CN211351856U - 一种外转子电机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种外转子电机，以解决电机运行不稳定以及散热能力差问题，该外转子电机包括：转子，所述转子包括壳体，位于壳体内侧的永磁体以及位于壳体两端的端盖；定子，所述定子包括轴体、位于所述轴体上的铁芯以及铁芯上的线圈；第一支架，位于所述转子内侧；其中，所述转子与所述定子之间通过轴承相连，所述第一支架的一端用于固定所述永磁体，使所述永磁体排布更加均匀，使该电机运转更加平稳流畅，延长电机的使用寿命，当壳体转动时，通过第一支架的另一端还可带动风扇转动，从而将壳体内的气体从出风口排出，加速电机内气体的流动。

Description

一种外转子电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种外转子电机。

背景技术

电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。电机可以把电能转换成机械能，利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。多应用于各种大型起重设备、电动车、风机跑步机等设备中。跑步机的电机大多采用内转子有刷直流永磁电机，因其可靠性差、转动惯量小，目前已经开始采用外转子无刷直流电机作为替代，这种电机可靠性好，转动惯量大，但散热性相对较差。

目前，外转子电机的转子上的磁钢设置，多需要外部定位辅助，靠外部定位后，将磁钢一片片插入，然后使用胶水将磁钢与转子壳体内壁粘合，再撤去外部定位，但由于未对粘合强度进行检测，无法保证磁钢固定的牢靠程度，且运行时电机内温度会升高，可能会发生粘合不牢，磁钢松动和移位等问题，从而使磁钢的排布均匀性受影响，从而影响电机运行的稳定性，使其可靠性和使用寿命受损。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种外转子电机，该电机将风扇设置在壳体内侧，该电机内还设置有第一支架，其一端与风扇相连，用于固定风扇，使风扇可随壳体一同转动，另一端用于固定永磁体，使永磁体的分布更加均匀，使该电机运转更加平稳流畅，还可通过风扇引入较大的气流对电机内部进行冷却，有效降低电机运行时的温度，防止电机过热，增强电机的运行可靠性和使用寿命。

本实用新型提供一种外转子电机，其特征在于，包括：

转子，所述转子包括壳体，位于壳体内侧的永磁体以及位于壳体两端的端盖；

定子，所述定子包括轴体、位于所述轴体上的铁芯以及铁芯上的线圈；

第一支架，位于所述转子内侧；

其中，所述转子与所述定子之间通过轴承相连，所述第一支架的一端用于固定所述永磁体，使所述永磁体排布更加均匀。

优选地，还包括风扇，所述风扇位于所述转子的壳体一端的内侧，所述转子的一端设置有出风口，所述转子的另一端设置有进风口，所述第一支架位于所述风扇与所述永磁体之间，所述第一支架的另一端用于固定所述风扇。

优选地，所述支架为圆环形，所述支架的一端具有齿状结构，所述齿状结构的尺寸与所述永磁体的尺寸对应。

优选地，所述风扇包括底面和位于所述底面上的叶片，所述底面呈环形。

优选地，所述第一支架固定于所述壳体的内壁上，所述第一支架与所述风扇邻接的端面设置有凹口或凸起中的至少一者，所述风扇底面设置有与其相匹配的另一者。

优选地，所述出风口位于所述壳体的侧壁与所述风扇相对应的位置，当所述壳体转动时，通过所述第一支架带动所述风扇转动，从而将所述壳体内的气体从所述出风口排出，加速电机内气体的流动。

