一种直流永磁无槽无刷电机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种永磁直流无槽无刷电机，包括：壳体组件、定子组件和转子组件，所述壳体组件由前端盖、后端盖和机壳构成，所述定子组件包括定子铁芯和骨架，所述骨架上卷绕有绕线线包，转子组件包括转轴，所述转轴的两端分别经从前端盖、后端盖延伸而出，所述的定子组件还包括有PCB板，所述PCB板内置于所述壳体组件内，并通过引出线与外部电源连接，所述壳体组件和转轴围合成一腔体，所述定子组件均被密封在该腔体内，所述骨架在装入定子铁芯内为由弧形卷元件连接的片状骨架，在片状骨架卷绕有绕线线包后，所述片状骨架可卷圆封闭为圆筒状骨架，所述圆筒状骨架可设置于定子铁芯内。
【专利说明】
一种直流永磁无槽无刷电机
技术领域
[0001]本实用新型涉及永磁直流电机技术领域，特别是涉及一种永磁直流无刷电机。
【背景技术】
[0002]以直流空心杯有刷电机为主要代表传统的直流无槽电机，具有基本没有齿槽力矩的优点，响应迅速;但因为不含绕线线圈外无铁芯，漏磁大，永磁体的利用率不高，运用局限于尺寸不大，功率不很高的场合;并且绕线线圈的加工成型工艺复杂，具有生产效率低，生产成本偏高的缺点。
[0003]相比之下，无刷直流电机利用永磁体进行旋转，而线圈成为定子的一部分，因此不必使用换向器和电刷系统也能励磁，所以，这种类型的电机即便在超高速运行状态下，也能保持极长、并且无故障的使用寿命，以直流有槽无刷电机为代表的普通无刷电机的定子绕线工艺相对空心杯绕线线圈的绕线工艺简单，但因为有定子齿，从而有齿槽力矩的存在，将使电机的响应时间加长，电机输出力矩波动等问题不可避免，从而限制了此类无刷电机的运用场合。
[0004]此外，目前市面上的一些无槽无刷电机，采用电路板外置的方式，该放置方式由于无法实现一体化，不仅影响移动操作，而且体积大占用空间大，给使用者带来了很大的不便，为了避免这种缺陷，将电路板内置于壳体内，但内置电路板流过的电流比较大，很容易导致电机的升温过大，从而引发电机不良。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供的一种空心杯电机，将骨架展开为片状骨架进行绕线，具有绕线工艺简单，设备实现起来容易，生产效率高，不良率低等优点；通过安装散热片来实现内部散热，防止因内置PCB板导致的电机温度过高及驱动电路的损坏，延长了电机的使用寿命；在安装PCB板时，可通过骨架的定位柱进行精准快速的定位安装，不必通过旋转PCB板即可准确的定出安装位置，提高了安装效率，避免因为PCB板旋转时造成的断线等问题。
[0006]具体来说，本实用新型提供了如下技术方案:
[0007]—种永磁直流无槽无刷电机，包括:壳体组件、定子组件和转子组件，所述壳体组件由前端盖、后端盖和机壳构成，所述定子组件包括定子铁芯和骨架，所述骨架上卷绕有绕线线包，转子组件包括转轴，所述转轴的两端分别经从前端盖、后端盖延伸而出；
[0008]所述骨架在装入定子铁芯内为由弧形卷元件连接的片状骨架，在片状骨架卷绕有绕线线包后，所述片状骨架可卷圆封闭为圆筒状骨架，所述圆筒状骨架可设置于定子铁芯内。
[0009]优选地，所述的圆筒状骨架封闭处可通过高压胶水连接或者激光焊接连接进行封闭。
[0010]优选地，所述的片状骨架包括两片以上弧形卷元件依次连接而成。
[0011 ]优选地，所述的片状骨架包括三片弧形卷元件依次连接而成。
[0012]优选地，所述的骨架通过粘合剂与定子铁芯固定连接。
[0013]优选地，所述的所述壳体组件和转轴围合成一腔体，所述定子组件均被密封在该腔体内。
[0014]优选地，所述的定子组件还包括有PCB板，所述PCB板内置于所述壳体组件内，并通过引出线与外部电源连接。
[0015]优选地，所述的PCB板上设置有定位孔，对应的所述骨架上设置有定位柱，通过定位柱安装于PCB板上的定位孔将PCB板与骨架进行安装连接，所述的PCB板上侧和/或下侧设置有散热片。
[0016]优选地，所述的绕线线包线头焊接在PCB板对应的焊盘上。
[0017]优选地，所述的转子组件还包括永磁体和轴承。
[0018]优选地，所述的轴承包括前端轴承和后端轴承，分别设置于前端盖和后端盖内。
[0019]与现有技术相比，本发明提供的无槽式无刷直流电机，具有以下有益效果:
[0020]I)骨架装配前采用展开为片状骨架的方式，然后进行绕线，具有绕线工艺简单，设备实现起来容易，生产效率高，不良率低等优点。
