定子结构及无刷直流电机的制作方法

本实用新型涉及无刷电机的技术领域，尤其是涉及一种定子结构及无刷直流电机。

背景技术：

无刷直流电机是一种电子换向的直流电动机，又称无换向器电动机或者无整流子直流电动机，它是用半导体逆变器取代了普通直流电动机中的机械换向器，构成没有换向器的直流电动机，由于无刷直流电机减少了碳刷与换向器之间摩擦的阻力，避免了由于磨损而产生的整机报废，使整机工作顺畅、经久耐用，而且避免了碳刷与换向器之间传动磨损而产生火花，使得其可以在特殊环境中操作使用；与普通直流电机相比，无刷直流电机耗电量小，工作时间及效率均提高30％以上，大大提高了工作效率；而且无刷直流电机还具有体积小、质量轻、节能、环保的优点。基于此，无刷直流电机使之广泛应用于交通、煤矿自动化和工业自动化、航空航天等领域。

然而现有技术中的无刷直流电机的定子结构为一体结构，采用该种定子结构的无刷直流电机在长时间工作情况下，往往定子铁芯会受损或者绕组出现故障，因此需要将整个定子结构拆除，并替换新的定子结构，在增加工作量的同时，还导致成本增加；而且定子结构的拆装也及其不方便，安装过程中费时费力。

因此，针对以上问题，提出一种可拆卸的定子结构以及能够降低成本的无刷直流电机是行业内亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种定子结构及无刷直流电机，能够避免定子铁心部分磨损或者部分绕组出现故障后被整体拆除，以及降低无刷直流电机的使用成本。

本实用新型提供的一种定子结构包括至少两个定子铁芯和绕组，所述定子铁芯之间相连形成环形结构；

每个所述定子铁芯均与对应的绕组相连。

进一步的，每个所述定子铁心上均设置有凹陷部和与所述凹陷部相适配的凸起部，所述定子铁芯之间相互扣合形成环形结构。

进一步的，所述绕组缠绕在所述定子铁芯与缠绕架之间，

或者直接缠绕在缠绕架上。

本实用新型提供的一种包括所述定子结构的无刷直流电机，还包括相互配合安装的端盖与壳体，所述无刷直流电机的转子组件贯穿所述定子结构，其中转子组件包括转子轴以及固定在转子轴外侧的转子铁芯，所述转子轴的两侧分别与所述端盖以及所述壳体配合连接。

进一步的，所述转子轴的两侧与所述端盖以及所述壳体之间均设置有轴承，所述轴承的内圈与所述转子轴之间采用过盈配合连接，所述轴承的外圈与所述端盖以及所述壳体之间采用过盈配合连接。

进一步的，所述转子轴的一端套设有用于卡接所述转子轴的弹弓介子。

进一步的，所述转子铁芯内部均匀嵌入多个永磁体，多个所述永磁体的中心位置设置有隔磁结构，且所述隔磁结构套设在所述转子轴的外侧。

进一步的，所述转子铁芯上设置有至少一个沿所述转子轴的轴向布置的螺旋式散热结构。

进一步的，所述螺旋式散热结构为螺旋式通孔，设置在所述转子轴表面与所述转子铁芯外表面之间的位置处；

或者，所述螺旋式散热结构为螺旋式凹槽，设置在所述转子铁芯表面的位置处。

进一步的，所述壳体和所述端盖上均设置有多个用于通风散热的通气孔。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的一种定子结构包括至少两个定子铁芯和绕组，定子铁芯之间相连形成环形结构，且每个定子铁芯均与对应的绕组相连，能够避免定子铁心部分磨损或者部分绕组出现故障后被整体拆除，只需将出现故障的部分拆除更换即可，且方便维修，以达到降低使用成本的目的。

本实用新型提供的无刷直流电机带有定子结构和转子组件，其中转子组件贯穿定子结构，该定子结构包括定子铁芯和绕组，当绕组与外界电源接通时，产生螺旋磁场，从而驱动转子组件在定子结构的内部旋转，进而使无刷直流电机进行工作，当定子结构部分磨损或出现故障后，只需将出现故障的部分拆除更换即可，且方便维修，进而有效降低了无刷直流电机的使用成本。

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定子结构的一种结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的定子结构的另一种结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的定子结构的定子铁芯的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的无刷直流电机结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的无刷直流电机的带有螺旋式通孔的转子组件结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的无刷直流电机的带有螺旋式凹槽的转子组件结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的无刷直流电机的转子组件侧视图。

图标：100-定子结构；101-定子铁芯；1011-凹陷部；1012-凸起部；102-绕组；103-缠绕架；200-转子组件；201-转子轴；202-转子铁芯；2021-螺旋式通孔；2022-螺旋式凹槽；203-隔磁结构；204-永磁体；300-端盖；400-轴承；500-壳体；600-螺钉；700-弹弓介子。

