一体化电机论文和设计-杨文雄

全文摘要

本实用新型提供了一种一体化电机，涉及轴向磁场电机的技术领域。一种一体化电机包括外壳、定子组件、转子组件、驱动板和支撑环；外壳包括前壳体和后壳体，前壳体与后壳体之间形成一腔体；定子组件连接于前壳体上，转子组件与定子组件相对设置，且转子组件的转轴的两端分别与前壳体及后壳体转动连接，定子组件与转子组件之间的轴向磁场用于驱动转子组件旋转；支撑环设于前壳体与后壳体之间，驱动板设于支撑环与后壳体之间，且转轴能够穿过驱动板；支撑环上开设有槽口结构。减小了一体化电机整体尺寸和重量，简化了安装流程，保证了一体化电机正常运行。

主设计要求

1.一种一体化电机，包括外壳、定子组件、转子组件和驱动板，其特征在于，还包括支撑环；所述外壳包括前壳体和后壳体，所述前壳体与所述后壳体之间形成一用于容置所述定子组件、所述转子组件及所述驱动板的腔体；所述定子组件连接于所述前壳体上，所述转子组件与所述定子组件相对设置，且所述转子组件的转轴的两端分别与所述前壳体及所述后壳体转动连接，所述定子组件与所述转子组件之间的沿所述转轴轴向的磁场用于驱动所述转子组件旋转；所述支撑环设置于所述前壳体与所述后壳体之间，所述驱动板设置于所述支撑环与所述后壳体之间，且所述转轴能够穿过所述驱动板；所述支撑环上开设有用于走线的槽口结构，所述定子组件的引出线能够从所述槽口结构引出并与所述驱动板连接。

设计方案

1.一种一体化电机，包括外壳、定子组件、转子组件和驱动板，其特征在于，还包括支撑环；

所述外壳包括前壳体和后壳体，所述前壳体与所述后壳体之间形成一用于容置所述定子组件、所述转子组件及所述驱动板的腔体；

所述定子组件连接于所述前壳体上，所述转子组件与所述定子组件相对设置，且所述转子组件的转轴的两端分别与所述前壳体及所述后壳体转动连接，所述定子组件与所述转子组件之间的沿所述转轴轴向的磁场用于驱动所述转子组件旋转；

所述支撑环设置于所述前壳体与所述后壳体之间，所述驱动板设置于所述支撑环与所述后壳体之间，且所述转轴能够穿过所述驱动板；

所述支撑环上开设有用于走线的槽口结构，所述定子组件的引出线能够从所述槽口结构引出并与所述驱动板连接。

2.根据权利要求1所述的一体化电机，其特征在于，所述支撑环的一侧与所述前壳体具有的深槽结构配合安装，所述驱动板嵌设于所述支撑环的另一侧。

3.根据权利要求2所述的一体化电机，其特征在于，所述槽口结构开设于所述支撑环的侧壁上，使得所述定子组件的引出线能够穿过所述槽口结构，并与所述驱动板连接。

4.根据权利要求2所述的一体化电机，其特征在于，包括橡胶圈，所述橡胶圈设置于所述支撑环与所述前壳体之间。

5.根据权利要求1所述的一体化电机，其特征在于，所述驱动板上的电子元件上涂覆有用于散热、绝缘的导热绝缘胶。

6.根据权利要求1或5所述的一体化电机，其特征在于，所述后壳体及所述前壳体的外侧面上均设置有多片散热加强筋板。

7.根据权利要求1所述的一体化电机，其特征在于，所述前壳体及所述后壳体的内侧均设置有用于安装所述转轴上的前轴承及后轴承的容置槽体。

8.根据权利要求1所述的一体化电机，其特征在于，所述后壳体的内侧面上设置有支口结构；

所述支口结构用于抵紧所述支撑环，并与所述后壳体的开口相配合。

9.根据权利要求1、4、7或8所述的一体化电机，其特征在于，所述前壳体及所述后壳体均采用铝合金材质。

10.根据权利要求1－3任一项所述的一体化电机，其特征在于，所述支撑环采用塑料材质。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及轴向磁场电机的技术领域，尤其是涉及一种一体化电机。

背景技术

在轻量化和小型化的要求下，电机和驱动控制器的一体化设计成为发展的趋势。目前，一体化电机通常采用传统径向磁场电机设计方案。径向磁场电机的轴向尺寸大，一体化设计的电机体积、重量较大。一体化径向磁场电机采用内转子外定子结构，定子与外壳之间一般为过盈配合，在装配过程中通常需要将壳体加热或者冷却定子，增加了装配工艺的复杂性；同时，传统小功率径向磁场电机效率较低。现有一体化轴向磁场电机集成度较低，电机和控制器相对独立，总体的体积和重量仍然较大。