[0021]2)PCB板采用内置的方式置于壳体内，同时为防止电路损坏和电机温度过高，采用散热片来实现内部散热。该结构的改进有效解决了现有技术电路板外置不便及电路板内置温度增高的问题。
[0022]3)在安装PCB板时，可通过骨架上设置的定位柱进行精准快速的定位安装，不必通过旋转PCB板即可准确的定出安装位置，提高了安装效率，避免因为PCB板旋转时造成的断线等问题。
[0023]4)该电机没有齿槽结构，有效避免齿槽转矩波动及齿槽所引起的损耗，电机的噪音明显下降，且该电机在静态时的齿槽扭力几乎为零。
[0024]5)该无槽结构的设计有效降低了高速运转时电机的温升、噪音及振动，该电机在高速运转中工作性能平稳且干扰力矩小。
[0025]6)本发明还具有结构简单、设计合理、操作便捷、工作效率高及使用寿命长等特点。
【附图说明】
[0026]图1是本实用新型的永磁直流无槽无刷电机的透视分解示意图。
[0027]图2是本实用新型的永磁直流无槽无刷电机的骨架展开示意图。
[0028]附图符号说明如下:
[0029]11-机壳；111-前端盖；112_后端盖；12-定子铁芯；13-PAB板；131-定位孔；132_引出线；14-骨架;141-定位柱；142-弧形卷元件;15-绕线线包;21-永磁体;22-转轴;231-前端轴承;232-后端轴承。
【具体实施方式】
[0030]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
[0031]图1为本实用新型提供的永磁直流无槽无刷电机的透视分解示意图，包括:壳体组件、定子组件和转子组件，壳体组件由前端盖111、后端盖112和机壳11构成，前端盖111和后端盖112分别安装于机壳11两侧形成一容纳腔体，由壳体组件组成的容纳腔体内包括有定子组件和转子组件;定子组件包括定子铁芯12、PCB板13和骨架14，骨架14由绝缘材料压铸形成，优选地，可以采用尼龙材质，骨架14上卷绕有绕线线包15(参见附图2)，绕线线包15线头焊接在PCB板13对应的焊盘上进行固定，PCB板13上通过引出线132连接外部电源，PCB板13上还设置有定位孔131;转子组件包括永磁体21、转轴22、前端轴承231和后端轴承232，前端轴承231和后端轴承232分别安装于前端盖111和后端盖112内，转轴22的两端分别经从前端盖111、后端盖112延伸而出。
[0032]优选地，转子组件可包括多个轴承，并不仅限于本实施例中的两个轴承，前端轴承231和后端轴承232。
[0033]内置于电机内的PCB板13可以是单纯用于接线的PCB线路板，也可以是安装有霍尔元件的PCB线路板。
[0034]图2为本实用新型提供的永磁直流无槽无刷电机的骨架14的展开示意图，骨架14展开后为如图的片状骨架，优选地，由三片弧形卷元件142依次连接而成，骨架14在装入定子铁芯前展开为由弧形卷元件142连接组成的片状骨架，在片状骨架卷绕有绕线线包15后，将片状骨架卷圆封闭为圆筒状骨架，封闭处可通过高压胶水连接或者激光焊接连接进行封闭。其中，圆筒状骨架可设置于定子铁芯内，并通过粘合剂将圆筒状骨架与定子铁芯12固定连接。
[0035]优选地，片状骨架的弧形卷元件142的数目不仅限于本实施例的三片弧形卷元件142，其它数目的弧形卷元件142构成的片状骨架也在本实用新型的保护范围内，片状骨架可以由两片以上的弧形卷元件142连接构成，最后通过卷圆封闭为圆筒状骨架。
[0036]如图2所示，骨架14上还设置有定位柱141，通过定位柱141安装于PCB板13上的定位孔131进行精准快速的定位安装，可以不通过旋转PCB板13即可快速准确的定出位置，提高安装了效率，避免因为旋转PCB板13时可能造成的断线等缺陷。
[0037]优选地，永磁体21由具有强磁性的粘结钕铁硼、烧结钕铁硼、锶钡铁氧体和/或铝镍钴制成。特别优选地，永磁体21采用烧结钕铁硼制成，这种材料具有高磁能积、高一致性、低失重、优良耐腐蚀性和良好的亲胶性等特点，它可以最大限度的提供励磁磁动势，进一步提高电机的效率。
[0038]其中，定子铁芯12采用硅钢片冲制后叠铆形成圆环状构成。
[0039]PCB板13上侧和/或下侧设置散热片，通过散热片来实现内部散热，防止因内置PCB板13导致的电机温度过高及驱动电路的损坏，且延长了电机的使用寿命。
[0040]根据以上描述，壳体组件和转轴22的两延伸端围合成一封闭腔，体，定子铁芯12、骨架14、绕线线包15、PCB板13、散热片、轴承和永磁体21等部件均被密封在该腔体内。[0041 ]通过以上结构，本实用新型的永磁直流无槽无刷电机的装配步骤具体如下:
