一种用于大功率电镐的内置式双绝缘直流无刷电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动工具领域，具体说是用于大功率电镐的内置式双绝缘直流无刷电机。
【背景技术】
[0002]电镐是一种广泛应用于管道敷设、机械安装、给排水设施建设、室内装修、港口设施建设和其他建设工程施工的手持式电动工具，适用于对混凝土、砖石结构、沥青路面进行破碎作业等。目前传统电镐(electric breaker)以单相串励电机为动力，具有机械特性软，电刷易磨损等缺点，极大的影响了电镐的使用寿命与效率。直流无刷电机因为效率高、转矩特性优异、体积小，特别适合替代串励电机在电动工具上的应用。然而目前因技术原因直流无刷技术在电动工具领域尤其是在大功率电镐上的应用还没形成机电一体化产品并广泛推广。
【发明内容】
[0003]针对上述技术问题，本发明提供一种设计合理、安装维护方便、寿命更长、效率更高、转矩特性更好的双绝缘直流无刷电机。
[0004]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种用于大功率电镐的内置式双绝缘直流无刷电机，包括壳体，该壳体内设置有一无刷电机定子，该定子内配合设有一无刷电机转子，所述转子安装在一传动轴的中部，该传动轴一端设置有驱动所述转子旋转的驱动模块，传动轴另一端安装在壳体的端盖上。
[0005]作为优选，在壳体上靠近传动轴所述一端成型有一圆槽，在该圆槽槽底设置有弹垫，弹垫上安装一轴承，传动轴所述一端的末端安装在轴承上。
[0006]作为优选，所述定子包括层叠成柱状的定子硅钢片和设置在定子硅钢片轴向两端的塑胶件，该塑胶件上缠绕有与所述驱动模块连接的线包，该线包与硅钢片隔离布置，所述塑胶件与壳体固定连接。
[0007]作为优选，所述驱动模块包括设置有驱动芯片的电路板，该电路板的供电由电镐开关控制，所述线包与电路板电连接。
[0008]作为优选，所述电路板封装在散热器一侧面上，该散热器与壳体固定连接。
[0009]作为优选，所述散热器另一侧面设有数个方块状的散热齿。
[0010]作为优选，沿所述散热器周壁轴向设置有挡边，挡边上设置有供传动轴所述一端通过的凹槽。
[0011]作为优选，所述转子包括与所述定子硅钢片配合的层叠成柱状的转子硅钢片，该转子硅钢片轴向端面的周壁内嵌有磁钢片，在转子硅钢片和磁钢片外周包覆有转子护套。
[0012]作为优选，在传动轴所述另一端设置有散热风扇。
[0013]作为优选，在散热风扇与所述定子之间设置有塑料隔离环片。
[0014]本发明采用智能驱动模块控制，以无刷电机替代传统串励电机作为电镐动力其优点如下:
1、无碳刷、无转子绕组，电机结构变得更简单，可以做到电机免维护；
2、传统的串联励驱动，碳刷与转子电接触工作中始终产生电火花，不适合在一些特殊场所使用，无刷电机则没有这方面的顾虑；
3、电镐无刷电机采用智能模块控制，对电机的工作状态可实时监控、故障报警等，不用担心烧电机；
4、电镐中无刷智能控制模块，通过算法优化，比传统的无刷控制策略采用了更少的硬件资源，PCB体积做到了最小，在结构上通过模块散热器创新性设计，以最小的尺寸，最省的材料满足了控制系统散热要求，因此控制模块性价比极高，具有很好的市场竞争力；
5、整套无刷控制系统基于电镐壳体现有结构量身定制，电镐壳体无需二次开模，其外形尺寸能适应市面上绝大部分电镐结构的无刷升级，少了碳刷部件后电镐的装配流程更顺畅、快捷。
