一种高效率的直流无刷电机装置的制作方法

1.本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种高效率的直流无刷电机装置。


背景技术：

2.无刷电机在日常给新能源及其他机械机构提供动力源，占据非常重要的位置，但由于在工作过程中不可避免的内能的产生，导致无刷电机常常由于过热而损坏。
3.公开号为cn115037099a的专利文件公开了一种新能源汽车用高效防尘直流无刷电机，包括无刷电机本体，无刷电机本体外壁均匀开设有多个与无刷电机本体内部互通的散热仓，多个散热仓内部均转动设有散热吸尘机构，无刷电机本体外壁固定套设有外挡尘筒，位于外挡尘筒与无刷电机本体外壁之间转动套设有内挡尘壳，内挡尘壳外壁均匀固定设有多个齿条，无刷电机本体输出端贯穿至外挡尘筒外部并固定设有转动轴，转动轴轴身靠近外挡尘筒的一端固定套设有主动齿轮，由此解决了无刷电机外壁累积的灰尘过多会影响无刷电机的散热，内部灰尘累积过多会增加电机转动部件相互之间的摩擦力进而降低电机的使用寿命的问题。
4.上述装置存在以下不足，上述装置在使用时采用径向磁通电机式结构，槽满率和电机内部空间利用率都比较低，导致工作效率不能再提升，且上述装置在使用时需要分出部分动力来清扫灰尘，动力输出效率较低，清扫过程比较复杂，工作效率较低，同时上述装置在使用时的散热结构比较简单，散热效率较低，容易使电机在工作过程中积热严重，影响工作效率。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于针对上述存在的问题和不足，提供一种高效率的直流无刷电机装置，提升了整体的工作效率。
6.本发明所解决的技术问题为：（1）上述装置在使用时采用径向磁通电机式结构，槽满率和电机内部空间利用率都比较低，导致工作效率不能再提升；（2）上述装置在使用时需要分出部分动力来清扫灰尘，动力输出效率较低，清扫过程比较复杂，工作效率较低；（3）上述装置在使用时的散热结构比较简单，散热效率较低，容易使电机在工作过程中积热严重，影响工作效率。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种高效率的直流无刷电机装置，包括机壳筒，机壳筒的轴心处活动穿设有输出动力轴，机壳筒为两段夹一式结构，机壳筒的两段之间固定连接有第一散热器，输出动力轴的中部外周套设有第三散热器，第一散热器和第三散热器之间安装有若干个定子线圈，若干个定子线圈呈等角度均匀分布，定子线圈的内侧穿设有第二散热器，输出动力轴的两侧且位于机壳筒内均固定套设有转子支架，两个转子支架靠近定子线圈的一侧均固定安装有若干个转子磁芯块，若干个转子磁芯块呈等角
度均匀分布，机壳筒的两端外周且靠近第一散热器的两端均固定穿设有若干个导气管，若干个导气管呈等角度均匀分布。
8.作为发明进一步的方案，转子磁芯块的数量比定子线圈的数量多，且始终有一个转子磁芯块与一个定子线圈相对应，机壳筒通过支撑轴承与输出动力轴转动连接，转子磁芯块由若干个磁块组成，且转子磁芯块的各个磁块呈海尔贝克阵列进行排列，并使每个转子磁芯块靠近定子线圈的一侧的磁矩增加、远离定子线圈的一侧的磁矩降低。
9.作为发明进一步的方案，第一散热器和第三散热器均呈筒状，第二散热器的截面呈扇形环状，且第一散热器、第二散热器和第三散热器的内部均为空心结构。