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1-7图所示。图1为本实用新型实施例提供的定子结构的一种结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的定子结构的另一种结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的定子结构的定子铁芯的结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的无刷直流电机结构示意图；图5为本实用新型实施例提供的无刷直流电机的带有螺旋式通孔的转子组件结构示意图；图6为本实用新型实施例提供的无刷直流电机的带有螺旋式凹槽的转子组件结构示意图；图7为本实用新型实施例提供的无刷直流电机的转子组件侧视图。

本实施例提供的一种定子结构包括至少两个定子铁芯101和绕组102，定子铁芯101之间相连形成环形结构；每个定子铁芯101均与对应的绕组102相连。

需要说明的是，该定子结构包括至少两个定子铁芯101和绕组102，定子铁芯101之间相连形成环形结构，且每个定子铁芯101均与对应的绕组102相连，能够避免定子铁心部分磨损或者部分绕组102出现故障后被整体拆除，只需将出现故障的部分拆除更换即可，且方便维修，从而降低使用成本，在一定程度上减小了企业资金压力。

本实施例的可选技术方案中，如图3所示，每个定子铁心上均设置有凹陷部1011和与凹陷部1011相适配的凸起部1012，定子铁芯101之间相互扣合形成环形结构。

具体的，凹陷部1011的侧壁设置有小凸台，凸起部1012的侧壁设置有与小凸台相适配的小凹槽，且小凸台和小凹槽均设置多个，可使凹陷部1011和凸起部1012固定的更加紧密。

需要说明的是，由于每个定子铁心上的凹陷部1011和凸起部1012相适配，在拼接定子铁芯101时，只需将凹陷部1011和凸起部1012相卡和即可，而且不会由于定子工作而松动。

本实施例的可选技术方案中，如图1所示，绕组102直接缠绕在缠绕架103上；定子铁心设置两个时，一般采用此种缠绕方法；当其中一个定子铁心磨损或者其中一组绕组102出现故障后，只需将出现故障的一个定子铁心或者一组绕组102更换即可。

本实施例的可选技术方案中，如图2所示，绕组102缠绕在定子铁芯101与缠绕架103之间；定子铁心设置多个时，一般采用此种缠绕方法；当其中一个或两个定子铁心磨损或者其中一组或两组绕组102出现故障后，只需将出现故障的定子铁心或者绕组102更换即可。

需要说明的是，定子铁心设置多个时，定子铁心之间的连接关系与定子铁心设置两个时的定子铁心连接关系相同。

本实施例提供的一种无刷直流电机包括上述定子结构100，还包括相互配合安装的端盖300与壳体500，无刷直流电机的转子组件200贯穿定子结构100，其中转子组件200包括转子轴201以及固定在转子轴201外侧的转子铁芯202，转子轴201的两侧分别与端盖300以及壳体500配合连接。

具体的，壳体500能够套装在定子结构100的外侧，端盖300扣合在壳体500的端部，并通过多个螺钉600将端盖300及定子结构100一同固定在壳体500的端部和内部，定子结构100内侧设置有转子组件200，转子轴201的两侧搭接在端盖300和壳体500上，当无刷直流电机通电时，定子结构100内部产生螺旋磁场，并与转子铁芯202上的磁场相互作用，从而驱动转子组件200在定子结构100内部围绕转子轴201高速旋转。

需要说明的是，该无刷直流电机带有定子结构100和转子组件200，其中转子组件200贯穿定子结构100，该定子结构100包括定子铁芯101和绕组102，当绕组102与外界电源接通时，产生螺旋磁场，从而驱动转子组件200在定子结构100的内部旋转，进而使无刷直流电机进行工作，当定子结构100部分磨损或出现故障后，只需将出现故障的部分拆除更换即可，且方便维修，进而有效降低了无刷直流电机的使用成本。

还需要说明的是，无刷直流电机还包括风扇组件，且风扇组件包括扇叶与风巢，扇叶套设在转子轴201一端，当转子轴201旋转时带动扇叶一同旋转，以便能够将无刷直流电机内部的热量吹到外部，进而达到散热的目的。

本实施例的可选技术方案中，转子轴201的两侧与端盖300以及壳体500之间均设置有轴承400，轴承400的内圈与转子轴201之间采用过盈配合连接，轴承400的外圈与端盖300以及壳体500之间采用过盈配合连接；具有连接方便的优点。

本实施例的可选技术方案中，转子轴201的一端套设有用于卡接转子轴201的弹弓介子700。

具体的，该弹弓介子700设置在端盖300内，并套设在转子轴201的一端上靠近转子轴201上的轴承400的位置，通过弹弓介子700能够将转子轴201的一端卡接，进而能够缓解了由于装配间隙引起的转子结构沿转子轴201的轴向移动的问题，从而降低了转子结构的移动产生的振动，进一步提高了无刷直流电机的工作寿命。