优选地，所述进风口的形状包括腰圆形、圆形、扇形、三角形、矩形中的至少一种。

优选地，所述进风口为多个，在所述壳体另一端的端盖上呈圆周阵列排布。

优选地，所述进风口为多个，环绕所述壳体另一端的侧壁呈圆周阵列排布。

优选地，所述进风口包括两组，一组位于所述壳体另一端的端盖上呈圆周阵列排布，另一组环绕所述壳体另一端的侧壁呈圆周阵列排布。

优选地，所述第一支架与所述永磁体相邻的一端具有齿状结构，所述齿状结构用于固定所述永磁体，使相邻的永磁体之间的间距相同。

优选地，所述第一支架具有预设的宽度，以轴向定位所述转子中永磁体的位置，使其与所述定子的线圈相对应。

优选地，所述第一支架由塑料、纤维材料或金属材料中的至少一种材料制成。

优选地，还包括第二支架，所述第二支架与所述第一支架相对设置，使所述永磁体位于所述第一支架与所述第二支架之间。

优选地，所述风扇为离心式风扇，所述风扇的外径与所述壳体的内径相同。

优选地，所述风扇由塑料、纤维材料或金属材料中的至少一种材料制成。

优选地，所述壳体任意一端的端盖上设置有多锲带槽，所述多锲带槽用于拖动履带或皮带。

优选地，所述轴体的至少一端上设置有穿线孔，所述穿线孔用于与外部设备实现电连接。

优选地，所述电机用于驱动跑步机。

本实用新型的实施例具有以下优点或有益效果：本实用新型的电机为外转子风冷电机，通过在其壳体内壁设置第一支架，使第一支架的一端固定所述永磁体，第一支架的另一端固定壳体内的风扇，该支架可以使转子内的永磁体排布更加均匀，从而使电机的运转更加顺滑稳定，减少运转的波动，增强了电机运行的稳定性和使用寿命，也使该电机更加便于装配。该风扇底面的凸起通过与第一支架另一端的凹口相配合，可以防止风扇与转子的相对转动，保证风扇随转子一同转动。第一支架使该电机的内部结构更加的紧凑，有利于减小电机的体积。

电机的风扇可以选用离心式风扇，其尺寸可最大程度的贴近壳体内径，其最大可与壳体的内径相同，出风量较大，且仅需1个风扇即可满足电机的散热要求，该电机在运行时由于风扇的作用，壳体内部的气压小于外部气压，外部气体通过电机一端的进风口流入电机内部，穿过电机后从另一端的侧壁的出风口流出，此设计使得该电机在运行时具有较高的内外压差，从而可引入较大的气流对电机内部进行冷却，尤其在电机低速运转时，其风冷效率远胜轴流式风冷电机，可以有效防止电机过热，增强电机的运行可靠性和使用寿命。

该电机结构简单紧凑、运行稳定可靠，且各部件加工制造方便，组装便捷，便于推广和大面积生产应用，具有很强的实用性。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为本实用新型实施例外转子电机的爆炸图；

图2为本实用新型实施例外转子电机的轴向截面图；

图3为本实用新型实施例的风扇与第一支架的示意图；

图4为本实用新型实施例外转子电机的示意图；

图5为本实用新型实施例的端盖示意图；

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程没有详细叙述。

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

图1为本实用新型实施例外转子电机的爆炸图，该外转子电机包括第一端盖210、风扇300、第一支架510、永磁体120、第二支架520、定子400、壳体100以及第二端盖220，其中，第一端盖210、风扇300、第一支架510、永磁体120、第二支架520、壳体100以及第二端盖220 共同组成转子，定子400位于转子内侧，定子400通过其两端的轴承分别与第一端盖210和第二端盖220相连，使转子能够相对于定子400转动；风扇300例如采用离心式设计，紧邻第一支架510的左侧设置，风扇300的位置与壳体100的出风口的位置相匹配，其风扇的外径与壳体的内径相同。风扇300随壳体100进行转动，通过风扇300的转动，使壳体100内部与外界产生压差，从而使空气从第二端盖220的进风口221 流入壳体100内，穿过定子400及风扇300后从壳体100侧壁的出风口 110流出，加速电机内的气体流动，有利于电机内部热量的排出，可有效降低电机温度，尤其可以有效抑制电机在低速运行时的温升。

