电机制造技术

一种用于驱动空调应用中的横流风扇的BLDC电机包括外部转子和内部定子。该定子是具有绝缘极齿和导体线圈的凸极定子。定子的内径支承单个轴承。用于控制BLDC电机的电子PCBA可选地附接到定子，所有的部件都被封装在热固性树脂中。转子包括永磁体部件(多个永磁体部件)和转子框架。该转子框架包括与轴承元件相接合的短轴和提供转子磁体与风扇之间的扭转或旋转柔性的特征。轴承元件与定子之间所提供柔性水平，以允许风扇与定子的旋转轴线之间的角偏差。

【技术实现步骤摘要】
电机
本专利技术总体涉及电机，并且更具体地涉及用于空调单元的电机以及包括电机的空调单元。
技术介绍
多种应用使用无刷直流(BLDC)电机。已知的电机构造是具有径向向外延伸的电换向极的内部定子、以及具有周向地布置并且面向定子极的外端的永磁极的外部转子。这种电机构造可以被描述成反结构同步(inside-out)BLDC电机。反结构BLDC电机已用于空调单元。该电机用于驱动空调单元的风扇或鼓风机。该风扇或鼓风机的轴向长度典型地为电机的轴向长度的多倍。风扇的一端联接到电机并且相对端由轴承装置支承。由于风扇的长度，风扇、转子和定子在共同的旋转轴线上的对准可能是困难的。定子极与转子极之间必须保持周向气隙。电机中所产生的振动优选地与风扇和电机安装支承件基本隔离，以用于风扇和相关空调单元的安静操作。现代空调单元的风扇或鼓风机具有大约100mm的直径。电机优选地具有与风扇的直径相当的紧凑尺寸并且电机优选地具有紧凑的轴向长度。为了实现紧凑尺寸并且改进可制造性，电机以及电机与风扇组件的连接优选地包括几个部件。在该说明书中，当已参照专利说明书、其它的对外文献、或者其它的信息来源时，大体是为了提供讨论本专利技术的特征的背景的目的。除非以其它方式具体陈述，否则对这种对外文献的参照不被理解成在任何司法管辖中承认这种文献、或者这种信息源是现有技术或者形成本领域内的公知常识的一部分。本专利技术的目的是提供一种改进的电机、或者一种用于空调单元的电机、或者改进的空调单元、或者至少向工业或大众提供有用的选择。
技术实现思路
在一个方面中，本专利技术包括一种电机，该电机包括：定子，该定子包括环形芯、从环形芯延伸的定子极、以及卷绕在定子极上的相绕组；以及转子，该转子包括：转子极，该转子极面向定子极的端部，转子轴，该转子轴从转子轴向延伸至环形芯的内侧，以及轴承元件，该轴承元件安装于环形芯内侧，该轴承元件定位在转子轴与所述定子之间，以将转子旋转联接到定子；(a)包括球面轴承的轴承元件和(b)柔性安装件中的至少一个定位在转子与定子之间；该定子还包括：轴承定位构件，该轴承定位构件将轴承元件安装在环形芯的径向内侧，以及绝缘体，该绝缘体覆盖定子极的表面，绕组在该绝缘体上卷绕在定子极上，并且轴承定位构件与绝缘体整体形成。在一些实施例中，该电机包括柔性安装件并且该柔性安装件是为轴承元件提供弹性安装件的定位在轴承元件与轴承定位构件之间或者轴承元件与转子轴之间的弹性体套筒或橡胶套筒。在一些实施例中，轴承元件轴向定位在电机的磁性中心平面处或电机的磁性中心平面附近。在一些实施例中，轴承元件的轴向中心与电机的磁性中心平面之间的距离小于环形芯的轴向长度的大约20％。在一些实施例中，该柔性安装件是球接头，该球接头包括被接收在承窝中的球部件。在一些实施例中，轴承定位构件包括用于径向和轴向地安装轴承元件的径向向内面向表面或多个径向向内面向表面以及轴向面向表面。在一些实施例中，该电机包括封装环形芯、相绕组、和轴承定位构件的封装件，该封装件刚性支承轴承定位构件。在一些实施例中，该电机仅包括与转子轴相接触的一个轴承元件。在另一个方面中，本专利技术包括一种电机，该电机包括：定子，该定子包括环形芯，该环形芯具有定子极以及卷绕在定子极上的相绕组；转子，该转子包括面向定子的端部的转子极；其中所述定子包括环形安装部和环形弹性隔离构件，该环形弹性隔离构件与安装部相接触以用于将定子弹性安装于支承结构并且用于提供定子与支承结构之间的空气密封。