件和转子组件扣装在第一壳体和第二壳体之间，从而，能够将整个电机做成盘式结构，相比于传统的内转子外定子结构电机而言，该盘式一体化电机的轴向尺寸较小，体积较小，重量较小等，另外，在安装时，无需再将定子组件与外壳采用过盈配合安装，从而，降低了电机装配工艺的复杂性。

并且，将驱动板设置在第二壳体与第三壳体之间，相比于传统电机，该种方式的转子组件的转轴后端与第二壳体传动连接，无需在驱动板上开孔，从而有效避免了在驱动板上开孔而增加驱动板设计难度的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一体化电机的示意图。

图标：

110－第一壳体；111－第一腔室；112－第一散热结构；120－第二壳体；121－第二腔室；122－凸台结构；123－通孔；124－第一槽口；130－第三壳体；131－第二槽口；132－凹槽；133－第二散热结构；

200－定子组件；300－转子组件；310－转轴；400－驱动板；

510－第一轴承；520－第二轴承；600－导热硅胶片。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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。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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

具体结构如图1所示。本实施例中，以一体化电机的前为前，后为后，需要说明的是，一般情况下，转轴310输出端的一侧为前，驱动板400的一侧为后。

本实施例提供的一种一体化电机，具体包括：外壳、定子组件200、转子组件300和驱动板400；外壳包括沿一体化电机轴向依次设置的第一壳体110、第二壳体120和第三壳体130；转子组件300设置于第一壳体110与第二壳体120之间，且转子组件300的转轴310的两端分别与第一壳体110及第二壳体120传动连接；定子组件200设置于转子组件300与第一壳体110之间，或转子组件300与第二壳体120之间，且定子组件200产生的沿转轴310轴向的磁场用于驱动转子组件300旋转；驱动板400设置于第二壳体120与第三壳体130之间。

具体的，定子组件200设置在第一壳体110与第二壳体120之间，转子组件300设置在第一壳体110与第二壳体120之间，且转子组件300与定子组件200对应设置，以便于定子组件200产生的轴向磁场能够驱动转子组件300旋转。由此，定子组件200可以设置在第一壳体110的一侧，也可以设置在第二壳体120的一侧，本实施例中优选地，定子组件200固定安装在第一壳体110的内侧壁上。

定子组件200包括定子绕组和定子铁芯，其中，定子铁芯的外缘处设有多个间隔设置的开口槽结构，且定子铁芯的一端面上设置有多个螺纹孔，以通过螺栓、螺钉固定安装在第一壳体110的内侧。定子绕组按照设定的绕线方式缠绕于定子铁芯上，并与定子铁芯组成盘式的定子组件200。

转子组件300包括转子背铁、永磁体和转轴310，该三者共同组成盘式的转子组件300，永磁体粘贴在转子背铁表面，且永磁体与定子组件200相对设置。

优选地，驱动板400设计成圆形或矩形。

本实施例提供的一体化电机，通过定子组件200能够产生轴向磁场，以驱动转子组件300旋转，并通过将定子组件200和转子组件300扣装在第一壳体110和第二壳体120之间，从而，能够将整个电机做成盘式结构，相比于传统的内转子外定子结构电机而言，该盘式一体化电机的轴向尺寸较小，体积较小，重量较小等，另外，在安装时，无需再将定子组件200与外壳采用过盈配合安装，从而，降低了电机装配工艺的复杂性。

并且，将驱动板400设置在第二壳体120与第三壳体130之间，相比于传统电机，该种方式的转子组件300的转轴310后端与第二壳体120传动连接，无需在驱动板400上开孔，从而有效避免了在驱动板400上开孔而增加驱动板400设计难度的问题；进一步的，电机本体与驱动板400相对独立，驱动板400的设计不受转轴310的影响，驱动板400电路的设计、电子元件位置的摆放不受中心开孔的影响，从而简化了驱动板400的设计难度。

另外，本实施例提供的一体化电机，适用于防护等级要求较高的电子风扇用驱动电机，将轴向磁场盘式电机与驱动板400做成一体，通过防水、防尘设计达到较高的防护等级，与单独设计电机和驱动板400相比，减少了整体的体积和重量，简化了连接线束，降低了成本；同时，充分利用盘式电机效率高、轴向尺寸较小的特点，与现有径向磁场一体化电机相比，效率更高、体积更小、重量更轻，节省了安装空间，提高了电机和驱动器的经济性。

进一步的，通过将外壳分为三部分，能够使一体化电机的装配工艺较简单，无需加热外壳或者冷却定子组件200，常温下即可完成装配，简化了工艺流程；另外，三部分之间紧密配合，达到了较高的防水、防尘等级。