10.作为发明进一步的方案，第一散热器的外周侧面固定套接有若干个呈等距均匀分布的散热环片，第二散热器的各个内侧壁上均固定连接有若干个第一鳍片，第三散热器的内圈侧壁上固定连接有若干个第二鳍片，在每个内侧壁上，第一鳍片呈矩形阵列均匀分布，若干个第二鳍片呈环形阵列均匀分布，且第二鳍片与输出动力轴之间设有间隙，第二鳍片所在直线与第三散热器的内周半径所在直线保持夹角在十五度至四十度之间。
11.作为发明进一步的方案，第一散热器的内部填充有第一固填物，第二散热器的内部填充有第二固填物，第三散热器的内部填充有第三固填物，第一固填物、第二固填物和第三固填物均为合金纤维丝团，第一固填物、第二固填物和第三固填物内均填充有导热液体，导热液体至少为氨水、乙醇或水中的一种。
12.作为发明进一步的方案，第一固填物内设有若干个第一散热腔，第二固填物内设有若干个第二散热腔，第三固填物内设有若干个第三散热腔，若干个第一散热腔呈环形阵列均匀分布在第一散热器内，若干个第二散热腔呈矩形阵列均匀分布在第二散热器的各个内侧壁中，若干个第三散热腔呈环形阵列均匀分布在第三散热器内。
13.作为发明进一步的方案，第一散热腔的中部呈圆柱状，且第一散热腔的两端呈半球状，第二散热腔呈圆锥状，且第二散热腔的两端呈圆弧状，第三散热腔呈圆台状，且第三散热腔的两端边缘呈圆弧状。
14.作为发明进一步的方案，第一散热腔所在轴线与第一散热器的半径所在直线平行，且第一散热腔的一端与第一散热器的外周侧壁相抵接，第二散热腔靠近第二散热器的内周侧壁的一端与第二散热器的内周侧壁相抵接，第三散热腔靠近第三散热器的内周侧壁的一端与第三散热器的内周侧壁相抵接。
15.作为发明进一步的方案，定子线圈之间、定子线圈和第一散热器之间、定子线圈和第二散热器之间以及定子线圈和第三散热器之间的间隙中均填充有导热液金。
16.本发明的有益效果：（1）通过将转子磁芯由定子内侧中部转移至定子的两端，使得本装置呈轴向磁通电机式结构，增加了定子线圈的绕铜量和槽满率，同时缩小了相邻的定子线圈的间隙，增强了工作时定子的磁矩强度，并增加了转子磁芯块的总体积和总数量，从而增加了工作时转子的磁矩强度，从而提高了整体的工作效率，同时，通过使得本装置呈轴向磁通电机式结构，使得机壳筒内的空间利用率进一步地提高，并通过设置在第一散热器两端的导气管组成一组进气风道和一组出气风道，通过对本装置输送纯净低温气体并持续地对吸热升温后的低温气体制冷，从而对本装置进行高效散热，使得本装置能够持续地高效运转，通过在定子线圈的两端同时设置转子，并使转子磁芯块的各个磁块以海尔贝克阵列进行排列，从而
进一步增强转子磁芯块和定子线圈之间的磁矩强度，降低损失，提高整体的工作效率，并通过转子磁芯块的数量多于定子线圈的数量的非对称结构，进一步降低齿槽磁矩对本装置转子转动的限制影响，提高本装置转动时的效率；（2）通过第一散热器将各个定子线圈所产生的热量向外界环境传导，并通过散热环片提高散热效果，同时通过第二散热器将各个定子线圈所产生的热量向第一鳍片传导，并通过第三散热器将各个定子线圈所产生的热量向第二鳍片传导，随后通过由两组导气管组成的散热风道，利用低温气体将第一鳍片和第二鳍片所吸收的热量向外界传导，从而对定子线圈进行散热控温，确保定子线圈工作在最佳的工作温度范围内，同时并列设置的散热环片容易打扫，不需要耗费动力除尘，从而保持其工作效率达到最佳；（3）散热的过程中，通过第一固填物、第二固填物和第三固填物的导热，使得第一散热器、第二散热器和第三散热器内的导热液体受热蒸发成气体，随后吸收热量的气态导热液体分别由第一散热器的内周侧壁扩散到外周侧壁、由第二散热器的外周侧壁扩散到内周侧壁、由第三散热器的外周侧壁扩散到内周侧壁，随后液化放热，将热量经过第一散热器传导至散热环片、经过第二散