具体地，第一支架510和第二支架520相对匹配设置，第一支架510 和第二支架520例如均为具有一定厚度的圆环状，其尺寸与壳体100的内壁相匹配，第二支架520具有一定的宽度，该宽度设计使得电机在装配后永磁体120与定子400的位置相匹配；永磁体120设置于两支架之间，永磁体120例如为多个沿壳体100内壁呈圆周排布的条状磁钢，两支架相对的一侧均具有类似方波形的呈等距圆周阵列排布的齿状结构，相邻两齿状结构之间的间隙与条状磁钢的宽度相匹配，其齿状结构用于固定磁钢，通过第一支架510和第二支架520使多个条状磁钢可更均匀便捷的设置在壳体100的内侧，使磁钢设置的更加均匀，增强电机的稳定性，还可有效降低装配难度。当然地，第一支架510和第二支架520 也可通过在壳体内侧加工对应的用于容纳磁钢的凹槽进行替代或将两支架融合，设计为一体化的支架。

图2为本实用新型实施例外转子电机的轴向截面图，可见外转子电机装配完成后各部件的位置关系，该外转子电机可划分为定子400以及位于定子外侧可绕定子转动的转子。

定子400包括轴体、铁芯440、轴承423、轴承424以及线圈430，其中，轴体包括轴体第一端410和轴体第二端420，轴体第一端410和轴体第二端420同轴相连，轴体通过分别位于其两端的轴承423和轴承 424与转子相连，轴体第二端420为中空管状结构，轴体第一端410的右侧端部分插入轴体第二端420的左侧端与轴体第二端420相连。铁芯 440设置在轴体第二端420上，用于承载和缠绕线圈430，轴体第二端 420的右侧端设置有穿线孔421，轴体第二端420位于壳体100内部的靠近第二端盖220的位置设置有径向的穿线孔422，电机内部的线圈430 通过穿线孔421和穿线孔422可与电机外部进行电连接。进一步地，该铁芯440与穿线孔422之间还设置有传感器500，传感器500例如包括霍尔传感器，通过霍尔传感器可测量该电机的角速度、转速等参数，当然地，该传感器500也可以包括温度传感器，可用于监测电机内部的温度。

转子由第一端盖210、壳体100、第二端盖220以及位于壳体100 内侧的铁芯120构成，转子的外壳包括第一端盖210、壳体100和第二端盖220，第一端盖210用于固定电机的外壳，同时封闭壳体100的左侧端，第二端盖220位于壳体100的右侧端，该转子采用两端固定的方法，通过第一端盖210、第二端盖220分别与轴承423的外圈和轴承424 外圈相连，使转子能够相对于定子400转动。进一步地，该转子内侧(壳体100的内侧壁)从右到左依次设置有第二支架520、永磁体120、第一支架510和风扇300，其中，第一支架510、第二支架520和永磁体120 例如均通过粘合剂与壳体100的内壁固定连接，风扇300通过其底面与第一支架510的左侧端面相连，使风扇300随壳体100一同转动。

图3为本实用新型实施例的风扇与第一支架的示意图，其左侧为风扇300，右侧为第一支架510，风扇300包括环形的底面和位于底面上的叶片310，其叶片310例如为离心式设计，叶片数量可更具需求进行设置，风扇300例如采用耐高温塑料制成，其风扇直径尽可能的逼近壳体 100的内径，通过增大风扇300的尺寸可以增大其散热能力，其最大可与壳体的内径相同。风扇300的底面右侧上设置有凸起320，凸起320 例如为对称设置的两个凸块，第一支架510的右侧端面具有方波形的齿状结构511，该齿状结构511与永磁体120的尺寸相匹配，用于固定条状磁钢，使条状磁钢之间的间距更加均匀；第一支架510的左侧端面与风扇300的底面右侧紧邻相接，第一支架510的左侧端面设置有与凸起 320匹配的凹口512，在装配好的电机中，风扇300的凸起恰好嵌入第一支架510的凹口512中，使风扇300可随第一支架510一同转动。

