电动机部件亚微米径向对准和气流管理以延长电机寿命的技术制造技术

本公开大体上涉及用于电机部件相对于彼此的径向对准以实现带有具有亚微米端对端偏差的转子孔的电机的技术。在实施例中，本文中公开了一种转子孔对准工具，所述转子孔对准工具可插入电机部件之间，且更具体地说，可插入由例如壳体区段和定子组件等电机部件中的每个电机部件限定的孔口/通孔之间。所述转子孔对准工具包括可伸展构件，所述可伸展构件可选择性地转变到延伸位置以使得每个电机部件径向对准，所述电机部件在此后以所谓的“堆叠(stack)”牢固地联接以形成电机。举例来说，一旦电机部件联接在一起，所得电机便包括从端到端延伸的转子轴，优选地包括小于10微米且更优选地小于或等于5微米的亚微米偏差。选地小于或等于5微米的亚微米偏差。选地小于或等于5微米的亚微米偏差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机部件亚微米径向对准和气流管理以延长电机寿命的技术
[0001]相关申请交叉引用
[0002]本申请要求2019年12月5日提交的第62/944,068号美国临时申请的权益，所述临时申请以全文引用的方式并入本文中。


[0003]本说明书大体上涉及电动机，且具体地说，涉及用于电机部件的亚微米径向对准的技术，以及用在电动机中使气流分流以产生一个或多个空气射流来冷却绕组和转子组件等核心电机部件的散流器装置。

技术介绍

[0004]电动机广泛用于消费和工业应用。有多种电动机可供使用，电动机往往属于两种广泛电机类型之一，即有刷和无刷。
[0005]例如，有刷DC电机在其结构外部具有永磁体且在内部具有自旋电枢。固定在外部的永磁体被称为定子。旋转并包括电磁体的电枢被称为转子。在有刷DC电机中，当电流流向电枢时，转子自旋180度。为了持续旋转，电磁体的磁极必须翻转。当转子旋转时，电刷与定子进行接触，从而使磁场翻转且允许转子自旋完整的360度。
[0006]另一方面，无刷DC电机不包括电刷，且使用DC电流。无刷DC电机基本上是由内而外翻转的，从而无需电刷来使电磁场翻转。例如，在无刷DC电机中，永磁体在转子上，且电磁体在定子上。然后，电路可对定子中的电磁体充电，以使转子旋转完整的360度。
[0007]在任一情况下，转子在电动机内的径向对准会显著影响电机性能和可靠性。举例来说，转子轴的角度和/或径向未对准可显著影响电机的标称功率/扭矩，引入声学噪声(例如，经由振动)，且最终基于例如沿着相关联转子轴的不对称负载而导致部件过早发生故障。

