自给式无刷电机和无刷控制器制造技术

本发明专利技术公开了无刷直流电机组件，其包括具有第一端和第二端的壳体以及设置在壳体中的定子。该组件还包括布置在定子中的转子子组件，该转子子组件具有轴，该轴具有靠近壳体的第一端的第一端和靠近壳体的第二端的第二端。该组件还包括布置在壳体中的控制器，该控制器被构造成控制轴的旋转。轴的第一端被构造成提供旋转输出。

Self contained brushless motor and controller

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自给式无刷电机和无刷控制器相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119要求2017年9月20日提交的美国专利申请15/710,045号的优先权利益，并根据35U.S.C.§119要求2017年5月27日提交的国际申请PCT/CN2017/086314号的优先权利益，它们的全部内容都被合并至本文中。背景本申请总体上涉及无刷电机领域，更具体地，涉及将控制器设置在电机壳体内的电机。电动工具（例如手持式工具、草坪园艺工具等）通常由永磁直流（“PMDC”）电机提供动力。PMDC电机中的电刷与换向器物理接合，从而在电刷和换向器之间产生摩擦。这种摩擦会导致工作噪音、电刷磨损以及工作温度升高，从而限制了PMDC电机的使用寿命。概述一个实施方式涉及一种无刷直流电机组件，其包括具有第一端和第二端的壳体以及设置在该壳体中的定子。该组件还包括布置在定子中的转子子组件，该转子子组件具有轴，该轴具有靠近壳体的第一端的第一端和靠近壳体的第二端的第二端。该组件还包括布置在壳体中的控制器，该控制器被构造成控制轴的旋转。轴的第一端被构造成提供旋转输出。另一个实施方式涉及一种电气设备，其包括从动构件和无刷直流电机组件。该组件包括具有第一端和第二端的壳体以及设置在壳体中的定子。该组件还包括布置在定子中的转子子组件，该转子子组件具有轴，该轴具有靠近壳体的第一端的第一端和靠近壳体的第二端的第二端。该组件还包括布置在壳体中的控制器，该控制器被构造成控制轴的旋转。轴的第一端联接至从动构件，并且轴被构造成使从动构件旋转。附图简述图1是根据示例性实施方式的电机的爆炸图。图2是图1的电机的截面图。图3是图1的电机除去盖子后的后透视图。详细描述各种实施方式在下文描述。应当注意，特定实施例不旨在作为详尽的描述或作为对本文所讨论的更广泛方面的限制。结合特定实施例描述的一个方面不必限于该实施例，并且可以实施于任何其他实施例。在描述特征的上下文中（特别是在以下权利要求的上下文中），术语“一”和“该”以及类似指代应被解释为涵盖单数和复数，除非另外指出或与上下文明显矛盾。除非在此另外指出，否则本文中数值范围仅旨在用作分别指代落入该范围内的每个单独值的简写方法，并且每个单独值都被并入说明书中，就好像它在本文中被单独叙述一样。除非本文另外指出或与上下文明显矛盾，否则本文描述的所有方法可以以任何合适的顺序执行。除非另有说明，否则本文提供的任何和所有示例或示例性语言（例如“例如”）的使用仅旨在更好地阐明实施例，并且不对权利要求的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应解释为表明任何未要求保护的特征为必要特征。为了减少电机中的摩擦，可以使用无刷直流（BLDC）电机代替PMDC电机。在BLDC电机中，电流流过定子中的绕组，形成磁场以与转子上的永磁体相互作用。转子和定子在物理上是分开的，因此BLDC无需任何电刷即可运行，从而相对于PMDC电机来说减少了BLDC电机的摩擦。但是，与PMDC电机相反，BLDC电机需要控制器才能运行。在传统的BLDC电机中，控制器位于电机外部（例如，在工具的手柄或踏板中）。如可清楚地从下文看出的，提供一种具有布置在电机壳体内的控制器的BLDC电机可能是有利的。例如，通过将控制器定位在壳体内，可以在将电机安装在电气设备（例如，电动工具等）中之前完全组装电机，从而降低了将电机安装在电气设备中以使从动构件旋转的成本和复杂性。对于电动工具，电机可以作为从动构件联接至卡盘（例如，用于钻头、车床等）。类似地，电机可以驱动承槽（socket）从而将凸耳（lug）安装在汽车或卡车上。此外，壳体中的结构可以帮助冷却控制器。例如，壳体可以包括风扇和其他结构作为散热器。参照图1和图2，其示出了根据说明性实施例的BLDC电机组件10。组件10包括定子12，该定子具有第一（例如，前）端14和相对的第二（例如，后）端16。电磁线绕定子12形成多个绕组18。绕组18被配置为接收电流（例如直流电）从中流过，产生磁场。定子12限定出从第一端部14延伸到第二端部16的定子孔20，并且该定子孔20被构造成容纳设置在其中的转子子组件22。转子子组件22包括具有第一（例如，前）端26和相对的第二（例如，后）端28的磁环24。磁环24限定出从第一端26延伸到第二端的磁环孔30。磁环24由永磁体形成，该永磁体被构造成与绕组18产生的磁场发生磁性相互作用。传感器磁体（sensormagnet）32布置在磁体环24的第二端28附近，并限定出延伸通过其中的传感器磁体孔34。传感器磁体32包括至少两对北极和南极。例如，第一南北极对定义出第一磁轴（例如，与传感器磁体32共面），第二南北极对定义出与第一磁轴交叉（例如，垂直、正交）的第二磁轴（例如，与传感器磁体32共面）。根据其他说明性实施例，传感器磁体32可以限定出更多或更少的南北极对。如图2所示，传感器磁体32被布置成靠近控制器78，使得传感器磁体32中的磁极与控制器78上的霍尔传感器磁性相互作用。霍尔传感器基于磁极的取向在接通位置和断开位置之间触发，从而测量出转子子组件22的旋转速度。图1和图2示出了与磁体环分开形成的传感器磁体32，根据其他说明性实施例，磁体环24的第二端28可以被磁化为具有期望的磁极结构以与霍尔传感器磁相互作用。转子子组件22还包括布置在磁环孔30和传感器磁体孔34中的轴38（例如，转子）。轴38具有大致环形（例如，圆柱形）的形状并限定出第一（例如，前、输出）端40和第二（例如，后）端42。轴38的第一端40被构造成提供来自组件10的旋转输出。轴38具有在第一端和第二端40、42之间延伸的轴长L1，L1显著大于在定子12的第一端和第二端14、16之间延伸的定子长度L2。在这种配置中，当转子子组件22设置在定子12中时，轴38的端40、42中的至少一个从定子12轴向向外延伸。如图2所示，端40、42都可从定子12轴向向外延伸。此外，传感器磁体32和间隔件36被布置成靠近定子12的第二端16并从定子12的第二端16轴向向外。仍然参考图1和图2，可以在磁体环24和传感器磁体32之间布置间隔件36，以使传感器磁体32与磁体环24间隔开。轴38联接到传感器磁体32并且相对于传感器磁体32旋转性固定，使得当磁体环24使传感器磁体32旋转时，轴38以与磁体环24和传感器磁体32中的每一个基本相同的角速度旋转。如图2所示，套筒44设置在传感器磁体32和轴38之间，直接在第二端42附近的轴38上，并构造成保持传感器磁体32和轴38之间的固定旋转方向。例如，套筒44可以由可压缩材料形成，该可压缩材料被构造成与轴38摩擦接合。例如，套筒44可以是被压配合到轴38上的黄铜环，使得套筒44相对于轴38旋转固定。传感器磁体孔34可以限定出与套筒44的互补特征，或者可以与套筒摩擦地接合（例如，通过被压配合在套筒44上或包覆模制（over-molded）到套筒44上），使得传感器磁体32相对套筒44旋转固定。根据另一示例性实施例，轴38或套筒44中的一个限定出狭槽，而轴38或套筒4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无刷直流电机组件，包括：/n具有第一端和第二端的壳体；/n设置在壳体中的定子；/n设置在定子中的转子子组件，该转子子组件包括轴，该轴具有靠近壳体的第一端的第一端和靠近壳体的第二端的第二端；以及/n设置在壳体中的控制器，该控制器被构造成控制所述轴的旋转；/n其中，所述轴的第一端被构造成提供旋转输出。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170920 US 15/710,045;20170527 CN PCT/CN2017/08631.一种无刷直流电机组件，包括：
具有第一端和第二端的壳体；
设置在壳体中的定子；
设置在定子中的转子子组件，该转子子组件包括轴，该轴具有靠近壳体的第一端的第一端和靠近壳体的第二端的第二端；以及
设置在壳体中的控制器，该控制器被构造成控制所述轴的旋转；
其中，所述轴的第一端被构造成提供旋转输出。