图4为本实用新型实施例外转子电机的示意图，该外转子电机包括壳体100、第一端盖210、第二端盖220、风扇300和定子400(部分被壳体遮挡不可见)，其中，该电机为外转子电机，壳体100的内侧设置有永磁体120，例如为磁钢，定子400包括轴体第一端410和轴体第二端420，两轴体通过轴承分别与两端盖相连，使第一端盖210、第二端盖 220、壳体100以及壳体100内侧的永磁体120可作为转子相对于定子 400转动。

具体地，壳体100呈两端开口的圆桶状，第一端盖210和第二端盖 220分别位于所述壳体100的两端，壳体100与第一端盖210以及第二端盖220之间例如均通过卡扣120相连，以使连接更加便捷，装配更加方便，卡扣120例如包括位于壳体100两端的卡爪130以及与卡爪130 相匹配的分别位于第一端盖210边缘的卡口213和第二端盖220边缘的卡口223；壳体100靠近第一端盖210的一端的侧壁上设置有出风口110，出风口110将壳体100的外侧与内侧相连通，出风口110例如为腰圆形，呈圆周阵列排布，环绕设置于壳体100的侧壁。当然地，该出风口110 也可为矩形、圆形、三角形等其他形状。

第一端盖210例如位于壳体100的左端，第一端盖210呈圆形，边缘设置有多个卡口213，其中心设置有通孔供定子400的轴体第一端410 穿出，进一步地，第一端盖210的中心位置还具有沿轴体第一端410轴向延伸的柱状凸起211，柱状凸起211上设置有多锲带槽，使其可以拖动履带或皮带转动，使该电机可应用于跑步机、传送带等设备中。

第二端盖220例如位于壳体100的右端，第二端盖220同样呈圆形，边缘设置有多个卡口223，在第二端盖220的端面上设置有呈环形阵列排布的进风口221，进风口221呈腰圆形，将第二端盖220的内侧和外侧相连通，第二端盖220的中心位置设置有通孔供轴体第二端420穿出，轴体第二端420上设置有穿线孔421。

图5为本实用新型实施例的端盖示意图，其左侧为第一端盖210，右侧为第二端盖220，第一端盖210包括位于其中心的柱状凸起211，柱状凸起211的外侧面设置有多锲带槽，其中心设置有通孔212，通孔212 的直径略大于轴体第一端410的外径，轴体第一端410的左侧端从通孔 212中穿出，第一端盖210的外围边缘均匀设置有多个卡口，用于与壳体100的卡爪130相卡合。第二端盖220包括在其端面呈圆周排布的多个腰圆形的进风口221，其端面中央还设置有通孔222，其孔径略大于轴体第二端420的外径，轴体第二端420的右侧端从该通孔222中穿出，第二端盖220的左侧端面还设置有环形凸起224，该环形凸起224的尺寸与轴承424相匹配，用于与轴承424的外圈相连，类似地，第一端盖 210的右侧端面也具有类似的与轴承423相匹配环形凸起，其因角度问题不可见，在此不再赘述。

综上所述，本实用新型的实施例具有以下优点或有益效果：本实用新型的电机为外转子风冷电机，通过在其壳体内壁设置第一支架，使第一支架的一端固定所述永磁体，第一支架的另一端固定壳体内的风扇，该支架可以使转子内的永磁体排布更加均匀，从而使电机的运转更加顺滑稳定，减少运转的波动，增强了电机运行的稳定性和使用寿命，也使该电机更加便于装配。该风扇底面的凸起通过与支架另一端的凹口相配合，可以防止风扇与转子的相对转动，保证风扇随转子一同转动。第一支架使该电机的内部结构更加的紧凑，有利于减小电机的体积

电机的风扇可以选用离心式风扇，其尺寸可最大程度的贴近壳体内径，其最大可与壳体的内径相同，出风量较大，且仅需1个风扇即可满足电机的散热要求，该电机在运行时由于风扇的作用，壳体内部的气压小于外部气压，外部气体通过电机一端的进风口流入电机内部，穿过电机后从另一端的侧壁的出风口流出，此设计使得该电机在运行时具有较高的内外压差，从而可引入较大的气流对电机内部进行冷却，尤其在电机低速运转时，其风冷效率远胜轴流式风冷电机，可以有效防止电机过热，增强电机的运行可靠性和使用寿命。

