CN219477713U - 机电设备及其空心杯无刷直流电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种机电设备及其空心杯无刷直流电机，该空心杯无刷直流电机包括轴向贯通的机壳，以及相互配合且安装于机壳内的定子组件与转子组件；定子组件包括定子铁芯和绕组，定子铁芯包括环状体以及在环状体的外周且沿环状体的外周圆周间隔设置的若干齿部，绕组绕设在齿部上；齿部的外侧面为弧形面，齿部的偏心距为1‑3mm，该空心杯无刷直流电机具有较低的齿槽转矩和较小的转矩脉动，有利于减小电机的噪音及减少电磁共振，且制造工艺相对简单，成本相对较低，有利于推广。

Description

机电设备及其空心杯无刷直流电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种机电设备及其空心杯无刷直流电机。

背景技术

传统的无刷空心杯电机受工艺的制约，线杯绕制工艺复杂，可拓展的空间有限，目前国内一般都是一对极的设计，国外标杆企业可以做到两对极的设计，但是工艺非常复杂，制程困难，导致次品率过高、制费过高，综合成本过高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种机电设备及其空心杯无刷直流电机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种空心杯无刷直流电机，包括轴向贯通的机壳，以及相互配合且安装于所述机壳内的定子组件与转子组件；

所述定子组件包括定子铁芯和绕组，所述定子铁芯包括环状体以及在所述环状体的外周且沿所述环状体的外周圆周间隔设置的若干齿部，所述绕组绕设在所述齿部上；所述齿部的外侧面为弧形面，所述齿部的偏心距为1-3mm。

在一些实施例中，所述定子组件还包括定子座，所述定子座包括安装部以及与所述安装部一端延伸的定位部，所述安装部安装于所述机壳的第一端，所述定位部安装于所述机壳内部，所述定子铁芯套设于所述定位部的外周。

在一些实施例中，所述定子组件还包括设于所述定子铁芯外周的胶体，所述齿部的外侧面露出于所述胶体，所述绕组绕设于所述胶体位于所述齿部的外周部分上。

在一些实施例中，所述定子组件还包括设于所述定子铁芯与所述安装部之间的控制板；所述安装部上设有用于供所述控制板的线缆穿出的过线孔。

在一些实施例中，所述控制板上设有若干霍尔传感器。

在一些实施例中，所述胶体朝向所述安装部一侧设有定位柱，所述控制板设有与所述定位柱插接配合的定位孔。

在一些实施例中，所述安装部的外周壁面与所述机壳过盈配合并通过厌氧胶固定连接。

在一些实施例中，所述转子组件包括转子端盖、转轴、转子外壳与磁环；

所述转子端盖与所述定子组件相对且间隔设置，所述转子外壳与所述定子铁芯轴向相对设置，所述转子外壳设于所述转子端盖的一端且位于所述定子铁芯的外围设置，所述磁环设于所述转子外壳的内壁面且与所述定子铁芯的外周相对且间隔设置，所述转轴穿设于所述转子端盖与所述定子座。