2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述控制器界定出控制器孔；其中，控制器孔被构造成容纳穿过其中的所述轴。


3.根据权利要求1所述的组件，其中，所述壳体限定出小于大约70mm的壳体内径；其中，所述控制器限定出小于壳体内径的控制器外径。


4.根据权利要求1所述的组件，其中所述转子子组件还包括：被压配合在所述轴的所述第二端附近的黄铜套筒；以及包覆模制在所述黄铜套筒上的传感器磁体；其中，传感器磁体相对于轴旋转固定；并且其中传感器磁体被配置为与控制器上的霍尔传感器磁性相互作用以测量转子子组件的旋转速度。


5.根据权利要求1所述的组件，所述组件还包括：第一盖，其布置在壳体的第一端上；和第二盖，其布置在壳体的第二端上；其中，壳体被第一盖和第二盖包围。


6.根据权利要求5所述的组件，其中，所述控制器设置在所述第二盖和所述定子之间。


7.根据权利要求6所述的组件，所述组件还包括布置在所述第一盖和所述定子之间的风扇，所述风扇相对于所述轴旋转地固定。


8.根据权利要求6所述的组件，所述组件还包括传导环，所述传导环设置在所述控制器和所述第二盖之间；其中，所述传导环被配置为将热量从控制器传递到第二盖；并且其中第二盖被配置为用作散热器。


9.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·芬克豪泽，王伟，朱昊，
申请(专利权)人：余姚市爱优特电机有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33