一種高功率密度的用于電動(dòng)工具中的無(wú)刷電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種高功率密度的用于電動(dòng)工具中的無(wú)刷電 機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前在電動(dòng)工具領(lǐng)域中，其電機(jī)的選擇絕大部分采用交流串激電機(jī)。
[0003] 隨著鋰電池技術(shù)的發(fā)展，在野外或高空作業(yè)時(shí)，無(wú)繩電動(dòng)工具也得到了廣泛的應(yīng) 用，這一類工具目前市場(chǎng)上普遍采用的是直流有刷電機(jī)。
[0004] 隨著電動(dòng)工具的不斷發(fā)展，更節(jié)能，動(dòng)力更強(qiáng)勁，體積更小，重量更輕的需求也越 來(lái)越強(qiáng)烈，無(wú)刷電機(jī)技術(shù)在電動(dòng)工具上的應(yīng)用便應(yīng)運(yùn)而生。
[0005] 以下是目前用于電動(dòng)工具中的電機(jī)的種類間各項(xiàng)參數(shù)的比較：
[0006]
[0007] 目前，電動(dòng)工具大多采用的是交流串激電機(jī)，雖然電機(jī)體積大，力矩小，重量重，噪音 大，電磁干擾也大，但由于其成本低，對(duì)使用環(huán)境要求低，可以在惡劣的環(huán)境下工作，因而目 前大多數(shù)電動(dòng)工具還是采用這種串激電機(jī)。
[0008] 無(wú)刷電機(jī)和串激電機(jī)的區(qū)別在于：從結(jié)構(gòu)上看，串激電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子都是采用 硅鋼片鐵芯，定轉(zhuǎn)子都有繞組，在轉(zhuǎn)子上有換向器，定子上有電刷。在通電的時(shí)候定轉(zhuǎn)子的 繞組產(chǎn)生磁性，通過(guò)換向器來(lái)?yè)Q向來(lái)實(shí)現(xiàn)正常工作。無(wú)刷電機(jī)其定子是采用硅鋼片鐵芯并 饒有繞組，轉(zhuǎn)子是用高性能的釹鐵硼強(qiáng)磁材料。電機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但其換向是根據(jù)檢測(cè)到 的霍爾信號(hào)通過(guò)電子元器件來(lái)實(shí)現(xiàn)換向的。
[0009] 而直流有刷電機(jī)和直流無(wú)刷電機(jī)的區(qū)別是：是否配置有常用的電刷-換向器。有 刷直流電機(jī)的換向一直是通過(guò)電刷與安裝在轉(zhuǎn)子上的環(huán)形換向器相接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而直流 無(wú)刷電機(jī)則通過(guò)霍爾傳感器把轉(zhuǎn)子位置反饋回控制電路，使其能夠獲知電機(jī)相位換向的準(zhǔn) 確時(shí)間。大多數(shù)無(wú)刷電機(jī)生產(chǎn)商生產(chǎn)的電機(jī)都具有三個(gè)霍爾效應(yīng)定位傳感器。由于無(wú)刷電 機(jī)沒(méi)有電刷，故也沒(méi)有相關(guān)接口，因此更干凈，噪聲更小，事實(shí)上無(wú)需維護(hù)，壽命更長(zhǎng)。由于 直流有刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子同樣采用了磁性材料，也無(wú)法在有鐵肩的場(chǎng)合使用。
[0010] 為了在惡劣的環(huán)境中正常工作，就需要真正將電機(jī)密封起來(lái)。事實(shí)上，無(wú)刷電機(jī)大 多采用IP54等防護(hù)等級(jí)。這樣一來(lái)，由于風(fēng)道受阻，電機(jī)的散熱就成一個(gè)問(wèn)題。而串激電 機(jī)的風(fēng)道暢通，無(wú)刷電機(jī)體積較同功率的串激電機(jī)要小，但并不能發(fā)揮出無(wú)刷電機(jī)真正的 特點(diǎn)。
[0011] 從上述描述可以看出，在電動(dòng)工具和園林工具中不論采用何種電機(jī)，其實(shí)都希望 能在采用該電機(jī)輸出的情況下，提高功率密度。
[0012] 由于無(wú)刷電機(jī)的特點(diǎn)，在相同輸出功率和力矩情況下，無(wú)刷電機(jī)體積小，溫升低， 可以達(dá)到高功率密度的輸出，而此時(shí)就存在電機(jī)發(fā)熱及散熱的問(wèn)題，若將無(wú)刷電機(jī)引用至 電動(dòng)工具或園林工具中，則需要減小發(fā)熱及提高散熱，通常目前現(xiàn)有技術(shù)的電機(jī)散熱有自 然散熱、風(fēng)冷，而采用風(fēng)冷可以進(jìn)一步提高散熱的效果，同時(shí)無(wú)刷電機(jī)本身并不一定需要風(fēng) 扇來(lái)進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。但目前電動(dòng)工具風(fēng)扇除了主要冷卻電機(jī)實(shí)現(xiàn)降溫，還兼顧到去除切削， 磨削等出來(lái)的粉塵雜物等，為了適應(yīng)目前電動(dòng)工具結(jié)構(gòu)，無(wú)刷電機(jī)大多也需要設(shè)置風(fēng)扇。這 樣一來(lái)，無(wú)刷電機(jī)的功率密度就可以做的很大，體積就可以縮減掉很多，同時(shí)散熱和通風(fēng)能 力也會(huì)變的更強(qiáng)。
[0013] 可以看出無(wú)刷電機(jī)的小體積、大功率、采用風(fēng)冷技術(shù)是今后電動(dòng)工具和園林工具 的發(fā)展趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明旨在提供一種可使得電動(dòng)工具處于穩(wěn)定高功率密度狀態(tài)的高功率密度的 用于電動(dòng)工具中的無(wú)刷電機(jī)。