该电机结构简单紧凑、运行稳定可靠，且各部件加工制造方便，组装便捷，便于推广和大面积生产应用，具有很强的实用性。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

依照本实用新型的实施例如上文所述，图示中为突出本实用新型技术方案的细节，各部件比例并非按照真实比例绘制，其附图中所示的比例及尺寸并不应限制本实用新型的实质技术方案，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (19)

1.一种外转子电机，其特征在于，包括：

转子，所述转子包括壳体，位于壳体内侧的永磁体以及位于壳体两端的端盖；

定子，所述定子包括轴体、位于所述轴体上的铁芯以及铁芯上的线圈；

第一支架，位于所述转子内侧；

其中，所述转子与所述定子之间通过轴承相连，所述第一支架的一端用于固定所述永磁体，使所述永磁体排布更加均匀。

2.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，还包括风扇，所述风扇位于所述转子的壳体一端的内侧，所述转子的一端设置有出风口，所述转子的另一端设置有进风口，所述第一支架位于所述风扇与所述永磁体之间，所述第一支架的另一端用于固定所述风扇。

3.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述支架为圆环形，所述支架的一端具有齿状结构，所述齿状结构的尺寸与所述永磁体的尺寸对应。

4.根据权利要求2所述的外转子电机，其特征在于，所述风扇包括底面和位于所述底面上的叶片，所述底面呈环形。

5.根据权利要求4所述的外转子电机，其特征在于，所述第一支架固定于所述壳体的内壁上，所述第一支架与所述风扇邻接的端面设置有凹口或凸起中的至少一者，所述风扇底面设置有与其相匹配的另一者。

6.根据权利要求2所述的外转子电机，其特征在于，所述出风口位于所述壳体的侧壁与所述风扇相对应的位置，所述壳体转动时，通过所述第一支架带动所述风扇转动，从而将所述壳体内的气体从所述出风口排出，加速电机内气体的流动。

7.根据权利要求2所述的外转子电机，其中，所述进风口为多个，在所述壳体另一端的端盖上呈圆周阵列排布。

8.根据权利要求2所述的外转子电机，其中，所述进风口为多个，环绕所述壳体另一端的侧壁呈圆周阵列排布。

9.根据权利要求2所述的外转子电机，其中，所述进风口包括两组，一组位于所述壳体另一端的端盖上呈圆周阵列排布，另一组环绕所述壳体另一端的侧壁呈圆周阵列排布。

10.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述第一支架与所述永磁体相邻的一端具有齿状结构，所述齿状结构用于固定所述永磁体，使相邻的永磁体之间的间距相同。

11.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述第一支架具有预设的宽度，以轴向定位所述转子中永磁体的位置，使其与所述定子的线圈相对应。

12.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，还包括第二支架，所述第二支架与所述第一支架相对设置，使所述永磁体位于所述第一支架与所述第二支架之间。

13.根据权利要求2所述的外转子电机，其特征在于，所述风扇为离心式风扇，所述风扇的外径与所述壳体的内径相同。

14.根据权利要求2所述的外转子电机，其特征在于，所述风扇由塑料、纤维材料或金属材料中的任意一种材料制成。

15.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述第一支架由塑料、纤维材料中的任意一种材料制成。

16.根据权利要求2所述的外转子电机，其中，所述进风口的形状包括腰圆形、圆形、扇形、三角形、矩形中的至少一种。

17.根据权利要求1所述的外转子电机，其中，所述壳体任意一端的端盖上设置有多锲带槽，所述多锲带槽用于拖动履带或皮带。

18.根据权利要求1所述的外转子电机，其中，所述轴体的至少一端上设置有穿线孔，所述穿线孔用于与外部设备实现电连接。

19.根据权利要求1所述的外转子电机，其中，所述外转子电机用于驱动跑步机。

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