CN217935209U - 一种高速风筒无刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速风筒无刷电机，包括外壳、定子组件和转子组件，定子组件包括定子铁芯和线圈组件，定子铁芯包括轭部和齿部，齿部包括内筒体及N个外齿，内筒体的内壁为完整的圆柱面，内筒体的外壁上设置有N条隔磁凹槽，每条隔磁凹槽均沿着内筒体的轴向通长设置，线圈组件缠绕在齿部的外齿上，每条隔磁凹槽均为V形槽并且开口朝向内筒体外；转子组件包括转轴和转子磁铁，转子磁铁与圆柱面之间存在气隙。本实用新型的定子铁芯的齿部的内筒体外壁上设计有隔磁凹槽，可有效减小漏磁，提高本无刷电机的工作效率；定子铁芯的齿部的内筒体的内壁为完整的圆柱面，没有断开，可以有效减小电机定齿槽转矩从而降低高速风筒无刷电机的噪音。

Description

一种高速风筒无刷电机

技术领域

本实用新型属于无刷电机领域，更具体地，涉及一种高速风筒无刷电机。

背景技术

电机是一种利用电磁感应原理将电能转换成机械能的设备，广泛地应用在工业生产以及生活所需的各种电器设备中。高速风筒无刷电机在高速电机领域尤其在100000rpm以上的领域内，由于电机具有高效、尺寸小等优点，特别适用于家用电器及个人护理行业。

参照图1，现有技术中，高速风筒无刷电机的定子铁芯的齿部和轭部为一体结构，使绕线的有效空间降低，导致高速风筒无刷电机的体积较大效率较低，不能满足高速风筒无刷电机小型化的要求，而且图1中齿部不连续，完全断开形成开口槽A，使得内齿的内端不连续，齿槽转矩大，漏磁较多从而导致工作效率不高，而且静音效果较差。

在工艺上，现在市面上多用厌氧胶使叶轮固定在轴上，由于工艺过于简单，厌氧胶在没有完全干的情况下流入轴承会造成异音或电机卡死，而电机在高速运转的情况下离心力很大，厌氧胶的加固不足以使叶轮紧密的固定在转轴上，进而使叶轮容易发生脱落后飞出，造成财产或人身安全。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种高速风筒无刷电机，其可降低高速风筒无刷电机的体积，提高高速风筒无刷电机效率，降低高速风筒无刷电机的噪音，增加了叶轮的拔脱力，提高本实用新型的使用安全。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种高速风筒无刷电机，其特征在于，包括外壳、定子组件和转子组件，其中：

所述定子组件包括定子铁芯和线圈组件，所述定子铁芯包括中空的轭部和安装在所述轭部内壁上的齿部，所述轭部的外壁固定安装在所述外壳的内壁上，所述齿部包括一体成型的内筒体及设置于内筒体外壁上的N个外齿并且N≥2，所述内筒体的内壁为完整的圆柱面，N个所述外齿围绕所述圆柱面的中心线均匀布置，所述内筒体的外壁上设置有N条隔磁凹槽并且这N条隔磁凹槽周向均匀布置，每相邻的两个外齿之间分别设置一条所述隔磁凹槽，每条所述隔磁凹槽均沿着所述内筒体的轴向通长设置，所述线圈组件缠绕在所述齿部的外齿上；

每条所述隔磁凹槽均为V形槽并且开口朝向所述内筒体外；

所述转子组件包括转轴和安装在所述转轴上的转子磁铁，该转轴通过轴承安装在该外壳的内壁上，所述转子磁铁与所述圆柱面之间存在气隙。

优选地，所述线圈组件通过多根插针与PCB组件连接，所述PCB组件包括PCB板和安装在所述PCB板上的连接器，所述PCB板在对应于每根所述插针的位置分别设置有针孔，每根插针分别伸入对应位置的所述针孔后连接所述PCB板。

