CN214255919U - 一种外转子总成及无刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种外转子总成及无刷电机，外转子包括：机壳，所述机壳包括侧壁和端壁，所述侧壁与所述端壁为一体结构，且所述端壁的中间位置设置有轴孔；转轴，其一端伸入所述机壳内部，并从所述轴孔穿出，且所述转轴与所述轴孔固定连接；风叶，与所述转轴穿出所述轴孔的一端固定连接；磁瓦组件，设置在所述机壳内，并与所述侧壁固定连接。本实用新型解决了磁瓦移位、脱落的风险，还解决了高速运行下紧急刹车造成转子结构松脱失效的风险，并有助于减少转子初始不平衡量，优化工艺，提高生产效率并降低不合格率。

Description

一种外转子总成及无刷电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及了一种外转子总成及无刷电机。

背景技术

市场上现有的园林工具用外转子电机其端盖一般是压铸合金端盖，该端盖与电机的机壳为分体结构，其同心度较差，在应用于高转速的外转子电机时，对其装配要求较高，且其动平衡性能较差。外转子电机的机壳一般都使用是环形钢套。机壳通过端盖固定到转轴上，在机壳的内壁上安装有磁瓦，使用胶水将磁瓦均匀粘结到机壳内壁上。

对于低转速电机和工况不是很恶劣的电机来说，此种工艺足以满足使用要求。但是，对于大功率、高转速且有急停刹车功能的电机来说，则不能满足需求。例如，机壳的内壁是相对光滑的，虽然使用胶水将磁瓦粘接在内壁上，但是高转速的机壳在急停时会产生很大的冲量，胶水易失效。

其次，高转速外转子电机对转子总成的不平衡量要求很高，转子总成按机壳通过风叶支架固定到转轴上工艺实施的话，影响转子总成不平衡量的因素主要由机壳与支架的同心度与支架与转轴的同心度两个因素构成，按照这种工艺路线，转子总成的初始不平衡量一般都较大，导致电机振动大从而影响整机性能。而且由于风叶、机壳都是金属材质，当电机急停刹车时，电机轴急停，由于风叶与机壳的转动惯量大，风叶易与电机轴发生相对转动，从而导致电机失效。因此有必要提供一种外转子电机，可以解决上述问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种外转子总成及无刷电机，所述外转子包括：

机壳，所述机壳包括侧壁和端壁，所述侧壁与所述端壁为一体结构，且所述端壁的中间位置设置有轴孔；

转轴，其一端伸入所述机壳内部，并从所述轴孔穿出，且所述转轴与所述轴孔固定连接；

风叶，与所述转轴穿出所述轴孔的一端固定连接；

磁瓦组件，设置在所述机壳内，并与所述侧壁固定连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述磁瓦组件包括磁瓦卡、多个S极磁瓦和多个N极磁瓦，所述磁瓦卡设置在所述机壳内部，并与所述侧壁的内壁固定连接，多个所述N极磁瓦和多个所述S极磁瓦沿所述磁瓦卡的周向间隔布置，并与所述磁瓦卡固定连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述磁瓦卡为鼠笼式磁瓦卡。

在本实用新型的一个实施例中，所述端壁上还设置有多个散热孔，多个所述散热孔围绕着所述轴孔且沿周向均匀布置在所述端壁上。

在本实用新型的一个实施例中，所述转轴与所述轴孔为过盈配合，且所述转轴与所述轴孔的连接处的周向为焊接方式固定。

在本实用新型的一个实施例中，所述风叶包括底板和叶片，所述底板的中间设置有连接孔，所述转轴与所述连接孔通过过盈配合以固定连接；所述叶片设置在所述底板靠近所述端壁的一侧上，且沿周向均匀布置。

在本实用新型的一个实施例中，所述底板上还设置有平衡凹槽，所述平衡凹槽设置在所述底板远离所述叶片的一侧上，且围绕着所述连接孔均匀布置。

在本实用新型的一个实施例中，所述机壳、所述转轴、所述风叶与所述磁瓦组件的转动轴线位于同一条直线上。

在本实用新型的一个实施例中，所述风叶为离心、轴流或者混合式风叶。

本实用新型还提出一种外转子无刷电机，包括：

外转子，包括：机壳，所述机壳包括侧壁和端壁，所述侧壁与所述端壁为一体结构，且所述端壁的中间位置设置有轴孔；

转轴，其一端伸入所述机壳内部，并从所述轴孔穿出，且所述转轴与所述轴孔固定连接；

风叶，与所述转轴穿出所述轴孔的一端固定连接；

磁瓦组件，设置在所述机壳内，并与所述侧壁固定连接；

定子组件，设置在所述机壳内部，并套设在所述转轴上，且所述定子组件包括定子铁芯、多个齿部和电枢绕组，所述定子铁芯设置在所述机壳中，所述转轴从所述定子铁芯穿出，多个所述齿部沿周向间隔设置在所述定子铁芯的外边缘上；所述电枢绕组绕设在所述定子铁芯上。