除此以外，现有技术中的一体化电机还存在定子引出线布局不合理而导致被旋转的转子刮擦的问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种一体化电机，以解决上述至少一个问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术手段为：

本实用新型提供的一种一体化电机，包括外壳、定子组件、转子组件和驱动板，还包括支撑环；

所述外壳包括前壳体和后壳体，所述前壳体与所述后壳体之间形成一用于容置所述定子组件、所述转子组件及所述驱动板的腔体；

所述支撑环设置于所述前壳体与所述后壳体之间，所述驱动板设置于所述支撑环与所述后壳体之间，且所述转轴能够穿过所述驱动板；

所述支撑环上开设有用于走线的槽口结构，所述定子组件的引出线能够从所述槽口结构引出并与所述驱动板连接。

作为一种进一步的技术方案，所述支撑环的一侧与所述前壳体具有的深槽结构配合安装，所述驱动板嵌设于所述支撑环的另一侧。

作为一种进一步的技术方案，所述槽口结构开设于所述支撑环的侧壁上，使得所述定子组件的引出线能够穿过所述槽口结构，并与所述驱动板连接。

作为一种进一步的技术方案，该一体化电机包括橡胶圈，所述橡胶圈设置于所述支撑环与所述前壳体之间。

作为一种进一步的技术方案，所述驱动板上的电子元件上涂覆有用于散热、绝缘的导热绝缘胶。

作为一种进一步的技术方案，所述后壳体及所述前壳体的外侧面上均设置有多片散热加强筋板。

作为一种进一步的技术方案，所述前壳体及所述后壳体的内侧均设置有用于安装所述转轴上的前轴承及后轴承的容置槽体。

作为一种进一步的技术方案，所述后壳体的内侧面上设置有支口结构；

所述支口结构用于抵紧所述支撑环，并与所述后壳体的开口相配合。

作为一种进一步的技术方案，所述前壳体及所述后壳体均采用铝合金材质。

作为一种进一步的技术方案，所述支撑环采用塑料材质。

与现有技术相比，本实用新型提供的一体化电机所具有的技术优势为：

本实用新型提供的一种一体化电机，包括外壳、定子组件、转子组件、驱动板以及支撑环，其中，外壳包括前壳体和后壳体，而前壳体与后壳体之间形成一个用于容置定子组件、转子组件和驱动板的腔体，定子组件安装在前壳体上，转子组件与定子组件相对设置，且转子组件的转轴两端分别与前壳体及后壳体转动连接，由此，定子组件与转子组件之间的沿转轴轴向的磁场能够驱动转子组件旋转；进一步的，支撑环设置在前壳体与后壳体之间，驱动板设置在支撑环与后壳体之间，且转轴能够穿过驱动板；支撑环上开设有用于走线的槽口结构，使得定子组件的引出线能够从该槽口结构引出并与驱动板连接。

本实用新型提供的一体化电机，通过定子组件与转子组件之间的轴向磁场能够驱动转子组件旋转，而定子组件和转子组件均位于前壳体和后壳体之间，由此，整个电机成盘式结构，从而，相比于现有技术中的内转子外定子且为径向磁场的电机，本实用新型提供的采用轴向磁场、转子组件与定子组件相对设置的一体化电机沿轴向的尺寸相对较小，且体积、质量均较小；并且，通过转子组件与定子组件相对设置，替代了传统的内转子外定子方式，从而，无需再将定子组件与外壳采用过盈配合安装，进而，大大降低了一体化电机安装过程的复杂性，提高了电机的集成度；同时，相比于传统的径向磁场电机，本实用新型提供的轴向磁场一体化电机的效率更高。

除此以外，通过设置支撑环，使得定子组件的引出线能够从支撑环上的槽口结构引出，从而，能够保证定子组件的引出线不会被旋转的转子组件刮擦，进而能够保证一体化电机的正常运行。

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一体化电机的示意图。

图标：

10－前壳体；11－散热加强筋板；12－容置槽体；13－梯形凸耳；14－凸台结构；20－后壳体；21－支口结构；22－弧形凸耳；23－线束孔；30－驱动板；31－接线孔；32－通孔；33－滤波电容；34－MOSFET；40－支撑环；41－槽口结构；50－定子组件；51－定子铁芯；52－定子绕组；60－转子组件；61－转轴；70－橡胶圈；80－后轴承。

