CN112803647A - 内转子无刷直流电机及增氧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内转子无刷直流电机及增氧机，内转子无刷直流电机包括外壳、定子铁芯、线圈骨架、若干个绕组线圈、转子铁芯、永磁体和输出轴；定子铁芯设置于外壳内，定子铁芯的内侧壁设置有若干个齿部；线圈骨架包括两个绝缘线架，每个绝缘线架朝向定子铁芯的一侧设置有若干个凸部，两个绝缘线架相对嵌设于定子铁芯的两侧；若干个绕组线圈绕设于线圈骨架上，每个绕组线圈分别穿设于两个绝缘线架的两个绕线槽；转子铁芯设置于定子铁芯内侧。根据本发明的内转子无刷直流电机，当应用在增氧机时，可以使得整个装置的结构较为简单、重量较轻、易于维修，且不容易造成对鱼塘的污染。

Description

内转子无刷直流电机及增氧机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其是涉及一种内转子无刷直流电机及增氧机。

背景技术

目前，随着鱼塘养殖业的迅猛发展，增氧机得到了广泛的应用。然而，传统的增氧机都是通过感应电机加上减速齿轮箱来驱动叶轮进行旋转，这样的设置具有以下的缺点：①采用的驱动结构较为复杂，运行噪音大，且整个装置的重量过重，生产成本较高、生产效率较低；②齿轮箱不易维修，容易发生漏油现象，进而导致鱼塘被污染；③感应电机配合齿轮箱的结构的输出功率较低，不利于节省能源；④增氧机在运作过程中会在水面上溅起巨大水花，飞溅的水花可能对感应电机和齿轮箱造成损坏。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种内转子无刷直流电机，当应用在增氧机时，可以使得整个装置的结构较为简单、重量较轻、易于维修，且不容易造成对鱼塘的污染。

本发明还提出了一种具有上述内转子无刷直流电机的增氧机。

根据本发明第一方面实施例的内转子无刷直流电机，包括：外壳；定子铁芯，设置于所述外壳内，所述定子铁芯的内侧壁设置有若干个呈圆周均匀分布的齿部，每相邻两个所述齿部之间设置有绕线槽；线圈骨架，包括两个绝缘线架，每个所述绝缘线架朝向所述定子铁芯的一侧设置有若干个呈圆周均匀分布的凸部，每个所述凸部上设置有通槽，每相邻两个所述凸部之间设置有与所述齿部相适配的让位槽，两个所述绝缘线架相对嵌设于所述定子铁芯的两侧；若干个绕组线圈，绕设于所述线圈骨架上，每个所述绕组线圈分别穿设于相邻的两个所述绕线槽；转子铁芯，设置于所述定子铁芯内侧；永磁体，设置于所述转子铁芯的外壁；输出轴，与所述转子铁芯的轴心处转动连接，所述输出轴穿设于所述外壳。

根据本发明实施例的内转子无刷直流电机，至少具有如下有益效果：线圈骨架由两个绝缘线架构成，绝缘线架可直接扣装在定子铁芯上，这样便不需要在设置绕组线圈的时候，在定子线圈的每个绕线槽中独立插入绝缘纸，一方面有利于线圈骨架的安装，另一方面还便于利用自动绕线机直接进行绕线，极大地提高了生产效率；当本发明的内转子无刷直流电机应用在增氧机上时，只需将输出轴与叶轮进行连接即可，替换了传统的感应电机加减速齿轮箱的驱动结构，使得整个装置的结构更为简单、重量较轻，降低了生产成本并提高了生产效率；同时，由于省掉了减速齿轮箱，整个装置更易于维修，避免了齿轮箱对鱼塘的污染，并降低了整个装置的运行噪音；此外，由于电机是内转子结构，增氧机运行时溅起的水花不容易进入到电机内部，也就不容易对电机造成损害，使用寿命更长。

根据本发明的一些实施例，所述转子铁芯包括：外环，所述永磁体设置于所述外环的外壁；内环，设有通孔，所述输出轴穿设于所述通孔，所述外环与所述内环通过间隔设置的连接轴连接。

根据本发明的一些实施例，所述转子铁芯呈扁平结构，所述转子铁芯的径向长度为轴向长度的5～10倍。

根据本发明的一些实施例，所述外壳包括：壳体；端盖，与所述壳体的一侧可拆卸连接，所述输出轴的一端与所述端盖转动连接，所述输出轴的另一端延伸出所述壳体外部。

根据本发明的一些实施例，所述壳体与所述端盖相抵接的一侧设置有容纳槽，所述容纳槽中设置有密封圈。

根据本发明的一些实施例，所述端盖的内侧壁设置有第一台阶孔，所述壳体内与所述端盖相对的侧壁设置有第二台阶孔，所述第一台阶孔内设置有第一轴承，所述第二台阶孔内设置有第二轴承，所述输出轴分别与所述第一轴承和所述第二轴承转动连接。