技术实现思路
附图说明
[0008]随附包括的附图是为了示出本说明书教示的制品、方法和设备的各种实例，且并不意图以任何方式限制教示内容的范围。
[0009]图1示出了根据本公开的实施例的示例电动机。
[0010]图2示出了根据本公开的实施例的图1的电动机的仰视图。
[0011]图3示出了根据本公开的实施例的部分分解的图1的电动机。
[0012]图4示出了根据实施例的图1的电动机的横截面视图。
[0013]图5示出了根据实施例的在制造的径向对准阶段期间的图1的电动机的另一横截面视图。
[0014]图6示出了根据实施例的在执行制造的径向对准阶段之后的图1的电动机的另一横截面视图。
[0015]图7示出了根据本公开的实施例的基于转子组件的阶状物特征而联接到相关联风扇/叶轮且与相关联风扇/叶轮径向对准的转子组件。
[0016]图8示出了根据本公开的实施例的在插入到电动机的转子孔中之前的图7的转子组件。
[0017]图9示出了根据实施例的插入到电动机的转子孔中之后的图7的转子组件。
[0018]图10A示出了根据实施例的示例锁紧螺母。
[0019]图10B示出了根据实施例的图1的电动机的另一横截面视图。
[0020]图11示出了适合用在根据本公开的电动机内的散流器的透视图。
[0021]图12示出了根据实施例的图11的散流器的侧视图。
[0022]图13示出了根据实施例的图11的散流器的仰视图。
[0023]图14示出了用在根据本公开的电动机内的示例护罩。
[0024]图15示出了根据实施例的图14的示例护罩的横截面视图。
[0025]图16示出了适合用在根据本公开的电动机内的另一示例散流器的透视图。
[0026]图17示出了图16的散流器的侧视图。
[0027]图18示出了图16的散流器的另一透视图。
[0028]图19示出了用在根据本公开的电动机内的另一示例护罩。
[0029]图20示出了根据实施例的图19的示例护罩的横截面视图。
[0030]图21示出了根据实施例的图1的电动机的横截面视图。
[0031]图22A示出了用在根据本公开的电动机内的另一示例护罩。
[0032]图22B示出了根据实施例的图22A的护罩的横截面。
[0033]图22C示出了根据实施例的适合用于图22A的护罩中的密封插入装置。
[0034]图23A示出了根据本公开的另一示例电动机。
[0035]图23B示出了图23A的电动机的侧视图。
[0036]图23C示出了根据本公开的实施例的图23B的电动机的沿着线C
‑
C截取的横截面视图。
具体实施方式
[0037]如上文所论述，转子轴在电动机内的径向对准显著影响电机性能和可靠性。例如无刷DC(BLDC)电机等电动机可由以堆叠布置夹在一起的多个部分/区段形成。举例来说，一些电动机包括壳体部分，所述壳体部分与安置在其间的定子组件联接在一起。壳体部分和定子组件可各自包括对准以共同提供转子孔的孔口/通孔。然而，当电机的每个部件联接在一起时，会引入不同量的偏差。随着每个部件引入额外的未对准，此偏差最终会加剧，使得所得孔具有高达150微米或更差的端对端偏差。理想地，所得孔具有零微米的端对端偏差，例如完全同心，但这种零微米偏差在实践中难以实现。这归因于电机部件的固有制造偏差，以及根本无法识别和补偿此类偏差的制造过程。由每个连续电机部件引入的微小偏差可最终加剧且导致转子轴的实质性径向未对准。
[0038]沿着转子孔的此类端对端偏差往往会按比例引入转子轴的不对称负载，且例如由
于转子组件磨损和产生的热量而显著减少电机的操作寿命，以及由于振动而引入声学噪声。
[0039]因此，本公开大体上涉及电机部件相对于彼此径向对准以实现带有具有亚微米端对端偏差的转子孔的电动机的技术，所述亚微米端对端偏差例如小于50微米且优选地小于10微米的端对端偏差。更详细地，本文公开了一种转子孔对准工具，所述转子孔对准工具可插入多个电机部件之间，且更具体地说，插入由例如壳体区段和定子组件等电机部件中的每个部件限定的孔口/通孔。所述转子孔对准工具包括可伸展构件，所述可伸展构件可选择性地转变到延伸位置以使得每个电机部件径向对准，所述电机部件在此后以所谓的“堆叠(stack)”牢固地联接以形成电机。举例来说，一旦电机部件例如经由粘合剂和/或螺钉牢固地联接在一起，所得电机便包括从端到端延伸的转子轴，优选地包括小于10微米且更优选地小于或等于5微米的亚微米偏差。