[0042]步骤一:将片状骨架14装入绕线模，按相进行绕线构成绕线线包15，将绕好的绕线线包15的片状骨架卷圆成圆筒状骨架，通过激光焊接将卷圆封闭处封闭；
[0043]步骤二:将圆筒状骨架装入定子铁芯12，通过高温胶水将定子铁芯12与圆筒状骨架固定在一起；
[0044]步骤三:前端轴承231装入前端盖111中，前端盖111与机壳11过盈配合连接，将定子铁芯12和骨架14 一同装入装好前端轴承231的壳体组件中；
[0045]步骤四:然后将装好永磁体21的转轴22装入定子铁芯12和前端轴承231中；
[0046]步骤五:PCB板13通过骨架14上的定位柱141进行定位，安装于PCB板13的定位孔131内，将绕线线包15的线头对应的焊接在PCB板13上对应的焊盘上，通过封胶固定；
[0047]步骤六:最后将后端轴承232装入后端盖112中，后端盖112与机壳11过盈配合连接，将装好后端轴承232的壳体组件装入。
[0048]上述装配过程中，前端盖111和后端盖112与机壳还可以通过胶水或铆壳进行固定。
[0049]通过此装配工艺后的本实用新型的永磁直流无槽无刷电机，将骨架14展开为片状骨架进行绕线，具有绕线工艺简单，设备实现起来容易，生产效率高，不良率低等优点;通过安装散热片来实现内部散热，防止因内置PCB板13导致的电机温度过高及驱动电路的损坏，延长了电机的使用寿命;在安装PCB板13时，可通过骨架14的定位柱141进行精准快速的定位安装，不必通过旋转PCB板13即可准确的定出安装位置，提高了安装效率，避免因为PCB板13旋转时造成的断线等问题。
[0050]以上所述仅为本实用新型较佳实施例，并不用于局限本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均需要包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种永磁直流无槽无刷电机，包括壳体组件、定子组件和转子组件，其特征在于，所述壳体组件由前端盖(111)、后端盖(112)和机壳(11)构成，所述定子组件包括定子铁芯(12)和骨架(14)，所述骨架(14)上卷绕有绕线线包(15)，转子组件包括转轴(22)，所述转轴(22)的两端分别经从前端盖(111)、后端盖(112)延伸而出； 所述骨架(14)在装入定子铁芯(12)前展开为由弧形卷元件(142)连接组成的片状骨架，在片状骨架卷绕有绕线线包(15)后，所述片状骨架可卷圆封闭为圆筒状骨架，所述圆筒状骨架可设置于定子铁芯(12)内。2.根据权利要求1所述的永磁直流无槽无刷电机，其特征在于，所述的圆筒状骨架封闭处可通过高压胶水连接或者激光焊接连接进行封闭。3.根据权利要求1所述的永磁直流无槽无刷电机，其特征在于，所述的片状骨架包括两片以上弧形卷元件(142)依次连接而成。4.根据权利要求1所述的永磁直流无槽无刷电机，其特征在于，所述的片状骨架包括三片弧形卷元件(142)依次连接而成。5.根据权利要求1所述的永磁直流无槽无刷电机，其特征在于，所述的骨架(14)通过粘合剂与定子铁芯(12)固定连接。6.根据权利要求1所述的永磁直流无槽无刷电机，其特征在于，所述的壳体组件和转轴(22)围合成一腔体，所述定子组件均被密封在该腔体内。7.根据权利要求1所述的永磁直流无槽无刷电机，其特征在于，所述的定子组件还包括有PCB板(13)，所述PCB板(13)内置于所述壳体组件内，并通过引出线(132)与外部电源连接。8.根据权利要求7所述的永磁直流无槽无刷电机，其特征在于，所述的PCB板(13)上侧和/或下侧设置有散热片，所述的PCB板(13)上设置有定位孔(131)，对应的所述骨架(14)上设置有定位柱(141)，通过定位柱(141)安装于PCB板(13)上的定位孔(131)将PCB板(13)与骨架(14)进行安装连接。9.根据权利要求1所述的永磁直流无槽无刷电机，其特征在于，所述的转子组件还包括永磁体(21)和轴承。10.根据权利要求9所述的永磁直流无槽无刷电机，其特征在于，所述的轴承包括前端轴承(231)和后端轴承(232)，分别设置于前端盖(111)和后端盖(112)内。
【文档编号】H02K29/00GK205647221SQ201620469444
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】张用万
【申请人】深圳市万至达电机制造有限公司