在一些实施例中，所述转子端盖包括端壁和由所述端壁延伸出的围壁，所述端壁与所述定子铁芯轴向相对设置；

所述转子外壳的一端与所述围壁过盈配合并通过厌氧胶固定连接。

在一些实施例中，所述磁环为采用正弦波充磁方式磁化的稀土磁环。

在一些实施例中，所述空心杯无刷直流电机还包括输出端盖，所述输出端盖与所述安装部分别位于所述机壳的两端设置，所述转轴的一端突出于所述输出端盖；

所述安装部设有第一轴承槽，所述输出端盖设有第二轴承槽，所述第一轴承槽内设有套设在所述转轴外周的第一轴承，所述第二轴承槽内设有套设在所述转轴外周的第二轴承。

在一些实施例中，所述输出端盖与所述机壳过盈配合并通过厌氧胶固定连接。

在一些实施例中，所述空心杯无刷直流电机还包括卡簧，所述卡簧套设于所述转轴突出于所述安装部的一端外周。

在一些实施例中，所述齿部的数量为十二个。

本实用新型还构造一种机电设备，包括上述任一实施例所述的空心杯无刷直流电机。

实施本实用新型具有以下有益效果：该空心杯无刷直流电机包括轴向贯通的机壳，以及相互配合且安装于机壳内的定子组件与转子组件；定子组件包括定子铁芯和绕组，定子铁芯包括环状体以及在环状体的外周且沿环状体的外周圆周间隔设置的若干齿部，绕组绕设在齿部上；齿部的外侧面为弧形面，齿部的偏心距为1-3mm，该空心杯无刷直流电机具有较低的齿槽转矩和较小的转矩脉动，有利于减小电机的噪音及减少电磁共振，且制造工艺相对简单，成本相对较低，有利于推广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，应当理解地，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可根据这些附图获得其他相关的附图。附图中：

图1和图2是本实用新型一些实施例中的空心杯无刷直流电机的结构示意图；

图3是本实用新型一些实施例中的空心杯无刷直流电机的侧视图；

图4是图3的空心杯无刷直流电机的A-A线的剖视图；

图5是图3的空心杯无刷直流电机的B-B线的剖视图；

图6是本实用新型一些实施例中的空心杯无刷直流电机的分解图；

图7是本实用新型一些实施例中的定子组件的结构示意图；

图8是本实用新型一些实施例中的定子铁芯的结构示意图；

图9是本实用新型一些实施例中的胶体的结构示意图；

图10是本实用新型一些实施例中的控制板的结构示意图；

图11和图12是本实用新型一些实施例中的转子组件的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

本实用新型公开一种机电设备，该机电设备包括但不限于电动螺丝刀、割草机以及医用机电装置，该机电设备可以是包括空心杯无刷直流电机。

请参阅图1至图12，本实用新型示出了一种空心杯无刷直流电机，包括轴向贯通的机壳1，以及相互配合且安装于机壳1内的定子组件2与转子组件3，该定子组件2与该转子组件3可以是同轴设置；

定子组件2包括定子铁芯21和绕组22，定子铁芯21包括环状体211以及在环状体211的外周且沿环状体211的外周圆周间隔设置的若干齿部212，绕组22绕设在齿部212上；齿部212的外侧面为弧形面，优选地，该齿部212的外侧面为向外凸起的弧形面，该齿部212的偏心距X为1-3mm(如图8所示)，优选地，该齿部212的偏心距可以是2mm。

该空心杯无刷直流电机具有较低的齿槽转矩和较小的转矩脉动，有利于减小电机的噪音及减少电磁共振，且制造工艺相对简单，成本相对较低，有利于推广。

在一些实施例中，该机壳1可以是圆管结构，其可以是采用金属材料如不锈钢进行加工而成。该机壳1可以是一体结构。

在一些实施例中，该齿部212的横截面大致为T型，可以是包括连接部以及与该连接部的端部连接的弧形部，该连接部的一端与该环状体211的外周连接，绕组22绕设在该连接部的外周上。优选地，齿部212的数量为十二个，当然，该齿部212的数量还可根据实际需求进行适当调整，这里不做具体限定。

优选地，该绕组22可以是采用漆包线绕制。可理解地，采用绕线式绕组，可以很好地提高绕线工艺的可靠性及极大提升绕线效率提高合格率。

在一些实施例中，该定子组件2还包括定子座23，定子座23包括安装部231以及与安装部231一端延伸的定位部232，安装部231安装于机壳1的第一端，该定位部232安装于机壳1内部，定子铁芯21套设于定位部232的外周。优选地，该安装部231的横截面尺寸大于该定位部232的横截面尺寸，该定位部232可以是管状结构，其可以由该安装部231的中心延伸而成。

