电子换向无刷电机及其制造方法技术

一种电子换向无刷电机（１０），包括一个电机壳体（１４）、一个形成在电机壳体（１４）侧壁上的凸出部分（１８），和一个容纳在该凸出部分（１８）中电容器（８６）组件。该电容器（８６）组件包括一个电容器印刷电路板（ＰＣＢ）（９４），该电容器印刷电路板（９４）具有多个纵向边和至少一个安装在该ＰＣＢ上的电容器（８６）。该凸出部分（１８）包括多个沿凸出部分侧壁内表面定位的沟槽（１１６），电容器（８６）的纵向边缘滑动插入到该沟槽中。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子换向无刷电机，例如开关磁阻电机、高频感应电机、无刷交流电机和无刷直流电机。特别是本专利技术还涉及一种电子换向无刷电机设计和组装工艺，用以提供一种坚固的无刷电机，这种电机能够满足各种应用条件下的独特功能要求，比如便携式台锯、斜切锯、现场锯和组合锯。特别地，本专利技术涉及一种电子换向的无刷电机设计，该电机设计包括形成在电机壳体侧壁上的凸出部分，电容器组件容纳在其中，进而提供了一个具有相对较短轴长的电子换向无刷电机。
技术介绍
现有技术的电子换向无刷电机受到多种限制。一种限制是在气流通过电机方面的限制。在典型的常规电机壳体中，空气通过端盖上的通孔吸入，经过电刷齿轮组和绕组，通过风扇排到电机的另一端。在一个电子换向无刷电机中，空气也是通过端盖吸入，但是在该空气能够经过电机其它部分之前，其必须首先经过固定在壳体轴向端部的电子控制模块的周围。因此，由于导致空气首先经过电子控制模块，所以该电子控制模块将阻碍气流，其中该电子控制模块包括一个容纳了封装的印刷电路板(PCB)的封装盘。经过电子控制模块之后，空气向下流经由铝制吸热设备的突出散热片所形成的通道，从而冷却放在吸热设备上的电子元件。随后空气继续流到定子绕组处，穿过定子的四周，通过风扇排到电机端部。因此，在电子换向无刷电机中，电子控制模块限制了气流通过电机。在电子换向无刷电机中，壳体铸模工艺进一步增加了对气流的阻碍作用。为了有效地模铸并生产出该壳体，必须在其内部侧(铁芯)和外部侧(空腔)上都具有斜度。由于通过采用现有的产品安装接触面所需件使得壳体开口的几何尺寸是固定的，所以这种偏斜使壳体与电子控制模块之间的距离相靠近(例如变窄)，进而进一步阻碍了气流分布到电子控制模块周围并通过电机。公知的电子换向无刷电机的第二种限制之处在于这种电机一般比传统电机要长。由于其过长，电子换向无刷电机很难利用于许多种电力工具中，在这些电力工具中需要电机或壳体的整个轴向长度尽可能的短。这对于锯来说尤其如此，例如斜切锯和其它锯，由于锯(以及与该锯连接的电机)以一定角度倾斜时，特别长的电机壳体会造成受到防护物或锯台的妨碍。例如，在一个TGS型组合锯中，电机壳体的轴向长度必须足够短，以使其不会突出超过锯的框架。如果超出了锯的框架，它将妨碍工作台翻转。另一个例子，小型便携式台锯中的电机的轴向长度应该足够短，这样当其与锯齿轮相连时，电机壳体应该适于安装到构成工作台基底的外缘中。还有另外一个例子，在斜切锯中，斜角以及斜切功能将要求电机的端部朝着工作台倾斜，这样电机的轴向长度应该足够短，以使得当电机链接到一个斜角或斜切的倾斜位置时，电机不会接触到工作台上的防护物。公知的电子换向无刷电机第三个受限之处在于在组装过程中，不能够保证转子轴上的配准装置与转子极精确对准，以及不能保证位置传感器与定子精确对准。该配准装置可以为任何合适的寄存装置，比如断续器或磁铁，位置传感器可以为任何合适的传感器，比如光传感器或霍尔效应传感器。在典型的电子换向无刷电机中，配准装置相对于传感器的位置可确定转子相对于定子的位置。在电子换向无刷电机中，在电子控制器发出用于转变电机绕组中磁通方向的电子转换信号时，了解转子的准确位置是极其重要的。如果配准装置与转子极没有对准，或者位置传感器与定子没有精确对准，那么由位置传感器检测的配准装置的位置将提供一个转子相对于定子的不准确的位置指示。如果转子位置没有得到精确的测定，那么电子开关电机将会立即失去功率和转矩。公知的电子换向无刷电机的第四种受限之处在于要满足由保险商实验所(UL)以及其它下属代理商所描述的双绝缘结构的要求。这种无需在电源线中需要接地线的双绝缘电机设计已经在一般的电机中实现了。