在一些实施例中，该环形安装部是围绕定子的圆周的环形凹槽并且环形弹性隔离构件被接收在凹槽中且具有提供径向向外面向的环形通道的U形横截面。在一些实施例中，该环形安装部是围绕定子的圆周的环形轮缘或突起部，并且环形弹性隔离构件具有提供径向向内面向的环形通道的U形横截面，该环形轮缘或突起部被接收在径向向内面向的环形通道中。在一些实施例中，环形弹性隔离构件包括第一环形表面和与该第一环形表面轴向间隔开的第二基本相对面向的环形表面，第一环形表面和第二环形表面均包括围绕第一环形表面和第二环形表面周向间隔开的多个突起部。在一些实施例中，第一环形表面和第二环形表面位于U形横截面的内侧上。在一些实施例中，突起部是径向肋。在一些实施例中，径向肋形成环形锯齿图案。在一些实施例中，环形弹性隔离构件包括第一环形表面和与第一环形表面轴向间隔开的第二基本相对面向的环形表面，并且第一环形表面和第二环形表面均与定子的横向平面以一定角度相对地布置，以相对于支承结构轴向和径向地定位定子。在一些实施例中，定子包括封装环形芯和相绕组的封装件，并且环形安装部由封装件形成。在另一个方面中，本专利技术包括一种电机，该电机包括：定子，该定子包括具有定子极的环形芯；转子，该转子包括：转子极，所述转子极面向定子极的端部，以及转子轴，该转子轴从转子轴向延伸至环形芯的内侧；轴承元件，该轴承元件在转子轴与定子之间径向安装于环形芯内侧，以将转子旋转联接到定子，其中转子包括转子框架以用于支承转子极，并且转子框架和转子轴由模制塑料材料整体形成。在一些实施例中，转子框架包括位于转子框架与转子轴之间的轴向构件，转子框架、轴向构件和转子轴由模制塑料材料整体形成，轴向构件的外径随着与转子轴的轴向距离增大。在一些实施例中，轴向构件是中空的截头圆锥形构件。在一些实施例中，转子包括可磁化材料圈，该可磁化材料圈被磁化以提供一系列交变极性的磁极从而形成转子极。在一些实施例中，可磁化材料圈被磁化以在形成转子极的圈的内侧表面处提供一系列向内面向的交变极性的磁极，并且具有从圈中的每一个磁极通向圈中的相邻磁极的磁通路径，使得大部分磁通路径不离开圈的外侧表面。在一些实施例中，转子不包括任何位于可磁化材料圈外侧的磁性可渗透支撑圈。在一些实施例中，可磁化材料圈形成为单件。在另一个方面中，本专利技术包括一种电机转子，该电机转子包括：转子极，中心毂，该中心毂位于转子的旋转轴线处，以及转子框架，该转子框架用于支承转子极，该转子框架具有轴向、径向和旋转柔性水平，其中旋转柔性水平比轴向和径向柔性水平高得多。在一些实施例中，转子框架包括转子的转子极与中心毂之间的轴向和径向刚性并且旋转柔性的连接。在一些实施例中，转子框架包括在中心毂与转子极之间延伸的多个轮辐，至少一个轮辐相对于转子的旋转轴线向外延伸，所述多个轮辐提供转子的转子极与中心毂之间的轴向和径向刚性并且旋转柔性的连接。在一些实施例中，至少一个轮辐沿轴向方向的刚度比沿周向方向的大。在一些实施例中，至少一个轮辐包括具有这样的横截面的段：该横截面的轴向深度大于周向厚度，该段沿轮辐延伸的距离大于轴向深度。在一些实施例中，至少一个轮辐的轴向深度沿所述至少一个轮辐的长度的至少一部分减小。在一些实施例中，至少一个轮辐朝向至少一个轮辐的毂端的轴向深度是至少一个轮辐的周向厚度的至少三倍。在一些实施例中，至少一个轮辐朝向至少一个轮辐外端的轴向深度是至少一个轮辐的周向厚度的至少两倍。在一些实施例中，至少一个轮辐的长度是至少一个轮辐的毂端处的至少一个轮辐的轴向深度的至少四倍。在一些实施例中，转子框架包括：端壁或端框，中心毂形成于该端壁或端框的中心处，以及多个轮辐，所述多个轮辐在端壁或端框与转子极之间沿轴向方向延伸，所述多个轮辐提供转子的转子极与中心毂之间的轴向和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机转子，所述电机转子包括：转子极，中心毂，所述中心毂位于所述转子的旋转轴线处，以及转子框架，所述转子框架用于支承所述转子极，所述转子框架具有轴向、径向和旋转柔性水平，其中旋转柔性水平比轴向和径向柔性水平都高得多。