本实施例的可选技术方案中，第一壳体110及第二壳体120的中心处均设置有腔室；两组腔室分别用于安装转轴310上的第一轴承510和第二轴承520。

具体的，转子组件300中，转轴310上设置有第一轴承510和第二轴承520，且第一轴承510位于转子背铁的前侧，第二轴承520位于转子背铁的后侧，且两个轴承的内圈与转轴310之间采用过盈配合；相应的，在第一壳体110的内侧设置有第一腔室111，第二壳体120上设置有第二腔室121，而第一轴承510采用间隙配合的方式嵌设于第一腔室111内，第二轴承520采用间隙配合的方式嵌设于第二腔室121内，由此，实现了转子组件300与第一壳体110及第二壳体120之间的装配。

优选地，第一轴承510采用四点接触轴承，能够承受由于轴向磁场而导致定子组件200和转子组件300之间相互作用的轴向载荷和径向载荷。

进一步的，在第二轴承520与第二腔室121之间设置O型弹性圈，以起到密封、缓冲等作用。

本实施例的可选技术方案中，第二壳体120上与第三壳体130相对的侧面上设置有凸台结构122，凸台结构122的端面能够与驱动板400抵接，用于支撑驱动板400。

具体的，考虑到驱动板400的固定安装，本实施例中在第二壳体120的后侧面上设置了凸台结构122，以便于将驱动板400固定安装在凸台结构122上，具体的，在驱动板400上设置有安装孔，通过安装件(螺钉等)穿过安装孔能够将驱动板400牢牢固定在第二壳体120的后侧面上。

本实施例的可选技术方案中，第二壳体120上开设有沿一体化电机的轴向贯穿第二壳体120的通孔123。

考虑到一体化电机的散热问题，本实施例中在第二壳体120上开设了若干通孔123，通过开设通孔123，一方面能够便于一体化电机内部通风，加快一体化电机内部空气流动以强化热交换，另一方面，还能够减轻第二壳体120的重量，进而减轻整个一体化电机的重量。

本实施例的可选技术方案中，第二壳体120及第三壳体130上均设置有用于走线的槽口。

具体的，在第二壳体120上开设第一槽口124，第三壳体130上开设第二槽口131，其中，第一槽口124用于定子绕组引出线的伸出，且该引出线连接于驱动板400上的接口；第二槽口131用于将电源线接入驱动板400上对应的接口，以及用于将驱动板400上的转速、正反转控制信号引出到电机外。通过开设第一槽口124，并将定子组件200的三相线从第一槽口124冲穿过，保证了第二壳体120与第三壳体130结合面的密封性，有保证了定子组件200的三相线不会被转子组件300刮擦。

本实施例的可选技术方案中，第三壳体130与驱动板400之间设置有用于驱动板400散热的导热硅胶片600。

具体的，在第三壳体130的内侧面开设凹槽132，该导热硅胶片600嵌设在凹槽132中，且导热硅胶片600的表面贴合在驱动板400上的大功率元器件表面，以便于将大功率元器件产生的热量导入到第三壳体130上，并由第三壳体130向外散热。

本实施例的可选技术方案中，第一壳体110上与第二壳体120相背的一侧，以及第三壳体130上与第二壳体120相背的一侧均设置有散热结构。

进一步考虑到散热问题，本实施例中还在第一壳体110的前侧面上增设了第一散热结构112，在第三壳体130的后侧面上增设了第二散热结构133，具体的，第一散热结构112和第二散热结构133能够分别将第一壳体110和第三壳体130上的热量向外散发，通过增大散热面积提高一体化电机的散热效率。

进一步的，定子绕组发出的热量通过定子铁芯传导到第一壳体110上，然后由第一散热结构112加快散热，从而提高定子组件200的散热能力，保证定子组件200的温升合理；驱动板400上大功率元器件发出的热量通过导热硅胶片600将热量传递到第三壳体130，然后由第二散热结构133加快散热，从而提高了驱动板400的散热能力，保证电子元器件的温升合理。

另外，第一散热结构112和第二散热结构133还能够起到加强第一壳体110及第三壳体130强度的作用，由此，第一壳体110及第三壳体130的厚度可以设计的相对薄一些，以减轻一体化电机的整体重量。