对于手持和工作台安装电力工具，由于这种交替的、接地的工具需要可以在工作地点获得固定的接地连接，而通常在工作地点又并非如此，所以双绝缘结构对于手持和工作台安装电力工具是优选结构。基本需求就是这种设计必须可以在诸如绕组的工作元件和诸如轴或螺钉的任何用户容易碰触到的金属元件之间提供至少两级绝缘。公知的电子换向无刷电机没有实施双绝缘结构设计。因此，希望提供一种可提供加强的气流通过电机的电子换向无刷电机设计。进一步也希望提供一种电子换向无刷电机，其具有适于应用到需要更短电机中的整体轴向长度。更进一步，还希望提供一种电子换向无刷电机设计，该设计可以确保在电机组装期间，光编码器与转子极精确对准，确保光传感器与定子精确对准。另外，还希望提供一种电子换向无刷电机，该电机可以应用双绝缘设计而不会大幅增加成本或令制造和/或组装整个电机复杂。
技术实现思路
本专利技术涉及一种电子换向无刷电机设计，其克服了前述各种缺点。在优选方式中，本专利技术涉及一种无刷交流电机，但是，本专利技术也可应用于无刷直流电机。本专利技术的一个方面在于电机的壳体具有偏斜角度，这可以加强通过电机的气流以使得更有效地冷却电机。本专利技术的第二个方面在于，该电子换向无刷电机设计提供了一种电容器安装布置，其使得电机整个轴向长度变得更短。薄膜电容与电机的电子控制系统相连，安装在一个独立的电路板上。该电路板适合滑动插入壳体的突起或凸出部分中，该突起或凸出部分形成在壳体侧壁上而不是在壳体的轴端。因此，这使壳体的整个轴向长度可以变得更短，进而使电机有更广泛的应用，在这些应用中，该电机必须能够处于不同的位置而不会妨碍到与之关联的工具的其它元件。本专利技术的第三个方面在于，电子换向无刷电机提供一种壳体，该壳体可以使定子与诸如光传感器的位置传感器相对彼此精确对准。这利用壳体模铸铁芯可以实现，这种模铸铁芯产生一个含有桥和定子定位凸缘的壳体，其中，位置传感器安装在所述的桥上。典型地，壳体的模铸铁芯在壳体的内表面上形成定位凸缘，定位凸缘用于在插入到壳体中时精确对准定子，但是模铸铁芯不包括位置传感器的安装桥。通过模铸壳体以含有一个位置传感器安装桥和定子定位凸缘，可以避免位置传感器的位置相对于定子变化。因此，位置传感器和定子可以在安装时可以精确对准，而无需在组装电机过程中在对准过程或检验上浪费时间。本专利技术的第四个方面在于，电子换向无刷电机包括一个双绝缘(DI)特征，从而不再需要电源线中的直接接地电缆。该DI设计包括定子和定子绕组之间的绝缘带，和设置在转子轴和转子叠片之间的绝缘套筒。因此，在用户容易接触到的金属部分与电流流经电机的部分之间具有两个绝缘层。可选择地，该支撑定子的电机壳体也可以由不导电材料构成。附图说明从详细说明和附图中可以更充分地理解本专利技术，其中图1是本专利技术优选实施例中的电子换向无刷电机的透视图；图2是图1中的电机的分解图，示出了电机组件是如何组装的。图3是图2中的电机壳体顶端内部的分解图；图4是图2中的电机顶端的分解图，示出了电机顶端的组件是如何组装的；图5是图4中的壳体的分解图，示出了薄膜电容器是如何滑动插入到电机壳体凸出部分中的；图6是图5所示电容器组件的另一实施方式； 图7是图5所示的电机壳体凸出部分的截面图；图8是图2所示的定子叠片组的分解图；图9是图2所示的定子和转子组件的分解图；图10是图1所示的电机的截面图；图11是图1所示的电机壳体的示意图，示出了用于模铸壳体的铁芯和空腔的分隔线位置。具体实施例方式图1是本专利技术优选实施例中的电子换向无刷电机10的透视图。电机1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子换向无刷电机，包括：一个电机壳体，限定了一个腔，该腔成形为至少部分地接收转子，该电机壳体包括一个一体形成的侧壁，该侧壁上具有一个凸起部分，该凸起部分限定了一个中空区，这个中空区偏离该腔，以沿该腔的径向朝外方向的侧壁设定该中空 区的界限；和一个电容组件，包括一个印刷电路板和至少一个电容器，所述电容器组件容纳在所述凸起部分中，并对电子换向无刷电机的换向进行电控制。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔杰弗里艾格尼斯，加勒特帕特里克麦考密克，理查德托马斯沃尔特，克里斯多佛赖安雅恩科，
申请(专利权)人：布莱克和戴克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]