本实施例的可选技术方案中，如图7所示，转子铁芯202内部均匀嵌入多个永磁体204，使转子铁芯202成为一个永磁体204结构，在绕组102通电情况下产生螺旋磁场，并与转子铁芯202的磁场相互作用，从而驱动转子组件200围绕转子轴201旋转，通过改变通电状况能够控制转子组件200的转向以及转速情况。

具体的，多个永磁体204的中心位置设置有隔磁结构203，且隔磁结构203套设在转子轴201的外侧。

需要说明的是，由于永磁体204、变压器、线圈等均能够产生磁场，从而这些磁场之间会相互干扰，影响到无刷直流电机的正常工作，所以急需采取有效措施屏蔽强的磁干扰源，使得其他附近的元器件免受磁场干扰。

本实施例的可选技术方案中，转子铁芯202上设置有至少一个沿转子轴201的轴向布置的螺旋式散热结构。

需要说明的是，该螺旋式散热结构采用螺旋状的空间曲面结构，在转子轴201及转子铁芯202高速旋转时，能够在该螺旋状的空间曲面结构处产生螺旋气流，并能够将转子结构及整个无刷直流电机内部的热量吹到外界，从而对无刷直流电机的散热起到很好的效果；与此同时，传统电机主要是通过在转子轴201的端部增加扇叶达到散热的目的，而本实用新型提供的转子结构改变了传统的散热方式，直接将散热结构设置在转子铁芯202上，因此无需额外增设扇叶，减少了电机的组成零部件，在一定程度上有效减小了电机的体积和复杂程度，从而能够降低电机的制造成本。

具体的，如图5所示，螺旋式散热结构具体为螺旋式通孔2021，且该螺旋式通孔2021均匀设置在转子轴201表面与转子铁芯202外表面之间的位置处；由于转子铁芯202上沿转子轴201的轴向均匀布置多个螺旋式通孔2021，且每个螺旋式通孔2021内侧的孔壁均采用空间曲面结构；该螺旋式通孔2021的两端开口直径大小可以相等，也可以采用一端开口直径稍大而另一端开口直径稍小的方式，然而，为使无刷直流电机内部的热量更好地散发出去，以达到更好的通风散热效果，优选地，采用一端开口直径稍大而另一端开口直径稍小的方式。

具体的，如图6所示，螺旋式散热结构还可以采用螺旋式凹槽2022的结构，且多个螺旋式凹槽2022均匀布置在转子铁芯202表面的位置处；由于转子铁芯202上沿转子轴201的轴向均匀开设多个螺旋式凹槽2022，且每个螺旋式凹槽2022的内壁均采用空间曲面结构；该螺旋式凹槽2022可以采用均匀槽宽的方式，同时也可以采用一端槽宽稍大而另一端槽宽稍小的方式，然而为使无刷直流电机的散热效果更加良好，优选地，该螺旋式凹槽2022的槽宽采用一端稍大而另一端稍小的方式。

需要说明的是，采用螺旋式凹槽2022的散热结构的方式主要是针对转子铁芯202与转子轴201的直径差值较小的转子结构，由于转子铁芯202直径偏小，不便于在其上开设通孔，因此采取在转子铁芯202表面开槽的方式，以使得无刷直流电机达到更好的散热效果。

本实施例的可选技术方案中，壳体500和端盖300上均设置有多个用于通风散热的通气孔。

根据转子组件200的安装情况以及无刷直流电机的工作情况，该通气孔具体分为进气孔和出气孔，且两者分别设置在端盖300和壳体500上；当转子结构正向旋转时，如果端盖300上的为通气孔为进气孔，则壳体500上的为出气孔，此时转子结构上的螺旋式散热结构产生的气流将无刷直流电机内部的热量从壳体500上的出气孔吹出，与此同时，源源不断地从端盖300上的进气孔向无刷直流电机的内部通气，通过该过程实现散热的目的；当转子结构反向旋转时，气流方向相反，热量从端盖300上的出气孔被吹出，空气从壳体500上的进气孔通入，同样也能够达到散热的目的。

此外，本实用新型提供的无刷直流电机与普通直流电机相比采用高速低损耗同步整流PWM调制，具有严格的电流限幅和转矩控制，具有大启动转矩并能够获得更快的启动速度，采用开环控制，低磁干扰、抗干扰、抗震动性能强，还具有节能、环保、高效的优点，重点是该电机的转速每分钟可达到十二到十三万转速，应用在吸尘器领域中，可形成一股小的龙卷风，清洁效果好、且高效，与此同时还能够广泛应用于各大领域。

最后应说明的是：以上各个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。