本实施例的可选技术方案中，一体化电机采用单定子及单转子结构，或者，采用多定子及多转子结构。

需要说明的是，当采用多定子及多转子结构时，具体原理可参考现有技术，此处不再赘述。

本实施例的可选技术方案中，第一壳体110与第二壳体120之间形成第一腔体，定子组件200和转子组件300置于第一腔体中；第二壳体120与第三壳体130之间形成第二腔体，驱动板400置于第二腔体中。

具体的，第一壳体110的边缘处设置有多个凸耳，用于与第二壳体120上的螺纹孔通过螺栓或螺钉连接；第三壳体130上设置有螺纹孔，用于第三壳体130与第二壳体120之间的固定连接，并且，第三壳体130的边缘处设置有多个安装耳，用于通过螺栓对整个一体化电机进行固定。

优选地，第一壳体110、第二壳体120及第三壳体130均采用铝合金材料，并且，保证第二壳体120具有足够的强度和刚度，使第二腔室121不发生变形，进一步保证一体化电机中转子组件300的旋转精度。

本实施例提供的一种一体化电机装配方法，包括以下步骤：

将驱动板400抵接在第二壳体120的凸台结构122上，并固定安装在第二壳体120上；

将定子组件200安装在第一壳体110上，并将转子组件300的转轴310连接于第一壳体110与第二壳体120上；

将第一壳体110与第二壳体120扣合，使转子组件300和定子组件200均位于第一壳体110与第二壳体120之间形成的第一腔体内，且转子组件300与定子组件200相对设置；

将第二壳体120与第三壳体130扣合，使驱动板400位于第二壳体120与第三壳体130之间形成的第二腔体中；

对第一壳体110与第二壳体120进行紧固，并对第二壳体120与第三壳体130进行紧固；或者，对第一壳体110、第二壳体120及第三壳体130三者进行紧固。

本实施例提供的一种一体化电机装配方法，基于上述一体化电机，从而，相比于传统电机而言，在装配过程中，无需将定子组件200与外壳采用过盈配合安装，且无需将转子组件300的转轴310穿过驱动板400后与后盖配合安装，只需要将定子组件200安装在第一壳体110上，将转子组件300的转轴310的两端传动连接在第一壳体110及第二壳体120上，将驱动板400安装在第二壳体120上，便能够装配完成该一体化电机，进而，大大降低了一体化电机装配工艺的复杂程度，进一步提高了一体化电机的制造效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种一体化电机，包括：外壳、定子组件、转子组件和驱动板，其特征在于，

所述外壳包括沿一体化电机轴向依次设置的第一壳体、第二壳体和第三壳体；

所述转子组件设置于所述第一壳体与所述第二壳体之间，且所述转子组件的转轴的两端分别与所述第一壳体及所述第二壳体传动连接；

所述定子组件设置于所述转子组件与所述第一壳体之间，或所述转子组件与所述第二壳体之间，且所述定子组件产生的沿所述转轴轴向的磁场用于驱动所述转子组件旋转；

所述驱动板设置于所述第二壳体与所述第三壳体之间。

2.根据权利要求1所述的一体化电机，其特征在于，所述第一壳体及所述第二壳体的中心处均设置有腔室；

两组所述腔室分别用于安装所述转轴上的第一轴承和第二轴承。

3.根据权利要求1所述的一体化电机，其特征在于，所述第二壳体上与所述第三壳体相对的侧面上设置有凸台结构，所述凸台结构的端面能够与所述驱动板抵接，用于支撑所述驱动板。

4.根据权利要求1所述的一体化电机，其特征在于，所述第二壳体上开设有沿一体化电机的轴向贯穿所述第二壳体的通孔。

5.根据权利要求1所述的一体化电机，其特征在于，所述第二壳体及所述第三壳体上均设置有用于走线的槽口。

6.根据权利要求1所述的一体化电机，其特征在于，所述第三壳体与所述驱动板之间设置有用于所述驱动板散热的导热硅胶片。

7.根据权利要求1或6所述的一体化电机，其特征在于，所述第一壳体上与所述第二壳体相背的一侧，以及所述第三壳体上与所述第二壳体相背的一侧均设置有散热结构。

8.根据权利要求1所述的一体化电机，其特征在于，所述一体化电机采用单定子及单转子结构，或者，采用多定子及多转子结构。

9.根据权利要求1－6或8中任一项所述的一体化电机，其特征在于，所述第一壳体与所述第二壳体之间形成第一腔体，所述定子组件和所述转子组件置于所述第一腔体中；

所述第二壳体与所述第三壳体之间形成第二腔体，所述驱动板置于所述第二腔体中。

10.根据权利要求9所述的一体化电机，其特征在于，所述第一壳体、所述第二壳体及所述第三壳体均采用铝合金材质。