热器传导至第一鳍片、经过第三散热器传导至第二鳍片，随后液化的导热液体在虹吸作用的推动下，通过第一固填物、第二固填物和第三固填物作为合金纤维丝团的输送，分别返回到第一散热器的内周处、第二散热器的外周处以及第三散热器的外周处，再次经过吸热气化、放热液化和虹吸输送，从而快速地传导热量，同时通过第一散热腔、第二散热腔和第三散热腔容纳气化后的导热液体，并对气化后的导热液体进行限位，防止气化后的导热液体在输送过程中影响到由于虹吸作用返回的液化导热液体，使得导热液体的对流稳定有序，并通过导热液金消除导热缝隙，提高整体的导热速率。
附图说明
17.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
18.图1为本发明的内部结构主视图。
19.图2为本发明的整体结构侧视图。
20.图3为本发明的内部结构侧视图。
21.图4为图1中a区域的放大示意图。
22.图5为图3中b区域的放大示意图。
23.图6为图3中c区域的放大示意图。
24.图中：1、机壳筒；2、输出动力轴；3、支撑轴承；4、转子支架；5、转子磁芯块；6、定子线圈；7、第一散热器；8、第二散热器；9、第三散热器；10、导气管；11、散热环片；12、第一鳍片；13、第二鳍片；14、第一散热腔；15、第一固填物；16、第二散热腔；17、第二固填物；18、第三散热腔；19、第三固填物；20、导热液金。
具体实施方式
25.为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
26.请参阅图1-6所示：一种高效率的直流无刷电机装置，包括机壳筒1，机壳筒1的轴心处活动穿设有输出动力轴2，机壳筒1为两段夹一式结构，机壳筒1的两段之间固定连接有
第一散热器7，输出动力轴2的中部外周套设有第三散热器9，第一散热器7和第三散热器9之间安装有若干个定子线圈6，若干个定子线圈6呈等角度均匀分布，定子线圈6的内侧穿设有第二散热器8，输出动力轴2的两侧且位于机壳筒1内均固定套设有转子支架4，两个转子支架4靠近定子线圈6的一侧均固定安装有若干个转子磁芯块5，若干个转子磁芯块5呈等角度均匀分布，机壳筒1的两端外周且靠近第一散热器7的两端均固定穿设有若干个导气管10，若干个导气管10呈等角度均匀分布。
27.本实施例中，通过将转子磁芯由定子内侧中部转移至定子的两端，使得本装置呈轴向磁通电机式结构，增加了定子线圈6的绕铜量和槽满率，同时缩小了相邻的定子线圈6的间隙，增强了工作时定子的磁矩强度，并增加了转子磁芯块5的总体积和总数量，从而增加了工作时转子的磁矩强度，从而提高了整体的工作效率，同时，通过使得本装置呈轴向磁通电机式结构，使得机壳筒1内的空间利用率进一步地提高，并通过设置在第一散热器7两端的导气管10组成一组进气风道和一组出气风道，通过对本装置输送纯净低温气体并持续地对吸热升温后的低温气体制冷，从而对本装置进行高效散热，使得本装置能够持续地高效运转。
28.转子磁芯块5的数量比定子线圈6的数量多，且始终有一个转子磁芯块5与一个定子线圈6相对应，机壳筒1通过支撑轴承3与输出动力轴2转动连接，通过转子磁芯块5的数量多于定子线圈6的数量的非对称结构，进一步降低齿槽磁矩对本装置转子转动的限制影响，提高本装置转动时的效率。
29.转子磁芯块5由若干个磁块组成，且转子磁芯块5的各个磁块呈海尔贝克阵列进行排列，并使每个转子磁芯块5靠近定子线圈6的一侧的磁矩增加、远离定子线圈6的一侧的磁矩降低，通过在定子线圈6的两端同时设置转子，并使转子磁芯块5的各个磁块以海尔贝克阵列进行排列，从而进一步增强转子磁芯块5和定子线圈6之间的磁矩强度，降低损失，提高整体的工作效率。