[0040]在实施例中，一种电动机包括第一壳体部分，所述第一壳体部分限定第一转子容器以接收和联接到转子组件的第一端。所述电动机进一步包括第二壳体部分，所述第二壳体部分限定第二转子容器以接收和联接到所述转子组件的第二端，第一壳体部分和第二壳体部分被配置成联接在一起且共同提供转子孔以接收转子组件。转子组件安置在转子孔内，其中转子组件包括轴以及沿着轴同心地联接的第一轴承和第二轴承。第一轴承可安置在第一壳体部分的第一转子容器内，且第二轴承可安置在第二壳体部分的第二转子容器内。轴以及相关联的第一轴承和第二轴承优选地基于由第一壳体部分和第二壳体部分共同提供的转子孔而彼此径向对准，所述第一壳体部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动机，所述电动机包括：第一壳体部分，所述第一壳体部分限定第一转子容器以接收和联接到转子组件的第一端；第二壳体部分，所述第二壳体部分限定第二转子容器以接收和联接到所述转子组件的第二端，所述第一壳体部分和所述第二壳体部分被配置成联接在一起且共同提供转子孔以接收所述转子组件；以及转子组件，所述转子组件安置在所述转子孔内，所述转子组件包括轴和沿着所述轴同心地联接的至少第一轴承，所述第一轴承安置在所述第一壳体部分的所述第一转子容器内或所述第二壳体部分的所述第二转子容器内，并且其中所述轴和第一轴承基于由具有小于10微米的端对端偏移偏差的所述第一壳体部分和所述第二壳体部分共同提供的所述转子孔而彼此径向对准。2.根据权利要求1所述的电动机，其中所述第一壳体部分和所述第二壳体部分中的每个壳体部分分别基于第一互锁部分和第二互锁部分而彼此联接，并且其中所述第一互锁部分和所述第二互锁部分具有至少50微米的偏移对准公差，使得所述第一壳体部分和所述第二壳体部分可滑动地联接在一起且允许相对于彼此至少50微米的径向移位。3.根据权利要求2所述的电动机，其中所述转子孔包括小于10微米的端对端偏移偏差，所述小于10微米的端对端偏移偏差是基于所述第一壳体部分和所述第二壳体部分联接在一起且借助所述第一互锁部分和所述第二互锁部分的所述偏移对准公差而径向移位。4.根据权利要求1所述的电动机，其中所述第一壳体部分和所述第二壳体部分使用粘合剂彼此联接。5.根据权利要求1所述的电动机，其中所述第一壳体部分和所述第二壳体部分基于锁定装置彼此联接。6.根据权利要求5所述的电动机，其中所述锁定装置包括自攻螺钉。7.根据权利要求5所述的电动机，其中所述锁定装置包括金属螺栓。8.根据权利要求1所述的电动机，其进一步包括定子组件，所述定子组件安置在所述第一壳体部分与所述第二壳体部分之间且限定所述转子孔的至少一部分。9.根据权利要求1所述的电动机，其进一步包括第三壳体部分，所述第三壳体部分被配置成联接到所述第二壳体部分，所述第三壳体部分限定孔口以将空气传送到所述电动机中。10.根据权利要求9所述的电动机，其中所述第三壳体部分包括至少一个压力调节器阀，所述至少一个压力调节器阀与至少部分地由所述第三壳体部分限定的叶轮风阻腔室流体连通。11.根据权利要求10所述的电动机，其进一步包括第一密封装置，所述第一密封装置安置成邻近于所述孔口以与安置在所述叶轮风阻腔室中的叶轮的表面形成气密密封。12.根据权利要求11所述的电动机，其中所述第一密封装置包括至少一个环形突出部，并且其中第三壳体部分限定至少一个凹槽来接收所述至少一个环形突出部以形成所述气密密封。13.根据权利要求11所述的电动机，其中所述第一密封装置由包括发泡体、聚四氟乙烯、橡胶和/或尼龙的材料形成。
14.一种转子孔对准装置，用于由电动机的多个壳体部分共同提供的孔的径向对准，所述转子孔对准装置包括：轴，所述轴具有沿着所述轴安置在预定位置处的至少一个可延伸构件，所述至少一个可延伸构件选择性地从回缩定向转变到延伸定向，所述回缩定向使得所述至少一个可延伸构件从所述轴径向延伸到第一距离D1，且所述延伸定向使得所述至少一个可延伸构件从所述轴径向延伸到第二距离D2，所述第二距离D2大于所述第一距离D1；并且其中所述轴被配置成可滑动地联接到所述孔中达预定位置，所述预定位置使所述至少一个可延伸构件与所述电动机的至少第一电机部件对准，使得所述至少一个可延伸构件转变到所述延伸定向引起所述电动机的所述第一电机部件与第二电机部件...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷扎，
申请(专利权)人：尚科宁家运营有限公司，
类型：发明
国别省市：