本实用新型中外转子无刷电机高速运行下，要求电机转子总成有较低的不平衡量，一体机壳结构降低转子总成初始不平衡量，有利于动平衡工艺的加工，提升电机高速运行的平稳性。

本实用新型中磁瓦卡均匀间隔磁瓦并与磁瓦轴向完全接触，相较与部分接触式磁瓦卡能够很好的解决磁瓦间的吸力造成的在圆周分布不均匀的情况，从而造成磁场分布不均匀引起电机性能下降的情况。

本实用新型中采用焊接方式焊接转轴与一体机壳，保证高速运行下突然刹车转子结构的可靠性

本实用新型中风叶成本低，风叶上留有凹槽方便了转子总成动平衡工艺，并且采用磁瓦卡与风叶分体的方式，能够适用于某些不需要电机自散热的工况，电机能够适应更多的工况。

本实用新型提出的外转子总成及无刷电机解决了磁瓦移位、脱落潜在失效模式；减少稀土用量，提高经济效益；并且解决了外转子无刷电机高速运行下紧急刹车造成转子总成结构松脱失效的潜在风险；还有助于减少转子总成初始不平衡量，优化生产工艺，提高生产效率并降低不合格率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型提出的一种外转子总成的结构示意图。

图2为本实用新型提出的一种外转子总成的爆炸结构示意图。

图3为本实用新型提出的一种外转子总成中机壳的结构示意图。

图4为本实用新型提出的一种外转子总成中风叶的结构示意图。

图5为本实用新型提出的一种外转子总成中磁瓦卡的结构示意图。

标号说明：

外转子100；机壳10；侧壁11；端壁12；轴孔13；散热孔14；转轴20；焊接处201；风叶30；底板31；连接孔311；叶片32；平衡凹槽33；磁瓦组件40；磁瓦卡41；N极磁瓦42；S极磁瓦43；磁瓦卡孔411。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实用新型提供一种外转子无刷电机，该外转子电机可以用于园林工具，例如，修枝机、打草机、割草机、链锯、单手锯等，也可以用于电动工具，例如枪钻、切割锯、电圆锯等。该电机提供动力输出，带动外部设备转动。该外转子电机包含外转子和定子组件，该外转子和定子组件配合，在通电状态下转动，如图1及图2所示，所述外转子100包括机壳10、转轴20、风叶30和磁瓦组件40。

如图1至图3所示，在本实施例中，所述机壳10包括侧壁11和端壁12，所述侧壁11和所述端壁12为一体结构，且所述端壁12的中间位置设置有轴孔13，同时所述端壁12上还设置有多个散热孔14，多个所述散热孔14围绕着所述轴孔13且沿周向均匀布置在所述端壁12上。所述转轴20的一端伸入所述机壳10的内部，并从所述轴孔13穿出，且所述转轴20在轴孔13处与所述机壳10之间固定连接，即通过将所述机壳10设置为一体结构，大大提高了装配体的整体同心度，对转子总成的动平衡有积极效果，同时也简化了生产工艺。具体的，在本实施例中，所述转轴20与所述轴孔13通过过盈配合以固定连接，且对所述转轴20与所述轴孔13的连接处，即焊接处201的周向进行焊接固定处理，以防止转轴20与一体机壳10在急停时发生相对转动。