优选地，所述轭部的内壁周向均匀布置有多条卡槽，所述齿部的每条外齿分别卡入一所述卡槽内。

优选地，所述外齿远离内筒体的一端的宽度相对外齿靠近内筒体的一端的宽度扩大从而形成定位凸起，所述定位凸起卡入所述卡槽内。

优选地，对于任意相邻的两个外齿，它们对称设置在它们之间的隔磁凹槽的两侧。

优选地，所述转子磁铁为环形的整体结构。

优选地，还包括穿装在所述转轴上的硅胶套，所述转轴上的轴承有两个，所述硅胶套位于两个所述轴承之间，以用于减少转子组件在转动时产生的振动。

优选地，每个所述外齿上均设置有绕线槽，所述线圈组件缠绕在所述绕线槽上。

优选地，所述转子磁铁安装在所述转轴的转子磁铁安装段上，所述转子磁铁安装段包括A段和B段，所述A段设置有滚花，所述A段和B段上均设置有UV厌氧胶，所述B段的直径小于所述A段的直径，从而在A 段靠近B段的端部形成台阶，以提高转子磁铁安装段上的UV厌氧胶的储存量，所述UV厌氧胶通过UV灯照射进行固化，以使转子磁铁的内壁牢固地粘接在转子磁铁安装段上。

优选地，所述转轴具有叶轮安装段，以用于与叶轮的内壁接触来固定安装叶轮的内壁，所述叶轮安装段包括第一段和第二段，所述第一段设置有滚花，所述第一段和第二段上均设置有UV厌氧胶，所述第二段的直径小于所述第一段的直径，从而在第一段靠近第二段的端部形成台阶，以提高叶轮安装段上的UV厌氧胶的储存量，所述UV厌氧胶通过UV灯照射进行固化，以使叶轮的内壁牢固地安装在叶轮安装段上。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本实用新型的定子铁芯的齿部的内筒体外壁上设计有隔磁凹槽，可有效减小漏磁，提高本无刷电机的工作效率。

2)本实用新型的定子铁芯的齿部的内筒体的内壁为完整的圆柱面，没有断开形成开口槽，可以有效减小电机定齿槽转矩从而降低高速风筒无刷电机的噪音，更好的满足静音化的要求。

3)本实用新型的线圈组件缠绕于线圈骨架的绕线槽处，因为线圈组件是外绕，绕线的有效空间增大，槽满率提高，同样的空间可以绕更多的线圈，降低了高速风筒无刷电机的体积,满足了无刷电机小型化的要求。

4)转子的转轴上设计有硅胶套，可有效缓解转子组件在转动时产生的震动。

5)叶轮安装段的第二段相对于第一段直径变小形成台阶的设计，可以使得第二段上储存更多的UV厌氧胶，且在工艺上使用UV厌氧胶加UV灯照射，使叶轮与转轴连接更加坚固，保证转轴在高速旋转的情况下，叶轮不会发生脱落。