优选地，该安装部231的外周壁面与机壳1过盈配合并通过厌氧胶固定连接，可以提高该定子组件2的安装稳定性，避免外力作用下组件之间被分离。

在一些实施例中，定子组件2还包括设于定子铁芯21外周的胶体24，齿部212的外侧面露出于胶体24，绕组22绕设于胶体24位于齿部212的外周部分上。

在一些实施例中，该定子组件2还包括设于定子铁芯21与安装部231之间的控制板25；安装部231上设有用于供控制板25的线缆251穿出的过线孔2311。该控制板25可以是PCA板，其可以是环状结构以套设在定位部232的外周，当然，该控制板25也可以是呈C型结构，或者U型结构，其结构以及尺寸可根据实际需求进行适当调整。

结合图7和图10所示，在一些实施例中，该控制板25上设有若干霍尔传感器252。该霍尔传感器252的数量可以是三个，三个霍尔传感器252间隔均匀设置。

在一些实施例中，该胶体24朝向安装部231一侧设有定位柱241，控制板25设有与定位柱241插接配合的定位孔253，即该控制板25可以是插接固定在该胶体24上。

具体参阅图5、图6、图11和图12，在一些实施例中，该转子组件3包括转子端盖31、转轴32、转子外壳33与磁环34；

该转子端盖31与定子组件2相对且间隔设置，该转子外壳33与定子铁芯21轴向相对设置，转子外壳33设于转子端盖31的一端且位于定子铁芯21的外围设置，该磁环34设于转子外壳33的内壁面且与定子铁芯21的外周相对且间隔设置，转轴32穿设于转子端盖31与定子座23。优选地，该磁环34可以是通过胶水等粘接剂固定在该转子外壳33的内表面。在一些实施例中，该转子组件3也可以被定义为空心杯本体。

优选地，该转子端盖31包括端壁311和由端壁311延伸出的围壁312，端壁311与定子铁芯21轴向相对设置，该端壁311的横截面尺寸小于该机壳1的横截面的内径，使得该端壁311的外周与该机壳1的内壁面之间相隔一定间隙。

该转子外壳33的一端与围壁312过盈配合并通过厌氧胶固定连接。

优选地，该磁环34为采用正弦波充磁方式磁化的稀土磁环。可理解地，采用磁环结构，使用正弦波充磁方式磁化稀土磁环，使磁环34的内表面的表磁波形接近完美的正弦波形状，为电机的反电动势提供正弦的解决方案、同时确保空心杯无刷直流电机的齿槽转矩极低接近于零的齿槽转矩。优选地，该稀土磁环可以是钕铁硼磁环。

在一些实施例中，该空心杯无刷直流电机还包括输出端盖4，输出端盖4与安装部231分别位于机壳1的两端设置，该转轴32的一端突出于输出端盖4，该转轴32的另一端可突出于该安装部231；

优选地，该安装部231设有第一轴承槽2312，输出端盖4设有第二轴承槽41，第一轴承槽2312内设有套设在转轴32外周的第一轴承26，第二轴承槽41内设有套设在转轴32外周的第二轴承42。优选地，环状体211位于定子铁芯21靠近该转子端盖31的一侧的内周设有第三轴承27，该第三轴承27套设在转轴32的外周。

优选地，该输出端盖4与机壳1过盈配合并通过厌氧胶固定连接。

优选地，该输出端盖4远离该定子组件2的一侧设有连接槽，以供外接设备的连接接头装入，该连接槽的周壁设有安装孔可供紧固件穿设。

在一些实施例中，该空心杯无刷直流电机还包括卡簧5，卡簧5套设于转轴32突出于安装部231的一端外周。

该空心杯无刷直流电机具有以下优点：功率密度、转矩密度大，电流密度小，热负荷数值小，电机的温升低，可以满足连续运行不烧机的使用诉求。

可以理解地，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种空心杯无刷直流电机，其特征在于，包括轴向贯通的机壳(1)，以及相互配合且安装于所述机壳(1)内的定子组件(2)与转子组件(3)；

所述定子组件(2)包括定子铁芯(21)和绕组(22)，所述定子铁芯(21)包括环状体(211)以及在所述环状体(211)的外周且沿所述环状体(211)的外周圆周间隔设置的若干齿部(212)，所述绕组(22)绕设在所述齿部(212)上；所述齿部(212)的外侧面为弧形面，所述齿部(212)的偏心距为1-3mm。