如图2及图4所示，在本实施例中，所述风叶30与所述转轴20穿出所述轴孔13的一端固定连接，具体的，所述风叶30包括底板31、叶片32和平衡凹槽33，所述底板31的中间设置有连接孔311，所述转轴20与所述连接孔311通过过盈配合以固定连接，所述叶片32设置在所述底板31靠近所述端壁12的一侧上，且沿周向均匀布置，所述平衡凹槽33设在所述底板31的另一侧，且围绕着所述连接孔311均匀布置，通过在风叶30尾端均布若干的平衡凹槽33，方便转子总成做增重动平衡，保证电机在高速状态下运行平稳。在测试到不平衡后，可将平衡泥设置于对应的平衡凹槽33内，从而提高转子的动平衡性能。在本实施例中，所述风叶30采用轻质材料，例如塑料风叶，优选为高强度尼龙材质风叶，通过采用轻质风叶结构，在满足电机散热的前提下充分的减轻转子总成的重量，降低转子总成在高速运转下的转动惯量，使电机在高速下能够更好的完成机械刹车，不出现风叶与转轴发生相对转动的情况。在本申请的一个实施例中，所述风叶30为离心风叶，在本申请的其他实施例中，所述风叶30也可为轴流风叶或混合式风叶。

如图2及图5所示，在本实施例中，还包括磁瓦组件40，所述磁瓦组件40设置在所述机壳10内部，且与所述侧壁11的内壁固定连接。在本实施例中，所述磁瓦组件40包括所述磁瓦组件40包括磁瓦卡41、N极磁瓦42和S极磁瓦43，所述磁瓦卡41设置在所述机壳10内部，并与所述侧壁11的内壁固定连接，且所述磁瓦卡41上间隔形成有多个磁瓦卡孔411，且所多个磁瓦卡孔411沿周向分布，所述N极磁瓦42和所述S极磁瓦43间隔设置在所述磁瓦卡孔411内，并固定连接。在本实施例中，所述磁瓦卡孔411的数量为偶数个，所述N极磁瓦42和所述S极磁瓦43间隔设置在所述磁瓦卡孔411内。具体的，该外转子使用磁瓦卡41将磁瓦均布在外转子的机壳10的内壁上，与磁瓦轴向面完全接触，安装时，首先将磁瓦安装到机壳内壁，然后将磁瓦粘接在磁瓦卡41上的磁瓦卡孔411内，磁瓦卡41使用胶水内嵌到一体机壳内，磁极相反的N极磁瓦42和S极磁瓦43间隔嵌入磁瓦卡41的磁瓦卡孔411中，并与一体机壳使用胶水粘接，能够有效的解决磁瓦间的吸力造成的在圆周分布不均匀的情况，保证磁场的均匀性，解决了高速运转下紧急刹车造成磁瓦移位的问题，同时由于塑料磁瓦卡将磁瓦与磁瓦之间的间隙完全填充使磁瓦、磁瓦卡在机壳内壁形成一个整体，避免了磁瓦在急停时的脱落问题。在本实施例中，所述磁瓦卡优选为鼠笼式塑料磁瓦卡。且在本实施例中，所述机壳10、所述转轴20、所述风叶30与所述磁瓦组件40的转动轴线位于同一条直线上，以增强其转动过程中的平衡性。

另外，所述定子组件设置在所述机壳内部，并套设在所述转轴上，且所述定子组件包括定子铁芯和多个齿部，所述定子铁芯设置在所述机壳中，所述转轴从所述定子铁芯穿出，多个所述齿部沿周向间隔设置在所述定子铁芯的外边缘上，且多个所述齿部与所述N极磁瓦和所述S极磁瓦相对应，所述齿部的外壁面为弧面，该定子组件还包括电枢绕组，所述电枢绕组可绕设在该定子铁芯上。具体的，该定子组件还包括电枢绕组，所述定子铁芯可设置在该机壳中，所电枢绕组可绕设在所定子铁芯上，其可在通电状态下产生电磁场。在一些实施例中，该定子铁芯可包括多个齿部，多个所述齿部沿周向间隔设置在所述定子铁芯的外侧。该定子铁芯还可包括中心通孔，以便于与所述外转子进行安装。在本实施例中，多个所述齿部可设置在该中心柱体的外侧壁且沿径向延伸设置，且多个所述齿部与所述N极磁瓦和所述S极磁瓦相对应，所述齿部的外壁面为弧面，以便于与外转子之间形成气隙。

本实用新型中外转子总成使用鼠笼式塑料磁瓦卡将磁瓦均布在外转子机壳内壁上，与磁瓦轴向面完全接触，安装时，首先将塑料磁瓦安装到机壳内壁，磁瓦卡使用胶水内嵌到一体机壳内，将N极磁瓦与S极磁瓦间隔嵌入塑料磁瓦卡中并与一体机壳使用胶水粘接，能够有效的解决磁瓦间的吸力造成的在圆周分布不均匀的情况，保证磁场的均匀性，解决了高速运转下紧急刹车造成磁瓦移位的问题，同时由于塑料磁瓦卡将磁瓦与磁瓦之间的间隙完全填充使磁瓦、磁瓦卡在机壳内壁形成一个整体，避免了磁瓦在急停时的脱落问题。