附图说明

图1是现有结构中定子铁芯的结构示意图；

图2本实用新型的爆炸结构示意图；

图3是本实用新型的剖视图；

图4是本实用新型的定子铁芯的示意图；

图5是本实用新型中转轴的示意图；

图6是线圈骨架和插针设置在齿部上的组合体示意图；

图7是本实用新型中磁轭的示意图；

图8是本实用新型中定子组件的示意图；

图9是本实用新型中定子铁芯的主视图；

图10是对比例中没有隔磁凹槽时的齿槽转矩图；

图11是本实用新型有隔磁凹槽时的齿槽转矩图

图12是对比例中没有隔磁凹槽时的磁力线分布图；

图13是本实用新型的有隔磁凹槽时的磁力线分布图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例

参照图2～图9，一种高速风筒无刷电机，包括外壳1、定子组件2和转子组件3，其中：

所述定子组件2包括定子铁芯和线圈组件，所述定子铁芯包括中空的轭部21和安装在所述轭部21内壁上的齿部22，所述轭部21呈筒状，其具有内腔，用于容纳和安装齿部22，所述轭部21的外壁固定安装在所述外壳 1的内壁11上，轭部21优选通过胶水固定安装在外壳1的内部，外壳1的材质优选尼龙PA66。所述齿部22包括一体成型的内筒体及设置于内筒体外壁上的N个外齿并且N≥2，所述内筒体的内壁为完整的圆柱面222，内壁没有间断或沟槽，N个所述外齿围绕所述圆柱面222的中心线均匀布置，所述内筒体的外壁上设置有N条隔磁凹槽221并且这N条隔磁凹槽221周向均匀布置，隔磁凹槽221并没有沿径向贯穿内筒体的侧壁，隔磁凹槽221 具有槽底，每相邻的两个外齿之间分别设置一条所述隔磁凹槽221，每条所述隔磁凹槽221均沿着所述内筒体的轴向通长设置，即隔磁凹槽221的长度与内筒体的轴向长度相等，所述线圈组件24缠绕在所述齿部22的外齿上；优选地，每个所述外齿上均设置有绕线槽，所述线圈组件24缠绕在所述绕线槽上。由于绕线槽的存在，线圈组件24是外绕在外齿上，绕线的有效空间增大，槽满率提高，同样的空间可以绕更多的线，降低了高速风筒无刷电机的体积，满足了无刷电机小型化的要求。

每条所述隔磁凹槽221均为V形槽并且开口朝向所述内筒体外，隔磁凹槽221为V形的好处是可让隔磁凹槽221更薄，磁阻大且隔磁效果更好。隔磁凹槽221的尺寸需要保证内筒体(或定子铁芯)有合适的整体强度，而设置为V形槽对齿部22的强度降低的影响可以很小，不会使得定子铁芯在工作时产生变形。如果隔磁凹槽221不为V形槽而是其它的譬如长方形或梯形等，则会使内筒体(或定子铁芯)的强度得到比较大的削弱而使得转子组件3与定子组件2的长期相互作用中，定子铁芯会产生变形而使得定子组件与转子组件之间的气隙变小，最终会使得定子组件2与转子组件3 产生碰擦，从而会降低无刷电机的使用寿命。

所述转子组件3包括转轴32和安装在所述转轴32上的转子磁铁31，该转轴32通过轴承33安装在该外壳1的内壁上，所述转子磁铁31与所述圆柱面222之间存在气隙225，转轴32上安装叶轮4。所述转子磁铁31为环形的整体结构，并不是弧形瓦片拼接在一起形成的结构。本实用新型的转子磁铁31通过UV厌氧胶固定在转轴32上，在工艺上采用了UV紫外灯照射UV厌氧胶步骤，可使UV厌氧胶快速固化，杜绝UV厌氧胶因为未干而流进轴承33，导致电机卡死的问题。所述转子磁铁31安装在所述转轴 32的转子磁铁安装段上，所述转子磁铁安装段包括A段和B段，所述A段和B段均与转子磁铁31的内壁接触，所述A段设置有滚花321，所述A段和B段上均设置有UV厌氧胶，所述B段的直径小于所述A段的直径，从而在A段靠近B段的端部形成台阶，以提高转子磁铁安装段上的UV厌氧胶的储存量，所述UV厌氧胶通过UV灯照射进行固化，以使转子磁铁31 的内壁牢固地粘接在转子磁铁安装段上，从而提升转子磁铁31的拔脱力。

所述转轴32具有叶轮安装段，以用于与叶轮4的内壁接触来固定安装叶轮4的内壁，所述叶轮安装段包括第一段和第二段，第一段和第二段均与叶轮4的内壁接触，所述第一段设置有滚花，所述第一段和第二段上均设置有UV厌氧胶322，所述第二段的直径小于所述第一段的直径，从而在第一段靠近第二段的端部形成台阶，以提高叶轮安装段上的UV厌氧胶322 的储存量，所述UV厌氧胶322通过UV灯照射进行固化，以使叶轮4的内壁牢固地安装在叶轮安装段上上，从而提升叶轮4的拔脱力。由于第二段的直径小于所述第一段的直径形成了台阶，相比于叶轮4安装在光轴上的情况，可以在第二段上有更多的UV厌氧胶322将叶轮4粘接在转轴32上。此外，转轴32的第一段也具有滚花321，使叶轮4和转轴32的摩擦力增大。即使转子组件3高速旋转，叶轮4也不会发生脱落，叶轮4的拔脱力增大，提高本实用新型的使用寿命和使用安全性。另外，叶轮4优选一体注塑成型。