[0015]6、采用本发明通过串励替换使电镐从有刷走向无刷，从开关控制走向智能控制，效率能提高30%以，而寿命是传统串励驱动的好几倍。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的剖视结构示意图。
[0017]图2是本发明中定子的立体结构示意图。
[0018]图3是本发明中转子的立体结构示意图。
[0019]图4是本发明中驱动模块的立体结构示意图。
[0020]图5是图4的另一方向的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合图1、图2、图3、图4和图5详细介绍用于大功率电镐的内置式双绝缘直流无刷电机，其包括壳体2，该壳体内设置有一无刷电机定子6，该定子内配合设有一无刷电机转子7，所述转子安装在一传动轴9的中部，该传动轴一端设置有驱动所述转子旋转的驱动模块5，传动轴另一端安装在壳体的端盖上。
[0022]在壳体上靠近传动轴所述一端成型有一圆槽1，在该圆槽槽底设置有弹垫3，弹垫上安装一轴承4，传动轴所述一端的末端安装在轴承上。在安装时，圆槽内涂抹适量黄油，然后依次放上弹垫、轴承，并将轴承所述一端的末端敲进圆槽的轴承里。
[0023]所述定子6包括层叠成柱状的定子硅钢片63和设置在定子硅钢片轴向两端的塑胶件61，该塑胶件上缠绕有与所述驱动模块连接的线包62，该线包与硅钢片隔离布置，使得线包与硅钢片电气隔离，所述塑胶件与壳体固定连接；同时定子硅钢片与壳体及两固定定子的内六角螺丝也通过塑胶件实现电气隔离，从而使定子实现双重绝缘保护。
[0024]本发明的驱动模块5包括设置有驱动芯片的电路板51，该电路板的供电由电镐开关控制，所述线包与电路板电连接。电路板采用高精度控制算法及大功率可靠全桥驱动芯片来替代传统的大电容控制方式，实现无电容、无霍尔控制；所述电路板封装在散热器52一侧面上，该散热器与壳体固定连接，散热器外形似龟状，另一侧面的散热齿做成独立有序排列的小方块以增加散热面积；沿所述散热器周壁轴向设置有挡边53，挡边上设置有供传动轴所述一端通过的凹槽54，方便安装；挡边可对内部灌封胶形成粘附作用。驱动模块安装在壳体底部，散热器的所述另一侧面紧挨风道入口，确保能够及时降低模块工作时产生的热量；驱动模块通过两内六角螺丝固定，安装简便。
[0025]在实施过程中，电路板的进出线总计五根，进线两根与电镐控制开关相连，接入单相电源；出线三根与无刷电机定子线包相接，为三相电源。开关动作使驱动模块得电，按设定频率输出三相脉冲电压，从而在定子上产生旋转磁场，转子便跟随定子磁场一起同步转动；开关复位，驱动模块停止工作，旋转磁场消失，转子停转。
[0026]本发明的转子7包括与所述定子硅钢片配合的层叠成柱状的转子硅钢片73，该转子硅钢片轴向端面的周壁内嵌有磁钢片72，在转子硅钢片和磁钢片外周包覆有转子护套71。转子磁钢片为稀土永磁材料钕铁硼，内嵌在转子硅钢片四周，其外部以一层钢护套包裹，以防止转子高速旋转过程中磁钢片脱落、碎裂。
[0027]在传动轴所述另一端设置有散热风扇8 ;在散热风扇与所述定子之间设置有塑料隔离环片10，以使风扇工作时杂物不污染到减速机构；所述散热风扇、无刷电机定子与传动轴在电机外部预先组装成部件，再与电镐内部无刷电机转子、无刷电机驱动模块等进行有序配合。转子装配到位后，转子部分处于定子内，转子护套与定子内壁应留有约0.5_间隙。
[0028]本发明的装配过程如下:
第一步，在壳体右侧底部圆槽处涂抹适量黄油，然后依次放上弹垫、轴承，并将轴承敲进圆槽里面。
[0029]第二步，装配无刷电机驱动模，将驱动模块供电电源线从壳体右侧出线口引出，三根带负载线从壳体左侧型腔中引出，将驱动模块从左往右推到壳体底部，直到两安装U行槽跟壳体最底部的凸台重合，然后用两只内六角螺丝将其固定。