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所示。

本实施例提供的一种一体化电机，包括外壳、定子组件50、转子组件60和驱动板30，还包括支撑环40；外壳包括前壳体10和后壳体20，前壳体10与后壳体20之间形成一用于容置定子组件50、转子组件60及驱动板30的腔体；定子组件50连接于前壳体10上，转子组件60与定子组件50相对设置，且转子组件60的转轴61的两端分别与前壳体10及后壳体20转动连接，定子组件50与转子组件60之间的沿转轴61轴向的磁场用于驱动转子组件60旋转；支撑环40设置于前壳体10与后壳体20之间，驱动板30设置于支撑环40与后壳体20之间，且转轴61能够穿过驱动板30(驱动板30上开设有通孔32)；支撑环40上开设有用于走线的槽口结构41，定子组件50的引出线能够从槽口结构41引出并与驱动板30连接。

优选地，本实施例提供的一体化电机采用单定子单转子结构。定子绕组52按照设定的绕线方式缠绕于定子铁芯51上，定子铁芯51为开口槽结构，一端面设计有螺纹孔，用于将定子组件50固定安装在前壳体10内侧，定子绕组52和定子铁芯51组成一体化电机的定子组件50。转子组件60包括永磁体、转子背铁和转轴61，转子背铁通过过盈配合安装在转轴61上，永磁体固定在转子背铁上。

优选地，在前壳体10上设计有多个梯形凸耳13，梯形凸耳13上设置螺纹孔，相应的，在后壳体20上设计多个弧形凸耳22，弧形凸耳22上设置孔位，从而，通过螺栓能够将前壳体10和后壳体20固定在一起，实现一体化电机壳体的安装。

本实施例提供的一体化电机，通过定子组件50与转子组件60之间的轴向磁场能够驱动转子组件60旋转，而定子组件50和转子组件60均位于前壳体10和后壳体20之间，由此，整个电机成盘式结构，从而，相比于现有技术中的内转子外定子且为径向磁场的电机，本实施例提供的采用轴向磁场、转子组件60与定子组件50相对设置的一体化电机沿轴向的尺寸相对较小，且体积、质量均较小。

并且，通过转子组件60与定子组件50相对设置，替代了传统的内转子外定子方式，从而，无需再将定子组件50与外壳采用过盈配合安装，进而，大大降低了一体化电机安装过程的复杂性，提高了电机的集成度。

同时，相比于传统的径向磁场电机，本实用新型提供的轴向磁场一体化电机简化了连接线束，降低了成本，同时充分利用盘式电机效率高、轴向尺寸小的优点，与传统径向磁场电机相比，节省了安装空间，提高了一体化电机的经济性。

另外，整个外壳分成两部分使一体化电机的装配工艺较简单，无需加热外壳或冷却定子组件50，常温下即可完成装配，简化了工艺流程；并且，整个外壳分为两部分，需要密封的部位较少，通过防水设计使电机达到了较高的防护等级。

除此以外，通过设置支撑环40，使得定子组件50的引出线能够从支撑环40上的槽口结构41引出，从而，能够保证定子组件50的引出线不会被旋转的转子组件60刮擦，进而能够保证一体化电机的正常运行。

本实施例的可选技术方案中，支撑环40的一侧与前壳体10具有的深槽结构配合安装，驱动板30嵌设于支撑环40的另一侧。

本实施例的可选技术方案中，该一体化电机包括橡胶圈70，橡胶圈70设置于支撑环40与前壳体10之间。

具体的，在前壳体10的开口处设置有深槽结构，并在前壳体10的开口处形成凸台结构14，由此，支撑环40装配到前壳体10上时，支撑环40(前侧)能够嵌入到深槽结构中，并受到凸台结构14的支撑；而驱动板30则嵌设在支撑环40的另一侧(后侧)，而支撑环40的后侧还与后壳体20相抵接，由此，当后壳体20与前壳体10装配在一起时，后壳体20与前壳体10能够将支撑环40挤压在中间，并且能够通过支撑环40安装驱动板30，从而实现一体化电机的壳体及驱动板30的安装。

进一步的，在支撑环40前侧与前壳体10的深槽结构之间设置有橡胶圈70，以起到缓冲和密封作用，从而，使一体化电机具有较高的防水、防尘等级。优选地，橡胶圈70采用矩形横截面，以适应深槽结构。在安装橡胶圈70时，使橡胶圈70具有一定的压缩量，既可以补偿轴向的尺寸，又可以有减震作用，减轻冲击载荷对驱动板30的影响。