进一步，所述线圈组件24通过多根插针25与PCB组件5连接，所述 PCB组件5包括PCB板51和安装在所述PCB板51上的连接器52，所述 PCB板51在对应于每根所述插针25的位置分别设置有针孔，每根插针25 分别伸入对应位置的所述针孔后连接所述PCB板51。针孔数量与定子组件 2内部的插针25数量保持一致，使得插针25可以插入针孔内，且通过焊接使PCB组合与定子组件2能固定安装在一起，PCB板51上焊接有连接器 52，连接器52用于与外接电源连接而给线圈组件24通电，使得电机带动叶轮4旋转。

进一步，所述轭部21的内壁周向均匀布置有多条卡槽211，所述齿部 22的每条外齿分别卡入一所述卡槽211内，便于齿部22快速安装到轭部 21上。优选地，所述外齿远离内筒体的一端的宽度相对外齿靠近内筒体的一端的宽度扩大从而形成定位凸起223，所述定位凸起223卡入所述卡槽211内，定位凸起223可以增大外齿与轭部21的接触面积，从而提高两者的连接强度以及降低接触应力。

进一步，还包括穿装在所述转轴32上的硅胶套34，所述转轴32上的轴承33有两个，所述硅胶套34位于两个所述轴承33之间，以用于减少转子组件3在转动时产生的振动。

本实用新型的工作原理如下：通过连接器52连接外接电源，给PCB 板51通电，进而通过插针25给缠绕在线圈骨架23上的线圈组件24通电，通过电磁效应，驱动安装在定子组件2内部的磁铁旋转，磁铁固定安装在轴上，进而带动轴旋转，叶轮4固定安装在轴上，轴的旋转带动叶轮4的旋转。

对比例1

对比例1采用图1的现有结构，对比例1的定子铁芯的齿部远离轭部的一端相互之间完全断开形成贯通的开口槽A，其它结构与实施例一致。

对比例2

对比例2取消了实施例的隔磁凹槽，其它结构与实施例一致。

对比例1与本实施例的齿槽转矩峰值的对比结果，以及对比例2与本实施例的漏磁情况对比结果如下：

参照图10，对比例1的齿槽转矩峰值为0.0033N·m。

参照图11，本实用新型实施例的定子铁芯的齿部的内筒体侧壁没有断开，内壁具有完整的圆柱面时，齿槽转矩峰值为0.001N·m，本实用新型实施例的结构的齿槽转矩峰值比对比例1的齿槽转矩峰值小0.0023N·m，由此可见定子铁芯齿部的内筒体具有完整的圆柱面、侧壁未断开形成开口槽时，转子组件3转动时没有齿槽转换的转矩脉动或很小，可以有效减小电机齿槽转矩从而降低电机的噪音。

参照图12，对比例2中的没有隔磁凹槽时，漏磁的磁力线224有三条，参照图13，本实用新型实施例的有隔磁凹槽时漏磁的磁力线224只有一条，可见定子铁芯齿部设计有隔磁凹槽，可有效减少漏磁，提高本实用新型实施例的工作效率。本实用新型实施例在定子铁芯的内筒体上设置隔磁槽，可以使得隔磁槽更薄，磁阻更大，磁阻大了漏磁通过得更少，隔磁效果更好。

