一種高功率密度的用于電動工具中的無刷電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及電機技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種高功率密度的用于電動工具中的無刷 電機。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前在電動工具領(lǐng)域中，其電機的選擇絕大部分采用交流串激電機。
[0003] 隨著鋰電池技術(shù)的發(fā)展，在野外或高空作業(yè)時，無繩電動工具也得到了廣泛的應(yīng) 用，這一類工具目前市場上普遍采用的是直流有刷電機。
[0004] 隨著電動工具的不斷發(fā)展，更節(jié)能，動力更強勁，體積更小，重量更輕的需求也越 來越強烈，無刷電機技術(shù)在電動工具上的應(yīng)用便應(yīng)運而生。
[0005] 以下是目前用于電動工具中的電機的種類間各項參數(shù)的比較：
[0006]
[0007] 目前，電動工具大多采用的是交流串激電機，雖然電機體積大，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)電動工具還是采用這種串激電機。
[0008] 無刷電機和串激電機的區(qū)別在于：從結(jié)構(gòu)上看，串激電機的定子和轉(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。在通電的時候定轉(zhuǎn)子的 繞組產(chǎn)生磁性，通過換向器來換向來實現(xiàn)正常工作。無刷電機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磁材料。電機結(jié)構(gòu)相對簡單，但其換向是根據(jù)檢測到 的霍爾信號通過電子元器件來實現(xiàn)換向的。
[0009] 而直流有刷電機和直流無刷電機的區(qū)別是：是否配置有常用的電刷-換向器。有 刷直流電機的換向一直是通過電刷與安裝在轉(zhuǎn)子上的環(huán)形換向器相接觸來實現(xiàn)的。而直流 無刷電機則通過霍爾傳感器把轉(zhuǎn)子位置反饋回控制電路，使其能夠獲知電機相位換向的準(zhǔn) 確時間。大多數(shù)無刷電機生產(chǎn)商生產(chǎn)的電機都具有三個霍爾效應(yīng)定位傳感器。由于無刷電 機沒有電刷，故也沒有相關(guān)接口，因此更干凈，噪聲更小，事實上無需維護，壽命更長。由于 直流有刷電機的轉(zhuǎn)子同樣采用了磁性材料，也無法在有鐵肩的場合使用。
[0010] 為了在惡劣的環(huán)境中正常工作，就需要真正將電機密封起來。事實上，無刷電機大 多采用IP54等防護等級。這樣一來，由于風(fēng)道受阻，電機的散熱就成一個問題。而串激電 機的風(fēng)道暢通，無刷電機體積較同功率的串激電機要小，但并不能發(fā)揮出無刷電機真正的 特點。
[0011] 從上述描述可以看出，在電動工具和園林工具中不論采用何種電機，其實都希望 能在采用該電機輸出的情況下，提高功率密度。
[0012] 由于無刷電機的特點，在相同輸出功率和力矩情況下，無刷電機體積小，溫升低， 可以達到高功率密度的輸出，而此時就存在電機發(fā)熱及散熱的問題，若將無刷電機引用至 電動工具或園林工具中，則需要減小發(fā)熱及提高散熱，通常目前現(xiàn)有技術(shù)的電機散熱有自 然散熱、風(fēng)冷，而采用風(fēng)冷可以進一步提高散熱的效果，同時無刷電機本身并不一定需要風(fēng) 扇來進行強制冷卻。但目前電動工具風(fēng)扇除了主要冷卻電機實現(xiàn)降溫，還兼顧到去除切削， 磨削等出來的粉塵雜物等，為了適應(yīng)目前電動工具結(jié)構(gòu)，無刷電機大多也需要設(shè)置風(fēng)扇。這 樣一來，無刷電機的功率密度就可以做的很大，體積就可以縮減掉很多，同時散熱和通風(fēng)能 力也會變的更強。
[0013] 可以看出無刷電機的小體積、大功率、采用風(fēng)冷技術(shù)是今后電動工具和園林工具 的發(fā)展趨勢。 【實用新型內(nèi)容】
[0014] 本實用新型旨在提供一種可使得電動工具處于穩(wěn)定高功率密度狀態(tài)的高功率密 度的用于電動工具中的無刷電機。
[0015] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的技術(shù)方案為：一種高功率密度的用于電 動工具中的無刷電機，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實用新型具有如下優(yōu)點：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)生的電磁力進行轉(zhuǎn)動，這樣的結(jié)構(gòu)再安裝在電動工具中，對于又由于前端蓋和后端蓋分 別為鏤空結(jié)構(gòu)使得無刷電機具有風(fēng)道，同時由于風(fēng)葉的助力，使其散熱效率很高，在非常小 的空間內(nèi)無刷電機保持高功率密度的同時，且散熱更好，重量更輕，甚至也可以不再需要風(fēng) 扇就可以達到較好的通風(fēng)散熱效果。
[0017] 作為改進，所述前端蓋、后端蓋表面設(shè)有風(fēng)道。
[0018] 作為改進，所述繞組也為鏤空結(jié)構(gòu)。
[0019] 作為改進，所述前端蓋與槽楔為可拆式連接。
[0020] 作為改進，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 度的用于電動工具中的無刷電機，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，所述前端蓋上通過緊固螺釘安裝有轉(zhuǎn)子密封罩，所述轉(zhuǎn)子軸穿過轉(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實用新型具有如下優(yōu)點：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，使得該電機的正常工作并不會受影響，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；同時還可以將 節(jié)省掉的滾珠軸承、平衡銅套安裝在電動工具中，這樣就無需再用前端蓋，從而又進一步的 縮減了占用空間和電動工具的重量。
[0023] 作為改進，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，所述繞組也為鏤空結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本實用新型的實施例一高功率密度的用于電動工具中的無刷電機的結(jié)構(gòu) 示意圖。
[0026] 圖2為本實用新型的實施例二高功率密度的用于電動工具中的無刷電機的結(jié)構(gòu) 示意圖。
[0027] 圖3為本實用新型的高功率密度的用于電動工具中的無刷電機的側(cè)視圖。
[0028]
【附圖說明】：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。
【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明。
[0030] 實施例一，結(jié)