2.根据权利要求1所述的空心杯无刷直流电机，其特征在于，所述定子组件(2)还包括定子座(23)，所述定子座(23)包括安装部(231)以及与所述安装部(231)一端延伸的定位部(232)，所述安装部(231)安装于所述机壳(1)的第一端，所述定位部(232)安装于所述机壳(1)内部，所述定子铁芯(21)套设于所述定位部(232)的外周。

3.根据权利要求2所述的空心杯无刷直流电机，其特征在于，所述定子组件(2)还包括设于所述定子铁芯(21)外周的胶体(24)，所述齿部(212)的外侧面露出于所述胶体(24)，所述绕组(22)绕设于所述胶体(24)位于所述齿部(212)的外周部分上。

4.根据权利要求3所述的空心杯无刷直流电机，其特征在于，所述定子组件(2)还包括设于所述定子铁芯(21)与所述安装部(231)之间的控制板(25)；所述安装部(231)上设有用于供所述控制板(25)的线缆(251)穿出的过线孔(2311)。

5.根据权利要求4所述的空心杯无刷直流电机，其特征在于，所述控制板(25)上设有若干霍尔传感器(252)。

6.根据权利要求4所述的空心杯无刷直流电机，其特征在于，所述胶体(24)朝向所述安装部(231)一侧设有定位柱(241)，所述控制板(25)设有与所述定位柱(241)插接配合的定位孔(253)。

7.根据权利要求2所述的空心杯无刷直流电机，其特征在于，所述安装部(231)的外周壁面与所述机壳(1)过盈配合并通过厌氧胶固定连接。

8.根据权利要求2至7任一项所述的空心杯无刷直流电机，其特征在于，所述转子组件(3)包括转子端盖(31)、转轴(32)、转子外壳(33)与磁环(34)；

所述转子端盖(31)与所述定子组件(2)相对且间隔设置，所述转子外壳(33)与所述定子铁芯(21)轴向相对设置，所述转子外壳(33)设于所述转子端盖(31)的一端且位于所述定子铁芯(21)的外围设置，所述磁环(34)设于所述转子外壳(33)的内壁面且与所述定子铁芯(21)的外周相对且间隔设置，所述转轴(32)穿设于所述转子端盖(31)与所述定子座(23)。

9.根据权利要求8所述的空心杯无刷直流电机，其特征在于，所述转子端盖(31)包括端壁(311)和由所述端壁(311)延伸出的围壁(312)，所述端壁(311)与所述定子铁芯(21)轴向相对设置；

所述转子外壳(33)的一端与所述围壁(312)过盈配合并通过厌氧胶固定连接。

10.根据权利要求9所述的空心杯无刷直流电机，其特征在于，所述磁环(34)为采用正弦波充磁方式磁化的稀土磁环。

11.根据权利要求8所述的空心杯无刷直流电机，其特征在于，所述空心杯无刷直流电机还包括输出端盖(4)，所述输出端盖(4)与所述安装部(231)分别位于所述机壳(1)的两端设置，所述转轴(32)的一端突出于所述输出端盖(4)；

所述安装部(231)设有第一轴承槽(2312)，所述输出端盖(4)设有第二轴承槽(41)，所述第一轴承槽(2312)内设有套设在所述转轴(32)外周的第一轴承(26)，所述第二轴承槽(41)内设有套设在所述转轴(32)外周的第二轴承(42)。

12.根据权利要求11所述的空心杯无刷直流电机，其特征在于，所述输出端盖(4)与所述机壳(1)过盈配合并通过厌氧胶固定连接。

13.根据权利要求8所述的空心杯无刷直流电机，其特征在于，所述空心杯无刷直流电机还包括卡簧(5)，所述卡簧(5)套设于所述转轴(32)突出于所述安装部(231)的一端外周。

14.根据权利要求1至7任一项所述的空心杯无刷直流电机，其特征在于，所述齿部(212)的数量为十二个。

15.一种机电设备，其特征在于，包括上述权利要求1至14任一项所述的空心杯无刷直流电机。