【技术特征摘要】
2012.12.21 US 61/740,7381.一种电机转子，所述电机转子包括：转子极，中心毂，所述中心毂位于所述转子的旋转轴线处，以及转子框架，所述转子框架用于支承所述转子极，所述转子框架具有轴向、径向和旋转柔性水平，其中旋转柔性水平比轴向和径向柔性水平都高得多。2.根据权利要求1所述的电机转子，所述转子框架包括所述转子的转子极与中心毂之间的轴向和径向刚性并且旋转柔性的连接。3.根据权利要求2所述的电机转子，其中所述转子框架包括在所述中心毂与所述转子极之间延伸的多个轮辐，至少一个轮辐相对于所述转子的旋转轴线向外延伸，所述多个轮辐提供所述转子的转子极与中心毂之间的轴向和径向刚性并且旋转柔性的连接。4.根据权利要求3所述的电机转子，其中所述至少一个轮辐沿轴向方向的刚度比沿周向方向的刚度大。5.根据权利要求4所述的电机转子，其中所述至少一个轮辐包括具有这样的横截面的段：所述横截面的轴向深度大于周向厚度，所述段沿所述轮辐延伸大于轴向深度的距离。6.根据权利要求3至5中任一项所述的电机转子，其中所述至少一个轮辐的轴向深度沿所述至少一个轮辐的长度的至少一部分减小。7.根据权利要求3至5中任一项所述的电机转子，其中所述至少一个轮辐朝向所述至少一个轮辐的毂端的轴向深度是所述至少一个轮辐的周向厚度的至少三倍。8.根据权利要求3至5中任一项所述的电机转子，其中所述至少一个轮辐朝向所述至少一个轮辐外端的轴向深度是所述至少一个轮辐的周向厚度的至少两倍。9.根据权利要求3至5中任一项所述的电机转子，其中所述至少一个轮辐的长度是所述至少一个轮辐的毂端处的所述至少一个轮辐的轴向深度的至少四倍。10.根据权利要求2所述的电机转子，其中所述转子框架包括：端壁或端框，所述中心毂形成于所述端壁或端框的中心处，以及多个轮辐，所述多个轮辐在所述端壁或端框与所述转子极之间沿轴向方向延伸，所述多个轮辐提供所述转子的转子极与中心毂之间的所述轴向和径向刚性并且旋转柔性的连接。11.根据权利要求10所述的电机转子，其中至少一个轮辐沿径向方向的刚度大于沿周向方向的刚度。12.根据权利要求11所述的电机转子，其中所述至少一个轮辐具有段，所述段具有横截面，所述横截面的径向深度大于周向厚度，所述段沿所述至少一个轮辐延伸大于深度的轴向距离。13.根据权利要求10至12中任一项所述的电机转子，其中至少一个轮辐的径向深度是所述至少一个轮辐的周向厚度的至少两倍。14.根据权利要求10至12中任一项所述的电机转子，其中至少一个轮辐的轴向长度是所述至少一个轮辐的径向深度的至少两倍。15.根据权利要求3至5中任一项所述的电机转子，其中所述转子包括止动构件，所述止动构件被布置和构造成限制所述转子的转子极与中心毂之间的相对转动。16.根据权利要求15所述的电机转子，其中所述止动构件是定位在两个相邻轮辐之间的悬臂，所述悬臂从所述两个相邻轮辐的外端向内延伸。17.根据权利要求3至5中任一项所述的电机转子，其中所述多个轮辐是奇数个或素数个。18.根据权利要求3至5中任一项所述的电机转子，其中所述转子框架包括至少七个轮辐。19.根据权利要求18所述的电机转子，其中所述转子框架包括九个轮辐。20.根据权利要求3至5中任一项所述的电机转子，其中用于构造所述转子框架的材料的备选材料过模制或共模制于所述至少一个轮辐，以实现所述转子的转子极与中心毂之间的连接的轴向和径向刚性与旋转柔性之间的期望的平衡。21.根据权利要求3至5中任一项所述的电机转子，其中强化构件嵌入于所述至少一个轮辐中，以实现所述转子的转子极与中心毂之间的连接的轴向和径向刚性与旋转柔性之间的期望的平衡。22.一种电机，所述电机包括根据权利要求3至5中任一项所述的电机转子以及具有带有定子极的环形芯的定子，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西·斯科特·哥曼，杰拉尔德·大卫·邓肯，格雷戈里·保罗·希尔，
申请(专利权)人：菲舍尔和佩克尔应用有限公司，
类型：发明
国别省市：新西兰,NZ