[0030]第三步，装配无刷电机定子，使无刷电机定子两固定孔与电镐壳体内壁第二层凸台螺纹孔同心装配，从左往右将无刷电机定子推进电镐壳体里面，直到与壳体内壁第二层凸台重合，再用内六角螺丝将其固定。电机驱动模块引出的三根负载线与定子线包引出的三根导线错位焊接，并绝缘处理，定子装配好后，再将塑料隔离环片紧贴无刷电机定子插入壳体型腔内。
[0031]第四步，装配无刷电机转子部件，将无刷电机转子、散热风扇预先与传动轴装配成转子部件，在第三步基础上将转子部件塞进壳体内，并将传动轴前端敲进轴承内与之配合。
[0032]第五步，装配带齿轮减速机构的左端盖，完成上述四步装配后，使传动轴穿过左端盖一侧内部轴承，左端盖通过定位销与电镐壳体定位，再用木锤将左端盖与壳体敲紧，然后用内六角螺丝将左端盖锁紧到壳体上，至此完成电镐无刷电机装配。
[0033]上述实施方式仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。
【主权项】
1.一种用于大功率电镐的内置式双绝缘直流无刷电机，包括壳体，该壳体内设置有一无刷电机定子，该定子内配合设有一无刷电机转子，其特征在于:所述转子安装在一传动轴的中部，该传动轴一端设置有驱动所述转子旋转的驱动模块，传动轴另一端安装在壳体的端盖上。
2.根据权利要求1所述无刷电机，其特征在于:在壳体上靠近传动轴所述一端成型有一圆槽，在该圆槽槽底设置有弹垫，弹垫上安装一轴承，传动轴所述一端的末端安装在轴承上。
3.根据权利要求1所述无刷电机，其特征在于:所述定子包括层叠成柱状的定子硅钢片和设置在定子硅钢片轴向两端的塑胶件，该塑胶件上缠绕有与所述驱动模块连接的线包，该线包与硅钢片隔离布置，所述塑胶件与壳体固定连接。
4.根据权利要求3所述无刷电机，其特征在于:所述驱动模块包括设置有驱动芯片的电路板，该电路板的供电由电镐开关控制，所述线包与电路板电连接。
5.根据权利要求4所述无刷电机，其特征在于:所述电路板封装在散热器一侧面上，该散热器与壳体固定连接。
6.根据权利要求5所述无刷电机，其特征在于:所述散热器另一侧面设有数个方块状的散热齿。
7.根据权利要求4所述无刷电机，其特征在于:沿所述散热器周壁轴向设置有挡边，挡边上设置有供传动轴所述一端通过的凹槽。
8.根据权利要求3所述无刷电机，其特征在于:所述转子包括与所述定子硅钢片配合的层叠成柱状的转子硅钢片，该转子硅钢片轴向端面的周壁内嵌有磁钢片，在转子硅钢片和磁钢片外周包覆有转子护套。
9.根据权利要求1所述无刷电机，其特征在于:在传动轴所述另一端设置有散热风扇。
10.根据权利要求9所述无刷电机，其特征在于:在散热风扇与所述定子之间设置有塑料隔离环片。
【专利摘要】本发明涉及电动工具领域，具体说是用于大功率电镐的内置式双绝缘直流无刷电机，其包括壳体，该壳体内设置有一无刷电机定子，该定子内配合设有一无刷电机转子，所述转子安装在一传动轴的中部，该传动轴一端设置有驱动所述转子旋转的驱动模块，传动轴另一端安装在壳体的端盖上。采用本发明通过串励替换使电镐从有刷走向无刷，从开关控制走向智能控制，效率能提高30％以，而寿命是传统串励驱动的好几倍。
【IPC分类】H02K29-00
【公开号】CN104659999
【申请号】CN201510076392
【发明人】綦锋, 陈春跃, 朱凡江, 刘亮, 廖锋维
【申请人】长沙启科电子有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月13日