30.第一散热器7和第三散热器9均呈筒状，第二散热器8的截面呈扇形环状，且第一散热器7、第二散热器8和第三散热器9的内部均为空心结构，第一散热器7的外周侧面固定套接有若干个呈等距均匀分布的散热环片11，第二散热器8的各个内侧壁上均固定连接有若干个第一鳍片12，且在每个内侧壁上，第一鳍片12呈矩形阵列均匀分布，第三散热器9的内圈侧壁上固定连接有若干个第二鳍片13，若干个第二鳍片13呈环形阵列均匀分布，且第二鳍片13与输出动力轴2之间设有间隙，第二鳍片13所在直线与第三散热器9的内周半径所在直线保持夹角在十五度至四十度之间。
31.工作时，通过第一散热器7将各个定子线圈6所产生的热量向外界环境传导，并通过散热环片11提高散热效果，同时通过第二散热器8将各个定子线圈6所产生的热量向第一鳍片12传导，并通过第三散热器9将各个定子线圈6所产生的热量向第二鳍片13传导，随后通过由两组导气管10组成的散热风道，利用低温气体将第一鳍片12和第二鳍片13所吸收的热量向外界传导，从而对定子线圈6进行散热控温，确保定子线圈6工作在最佳的工作温度范围内，保持其工作效率达到最佳。
32.除了本实施例所采用的方案外，还可以对转子支架4靠近输出动力轴2的中间部位开设若干个呈等角度均匀分布的通气孔，并在机壳筒1的中心穿设导气管10，进行风冷散热的加强进一步地对定子线圈6进行散热，在各个散热方案中，必须使低温气体不与外界直接
接触，仅仅通过热传导的方式进行封闭循环散热，从而避免灰尘杂质进入，影响本装置的运转，对于散热环片11的外周安装能定时匀速转动的清扫刷，即可快速高效地进行除尘，避免损耗动力输出。
33.第一散热器7的内部填充有第一固填物15，第二散热器8的内部填充有第二固填物17，第三散热器9的内部填充有第三固填物19，第一固填物15、第二固填物17和第三固填物19均为合金纤维丝团，且第一固填物15、第二固填物17和第三固填物19内均填充有导热液体，导热液体至少为氨水、乙醇或水中的一种；第一固填物15内设有若干个第一散热腔14，第二固填物17内设有若干个第二散热腔16，第三固填物19内设有若干个第三散热腔18，若干个第一散热腔14呈环形阵列均匀分布在第一散热器7内，若干个第二散热腔16呈矩形阵列均匀分布在第二散热器8的各个内侧壁中，若干个第三散热腔18呈环形阵列均匀分布在第三散热器9内，第一散热腔14的中部呈圆柱状，且第一散热腔14的两端呈半球状，第二散热腔16呈圆锥状，且第二散热腔16的两端呈圆弧状，第三散热腔18呈圆台状，且第三散热腔18的两端边缘呈圆弧状，第一散热腔14所在轴线与第一散热器7的半径所在直线平行，且第一散热腔14的一端与第一散热器7的外周侧壁相抵接，第二散热腔16靠近第二散热器8的内周侧壁的一端与第二散热器8的内周侧壁相抵接，第三散热腔18靠近第三散热器9的内周侧壁的一端与第三散热器9的内周侧壁相抵接。
34.在散热的过程中，通过第一固填物15、第二固填物17和第三固填物19的导热，使得第一散热器7、第二散热器8和第三散热器9内的导热液体受热蒸发成气体，随后吸收热量的气态导热液体分别由第一散热器7的内周侧壁扩散到外周侧壁、由第二散热器8的外周侧壁扩散到内周侧壁、由第三散热器9的外周侧壁扩散到内周侧壁，随后液化放热，将热量经过第一散热器7传导至散热环片11、经过第二散热器8传导至第一鳍片12、经过第三散热器9传导至第二鳍片13，随后液化的导热液体在虹吸作用的推动下，通过第一固填物15、第二固填物17和第三固填物19作为合金纤维丝团的输送，分别返回到第一散热器7的内周处、第二散热器8的外周处以及第三散热器9的外周处，再次经过吸热气化、放热液化和虹吸输送，从而快速地传导热量，同时通过第一散热腔14、第二散热腔16和第三散热腔18容纳气化后的导热液体，并对气化后的导热液体进行限位，防止气化后的导热液体在输送过程中影响到由于虹吸作用返回的液化导热液体，使得导热液体的对流稳定有序，提高整体的导热速率。