综上所述，本实用新型实施例通过将内筒体的内壁设置为完整的圆柱面222，在内筒体的外壁设置隔磁凹槽，提高效率的同时可以降低齿槽转矩减小振动和噪音。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高速风筒无刷电机，其特征在于，包括外壳、定子组件和转子组件，其中：

所述定子组件包括定子铁芯和线圈组件，所述定子铁芯包括中空的轭部和安装在所述轭部内壁上的齿部，所述轭部的外壁固定安装在所述外壳的内壁上，所述齿部包括一体成型的内筒体及设置于内筒体外壁上的N个外齿并且N≥2，所述内筒体的内壁为完整的圆柱面，N个所述外齿围绕所述圆柱面的中心线均匀布置，所述内筒体的外壁上设置有N条隔磁凹槽并且这N条隔磁凹槽周向均匀布置，每相邻的两个外齿之间分别设置一条所述隔磁凹槽，每条所述隔磁凹槽均沿着所述内筒体的轴向通长设置，所述线圈组件缠绕在所述齿部的外齿上；

每条所述隔磁凹槽均为V形槽并且开口朝向所述内筒体外；

所述转子组件包括转轴和安装在所述转轴上的转子磁铁，该转轴通过轴承安装在该外壳的内壁上，所述转子磁铁与所述圆柱面之间存在气隙。

2.根据权利要求1所述的一种高速风筒无刷电机，其特征在于，所述线圈组件通过多根插针与PCB组件连接，所述PCB组件包括PCB板和安装在所述PCB板上的连接器，所述PCB板在对应于每根所述插针的位置分别设置有针孔，每根插针分别伸入对应位置的所述针孔后连接所述PCB板。

3.根据权利要求1所述的一种高速风筒无刷电机，其特征在于，所述轭部的内壁周向均匀布置有多条卡槽，所述齿部的每条外齿分别卡入一所述卡槽内。

4.根据权利要求3所述的一种高速风筒无刷电机，其特征在于，所述外齿远离内筒体的一端的宽度相对外齿靠近内筒体的一端的宽度扩大从而形成定位凸起，所述定位凸起卡入所述卡槽内。

5.根据权利要求1所述的一种高速风筒无刷电机，其特征在于，对于任意相邻的两个外齿，它们对称设置在它们之间的隔磁凹槽的两侧。

6.根据权利要求1所述的一种高速风筒无刷电机，其特征在于，所述转子磁铁为环形的整体结构。

7.根据权利要求1所述的一种高速风筒无刷电机，其特征在于，还包括穿装在所述转轴上的硅胶套，所述转轴上的轴承有两个，所述硅胶套位于两个所述轴承之间，以用于减少转子组件在转动时产生的振动。

8.根据权利要求1所述的一种高速风筒无刷电机，其特征在于，每个所述外齿上均设置有绕线槽，所述线圈组件缠绕在所述绕线槽上。

9.根据权利要求1所述的一种高速风筒无刷电机，其特征在于，所述转子磁铁安装在所述转轴的转子磁铁安装段上，所述转子磁铁安装段包括A段和B段，所述A段设置有滚花，所述A段和B段上均设置有UV厌氧胶，所述B段的直径小于所述A段的直径，从而在A段靠近B段的端部形成台阶，以提高转子磁铁安装段上的UV厌氧胶的储存量，所述UV厌氧胶通过UV灯照射进行固化，以使转子磁铁的内壁牢固地粘接在转子磁铁安装段上。

10.根据权利要求1所述的一种高速风筒无刷电机，其特征在于，所述转轴具有叶轮安装段，以用于与叶轮的内壁接触来固定安装叶轮的内壁，所述叶轮安装段包括第一段和第二段，所述第一段设置有滚花，所述第一段和第二段上均设置有UV厌氧胶，所述第二段的直径小于所述第一段的直径，从而在第一段靠近第二段的端部形成台阶，以提高叶轮安装段上的UV厌氧胶的储存量，所述UV厌氧胶通过UV灯照射进行固化，以使叶轮的内壁牢固地安装在叶轮安装段上。

Images