[0015] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種高功率密度的用于電動(dòng)工 具中的無(wú)刷電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子軸、前端蓋、絕緣骨架、定子鐵芯、槽楔、繞組、后端蓋、滾珠軸承、 平衡銅套、磁鋼和轉(zhuǎn)子鐵芯；所述轉(zhuǎn)子軸上依次設(shè)有轉(zhuǎn)子鐵芯和磁鋼，所述定子鐵芯內(nèi)設(shè)有 繞組，所述定子鐵芯的兩端分別設(shè)有絕緣骨架、所述定子鐵芯上還設(shè)有槽楔，所述前端蓋和 后端蓋分別蓋合在槽楔的兩端，所述前端蓋和后端蓋分別為鏤空結(jié)構(gòu)，所述磁鋼和轉(zhuǎn)子鐵 芯位于繞組中且轉(zhuǎn)子軸兩側(cè)分別依次安裝有平衡銅套和滾珠軸承；所述兩個(gè)滾珠軸承分別 與前端蓋和后端蓋相抵。
[0016] 根據(jù)上述方案可以看出本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：將槽楔分別與前端蓋、后端蓋連接， 使得槽楔分別與前端蓋、后端蓋構(gòu)成了一個(gè)密封結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子軸由轉(zhuǎn)子鐵芯與繞組之間產(chǎn)生 的電磁力進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣的結(jié)構(gòu)再安裝在電動(dòng)工具中，對(duì)于又由于前端蓋和后端蓋分別為 鏤空結(jié)構(gòu)使得無(wú)刷電機(jī)具有風(fēng)道，同時(shí)由于風(fēng)葉的助力，使其散熱效率很高，在非常小的空 間內(nèi)無(wú)刷電機(jī)保持高功率密度的同時(shí)，且散熱更好，重量更輕，甚至也可以不再需要風(fēng)扇就 可以達(dá)到較好的通風(fēng)散熱效果。
[0017] 作為改進(jìn)，所述前端蓋、后端蓋表面設(shè)有風(fēng)道。
[0018] 作為改進(jìn)，所述繞組也為鏤空結(jié)構(gòu)。
[0019] 作為改進(jìn)，所述前端蓋與槽楔為可拆式連接。
[0020] 作為改進(jìn)，所述后端蓋也與槽楔為可拆式連接。
[0021] 為了保證高功率電動(dòng)工具的穩(wěn)定輸出，還可以有另一種技術(shù)方案：一種高功率密 度的用于電動(dòng)工具中的無(wú)刷電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子軸、前端蓋、絕緣骨架、定子鐵芯、轉(zhuǎn)子密封罩、 繞組、后端蓋、滾珠軸承、平衡銅套、磁鋼、轉(zhuǎn)子鐵芯和緊固螺釘；所述轉(zhuǎn)子軸上依次設(shè)有轉(zhuǎn) 子鐵芯和磁鋼，所述定子鐵芯內(nèi)設(shè)有繞組，所述定子鐵芯的兩端分別設(shè)有絕緣骨架、所述定 子鐵芯上還設(shè)有槽楔，所述前端蓋上通過(guò)緊固螺釘安裝有轉(zhuǎn)子密封罩，所述轉(zhuǎn)子軸穿過(guò)轉(zhuǎn) 子密封罩，所述轉(zhuǎn)子鐵芯和磁鋼安裝在轉(zhuǎn)子密封罩內(nèi)，所述前端蓋與定子鐵芯的一端連接， 所述后端蓋與定子鐵芯的另一端連接，所述磁鋼和轉(zhuǎn)子鐵芯位于繞組中且轉(zhuǎn)子軸兩側(cè)分別 依次安裝有平衡銅套和滾珠軸承，所述一端的滾珠軸承與前端蓋相抵，另一端的滾珠軸承 與轉(zhuǎn)子密封罩相抵。
[0022] 根據(jù)上述方案可以看出本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：相比上一種技術(shù)方案，該技術(shù)方案 在轉(zhuǎn)子鐵芯與前端蓋上再套設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)子密封罩，由于轉(zhuǎn)子密封罩本身具有導(dǎo)磁功能，使 得該電機(jī)的正常工作并不會(huì)受影響，但由于其另一側(cè)的后端蓋、滾珠軸承、平衡銅套可以不 再需要，而使得其空間大大降低，而且散熱面積更大，散熱效果更好；同時(shí)還可以將節(jié)省掉 的滾珠軸承、平衡銅套安裝在電動(dòng)工具中，這樣就無(wú)需再用前端蓋，從而又進(jìn)一步的縮減了 占用空間和電動(dòng)工具的重量。
[0023] 作為改進(jìn)，所述后端蓋與定子鐵芯的另一端連接為可拆式連接。
[0024] 作為改進(jìn)，所述繞組也為鏤空結(jié)構(gòu)。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1為本發(fā)明的實(shí)施例一高功率密度的用于電動(dòng)工具中的無(wú)刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0026] 圖2為本發(fā)明的實(shí)施例二高功率密度的用于電動(dòng)工具中的無(wú)刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0027] 圖3為本發(fā)明的高功率密度的用于電動(dòng)工具中的無(wú)刷電機(jī)的側(cè)視圖。
[0028]
【附圖說(shuō)明】：1、轉(zhuǎn)子軸，2、前端蓋，3.絕緣骨架，4、定子鐵芯，5、槽楔，6、繞組，7、后 端蓋，8、滾珠軸承，9、平衡銅套，10、磁鋼，11、轉(zhuǎn)子鐵芯，12、鎖緊螺釘，13、轉(zhuǎn)子密封罩，14、 風(fēng)葉。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0030] 實(shí)施例一，結(jié)合附圖