35.定子线圈6之间、定子线圈6和第一散热器7之间、定子线圈6和第二散热器8之间以及定子线圈6和第三散热器9之间的间隙中均填充有导热液金20，工作时，通过导热液金20消除导热缝隙，提高导热速率。
36.本发明在使用时，通过将转子磁芯由定子内侧中部转移至定子的两端，使得本装置呈轴向磁通电机式结构，增加了定子线圈6的绕铜量和槽满率，同时缩小了相邻的定子线圈6的间隙，增强了工作时定子的磁矩强度，并增加了转子磁芯块5的总体积和总数量，从而增加了工作时转子的磁矩强度，从而提高了整体的工作效率，同时，通过使得本装置呈轴向磁通电机式结构，使得机壳筒1内的空间利用率进一步地提高，并通过设置在第一散热器7两端的导气管10组成一组进气风道和一组出气风道，通过对本装置输送纯净低温气体并持续地对吸热升温后的低温气体制冷，从而对本装置进行高效散热，使得本装置能够持续地高效运转，通过在定子线圈6的两端同时设置转子，并使转子磁芯块5的各个磁块以海尔贝
克阵列进行排列，从而进一步增强转子磁芯块5和定子线圈6之间的磁矩强度，降低损失，提高整体的工作效率，并通过转子磁芯块5的数量多于定子线圈6的数量的非对称结构，进一步降低齿槽磁矩对本装置转子转动的限制影响，提高本装置转动时的效率；通过第一散热器7将各个定子线圈6所产生的热量向外界环境传导，并通过散热环片11提高散热效果，同时通过第二散热器8将各个定子线圈6所产生的热量向第一鳍片12传导，并通过第三散热器9将各个定子线圈6所产生的热量向第二鳍片13传导，随后通过由两组导气管10组成的散热风道，利用低温气体将第一鳍片12和第二鳍片13所吸收的热量向外界传导，从而对定子线圈6进行散热控温，确保定子线圈6工作在最佳的工作温度范围内，同时并列设置的散热环片11容易打扫，不需要耗费动力除尘，从而保持其工作效率达到最佳；散热的过程中，通过第一固填物15、第二固填物17和第三固填物19的导热，使得第一散热器7、第二散热器8和第三散热器9内的导热液体受热蒸发成气体，随后吸收热量的气态导热液体分别由第一散热器7的内周侧壁扩散到外周侧壁、由第二散热器8的外周侧壁扩散到内周侧壁、由第三散热器9的外周侧壁扩散到内周侧壁，随后液化放热，将热量经过第一散热器7传导至散热环片11、经过第二散热器8传导至第一鳍片12、经过第三散热器9传导至第二鳍片13，随后液化的导热液体在虹吸作用的推动下，通过第一固填物15、第二固填物17和第三固填物19作为合金纤维丝团的输送，分别返回到第一散热器7的内周处、第二散热器8的外周处以及第三散热器9的外周处，再次经过吸热气化、放热液化和虹吸输送，从而快速地传导热量，同时通过第一散热腔14、第二散热腔16和第三散热腔18容纳气化后的导热液体，并对气化后的导热液体进行限位，防止气化后的导热液体在输送过程中影响到由于虹吸作用返回的液化导热液体，使得导热液体的对流稳定有序，并通过导热液金20消除导热缝隙，提高整体的导热速率。
37.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。