本实用新型中通过将转轴安装到一体机壳上，并且采用过盈配合的方式装配，使得转轴与一体机壳同步转动。转轴压入一体机壳中后，在一体机壳外侧与转轴结合处使用激光焊沿圆周均匀焊接一圈，以防止转轴与一体机壳在急停时发生相对转动。在本申请的其他实施例中，也可采用其他焊接方式。

本实用新型中采用轻质风叶结构，在满足电机散热的前提下充分的减轻转子总成的重量，降低转子总成在高速运转下的转动惯量，使电机在高速下能够更好的完成机械刹车，不出现机壳与转轴发生相对转动的情况。同时塑料风叶尾端均布若干的凹槽，方便转子总成做增重动平衡，保证电机在高速状态下运行平稳。在测试到不平衡后，可将平衡泥设置于对应的凹槽内，从而提高转子的动平衡性能。

在本实施例中，采用一体式机壳与转轴固定，同时在转轴上设置轻质风叶，由于塑料风叶本身质量轻对转子总成不平衡量的影响很低，并且由于一体式机壳与转轴在安装完成后焊接，避免了在使用过程中，机壳与转轴发生相对位移，导致电机损坏。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本实用新型的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种外转子总成，其特征在于，包括：

机壳，所述机壳包括侧壁和端壁，所述侧壁与所述端壁为一体结构，且所述端壁的中间位置设置有轴孔；

转轴，其一端伸入所述机壳内部，并从所述轴孔穿出，且所述转轴与所述轴孔固定连接；

风叶，与所述转轴穿出所述轴孔的一端固定连接；

磁瓦组件，设置在所述机壳内，并与所述侧壁固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种外转子总成，其特征在于，所述磁瓦组件包括磁瓦卡、多个S极磁瓦和多个N极磁瓦，所述磁瓦卡设置在所述机壳内部，并与所述侧壁的内壁固定连接，多个所述N极磁瓦和多个所述S极磁瓦沿所述磁瓦卡的周向间隔布置，并与所述磁瓦卡固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种外转子总成，其特征在于，所述磁瓦卡为鼠笼式磁瓦卡。

4.根据权利要求1所述的一种外转子总成，其特征在于，所述端壁上还设置有多个散热孔，多个所述散热孔围绕着所述轴孔且沿周向均匀布置在所述端壁上。

5.根据权利要求1所述的一种外转子总成，其特征在于，所述转轴与所述轴孔为过盈配合，且所述转轴与所述轴孔的连接处的周向为焊接方式固定。

6.根据权利要求1所述的一种外转子总成，其特征在于，所述风叶包括底板和叶片，所述底板的中间设置有连接孔，所述转轴与所述连接孔通过过盈配合以固定连接；所述叶片设置在所述底板靠近所述端壁的一侧上，且沿周向均匀布置。

7.根据权利要求6所述的一种外转子总成，其特征在于，所述底板上还设置有平衡凹槽，所述平衡凹槽设置在所述底板远离所述叶片的一侧上，且围绕着所述连接孔均匀布置。

8.根据权利要求1所述的一种外转子总成，其特征在于，所述机壳、所述转轴、所述风叶与所述磁瓦组件的转动轴线位于同一条直线上。

9.根据权利要求1所述的一种外转子总成，其特征在于，所述风叶为离心、轴流或者混合式风叶。

10.一种外转子无刷电机，其特征在于，包括：

外转子，包括：机壳，所述机壳包括侧壁和端壁，所述侧壁与所述端壁为一体结构，且所述端壁的中间位置设置有轴孔；

转轴，其一端伸入所述机壳内部，并从所述轴孔穿出，且所述转轴与所述轴孔固定连接；

风叶，与所述转轴穿出所述轴孔的一端固定连接；

磁瓦组件，设置在所述机壳内，并与所述侧壁固定连接；

定子组件，设置在所述机壳内部，并套设在所述转轴上，且所述定子组件包括定子铁芯、多个齿部和电枢绕组，所述定子铁芯设置在所述机壳中，所述转轴从所述定子铁芯穿出，多个所述齿部沿周向间隔设置在所述定子铁芯的外边缘上；所述电枢绕组绕设在所述定子铁芯上。

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