本实施例的可选技术方案中，槽口结构41开设于支撑环40的侧壁上，使得定子组件50的引出线能够经过槽口结构41，并与驱动板30连接。

通过该槽口结构41能够将定子组件50的引出线导出，并使引出线的端部与驱动板30连接，以实现定子组件50与驱动板30的电连接；该槽口结构41一方面能够为引出线提供导出空间，另一方面，还能够限制引出线，以防止引出线窜动，进而，有效防止定子组件50三相引出线到驱动板30之间的出线问题，保证了定子组件50三线引出线不会被旋转的转子组件60刮擦，进一步保证了一体化电机的正常工作。

进一步的，从槽口结构41导出的引出线连接于驱动板30上的接线孔31，而后壳体20上设计有线束孔23，用于将外部电源线接入驱动板30上对应接口，以及用于将驱动板30上的转速、正反转控制信号引出到电机外。

本实施例的可选技术方案中，驱动板30上的电子元件上涂覆有用于散热、绝缘的导热绝缘胶。

具体的，驱动板30的后侧设置有滤波电容33、MOSFET34等电子元件，为了实现安装，还在后壳体20内侧设置相应的凹槽，以便于容置上述电子元件；并且，这些电子元件上涂覆有导热绝缘胶，通过导热绝缘胶能够将这些大功率电子元件产生的热量导到后壳体20上，然后由后壳体20进行散发，进一步起到散热作用，同时，导热绝缘胶还用于大功率电子元件的绝缘。

本实施例的可选技术方案中，后壳体20及前壳体10的外侧面上均设置有多片散热加强筋板11。

具体的，散热加强筋板11具有两个作用，其一为增加后壳体20及前壳体10的强度，以防止后壳体20及前壳体10变形，其二，还能够将一体化电机内部传递到后壳体20及前壳体10上的热量通过散热加强筋板11散发，进一步增强散热效果。具体的，驱动板30上的大功率电子元件通过导热绝缘胶传导到后壳体20上，经由后壳体20上的散热加强筋板11向外散发，从而保证了电子元件的温升合理；定子绕组52发出的热量通过定子铁芯51传导到前壳体10上，然后经由前壳体10的表面以及前壳体10端面上的散热加强筋板11向外散发；通过散热加强筋板11的设置，增大了散热棉结，进而提高了散热能力。另外，由于散热加强筋板11的存在，本实施例中，还可以将前壳体10及后壳体20的厚度设计的相对薄一些，减少了一体化电机总体的重量。

本实施例的可选技术方案中，前壳体10及后壳体20的内侧均设置有用于安装转轴61上的前轴承及后轴承80的容置槽体12。

具体的，转子组件60的转轴61与前壳体10及后壳体20之间分别通过前轴承及后轴承80连接，由此，在前壳体10和后壳体20的内侧均设置了容置槽体12，以便于安装前轴承和后轴承80；而前轴承和后轴承80均通过过盈配合安装在转轴61上，并位于转子背铁的两侧。

优选地，前轴承采用带接触式密封圈的四点接触轴承或角接触轴承，可以承受轴向磁场电机定子组件50和转子组件60之间相互作用的轴向载荷及径向载荷；后轴承80采用普通深沟球轴承。

本实施例的可选技术方案中，后壳体20的内侧面上设置有支口结构21；支口结构21用于抵紧支撑环40，并与后壳体20的开口相配合。

为保证后壳体20、支撑环40及前壳体10之间的紧密装配，本实施例中在后壳体20的内侧面边缘设置有支口结构21，该支口结构21的前端面能够抵接支撑环40，以防止支撑环40出现相对移动；另外，该支口结构21能够嵌入后壳体20的深槽结构内，以实现后壳体20与前壳体10之间的扣合安装。

本实施例的可选技术方案中，前壳体10及后壳体20均采用铝合金材质。

本实施例的可选技术方案中，支撑环40采用塑料材质。

本实施例中，前壳体10和后壳体20组成盘式一体化电机的外壳，而前壳体10和后壳体20均采用铝合金材质，以保证强度和较少质量；支撑环40采用塑料材质，既保证有足够的刚度支撑驱动板30，又可以减轻一体化电机总体的重量。

最后应说明的是：以上各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。

设计图

一体化电机论文和设计

一体化电机论文和设计-杨文雄

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