根据本发明的一些实施例，所述输出轴穿过所述壳体处设置有密封件。

根据本发明的一些实施例，所述永磁体包括首尾相连的2N片磁瓦，所述磁瓦的材料为烧结钕铁硼，N为正整数。

根据本发明第二方面实施例的增氧机，包括：根据本发明上述第一方面所述的内转子无刷直流电机；控制器，与所述内转子无刷直流电机电性连接，用于控制所述内转子无刷直流电机的工作；叶轮，与所述输出轴传动连接；若干个浮体，与所述外壳固定连接。

根据本发明实施例的增氧机，至少具有如下有益效果：通过采用内转子无刷直流电机代替传统的感应电机加减速齿轮箱的驱动结构，使得整个装置的结构变得更为简单、整体重量较轻，并且内转子无刷直流电机的输出功率要远大于感应电机加减速齿轮箱的输出功率，有利于节能；同时，避免了减速齿轮箱可能发生漏油或者损坏的情况，整个装置更为环保、易于维修。

根据本发明的一些实施例，每个所述浮体通过相应的连接杆与所述外壳固定连接，若干个所述浮体以圆周均布的方式设置。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的内转子无刷直流电机的结构示意图；

图2为本发明实施例的内转子无刷直流电机的剖视图；

图3为本发明实施例的内转子无刷直流电机的爆炸示意图；

图4为本发明实施例的定子铁芯的结构示意图；

图5为本发明实施例的线圈骨架的爆炸示意图；

图6为本发明实施例的定子铁芯与线圈骨架的整体结构示意图；

图7为本发明实施例的定子铁芯、线圈骨架与绕组线圈的整体结构示意图；

图8为本发明实施例的内转子无刷直流电机在隐去外壳后的结构示意图；

图9和图10为本发明实施例的转子铁芯与永磁体的两种不同视角的结构示意图；

图11为本发明实施例的增氧机的结构示意图；

附图标记：

外壳100、壳体110、端盖120、第一轴承140、第二轴承150、密封件160、定子铁芯200、齿部210、绕线槽220、绝缘线架300、凸部310、通槽311、让位槽320、绕组线圈400、转子铁芯500、外环510、内环520、连接轴530、永磁体600、输出轴700、控制器800、叶轮900、浮体1000、控制器外壳1100、连接杆1200。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图3，根据本发明第一方面实施例的内转子无刷直流电机，包括外壳100、定子铁芯200、线圈骨架、若干个绕组线圈400、转子铁芯500、永磁体600和输出轴700；其中，定子铁芯200设置于外壳100内，如图4所示，定子铁芯200的内侧壁设置有若干个呈圆周均匀分布的齿部210，每相邻两个齿部210之间设置有绕线槽220；如图5至图7所示，线圈骨架包括两个绝缘线架300，每个绝缘线架300朝向定子铁芯200的一侧设置有若干个呈圆周均匀分布的凸部310，每个凸部310上设置有通槽311，每相邻两个凸部310之间设置有与齿部210相适配的让位槽320，两个绝缘线架300相对嵌设于定子铁芯200的两侧；如图7所示，若干个绕组线圈400绕设于线圈骨架上，每个绕组线圈400分别穿设于两个绝缘线架300的两个绕线槽220；如图8至图10所示，转子铁芯500设置于定子铁芯200内侧，永磁体600设置于转子铁芯500的外壁；输出轴700与转子铁芯500的轴心处转动连接，输出700穿设于外壳100。

具体地，请参照图4至图7，两个绝缘线架300分别嵌设于定子铁芯200的两侧，两个呈镜像的绝缘线架300刚好拼接成线圈骨架，此时定子铁芯200的每个齿部210恰好位于对应的让位槽320中，凸部310上的通槽311与定子铁芯200的绕线槽220形成让线圈穿过的空间，以便进行绕线，每个绕组线圈400会分别穿过相邻的两个绕线槽220并套设在线圈骨架上；在本发明中，定子铁芯200的绕线槽220的总数量为3n，n为正整数，便于设置三相的绕组线圈400；同时，为了提高设置绕组线圈400的效率，不再采用传统的在每个绕线槽220中独立插入绝缘纸的方式，而是采用一次注塑成型的绝缘线架300，可快速扣装在定子铁芯200上，这样设置还便于利用自动绕线机直接进行绕线，极大地提高了生产效率。根据本发明的内转子无刷直流电机，当应用在增氧机上时，只需将输出轴700与叶轮900进行连接即可，替换了传统的感应电机加减速齿轮箱的驱动结构，使得整个装置的结构更为简单，降低了生产成本并提高了生产效率；同时，由于省掉了减速齿轮箱，整个装置更易于维修，避免了齿轮箱对鱼塘的污染，降低了整个装置的运行噪音；此外，由于电机是内转子结构，飞溅的水花不容易进入到电机内部，也就不容易对电机造成损害。

如图9和图10所示，转子铁芯500包括外环510和内环520，永磁体600设置于外环510的外壁，内环520上设有通孔，输出轴700穿设于通孔，外环510与内环520通过间隔设置的连接轴530连接。通过这样的设置，便于固定安装转子铁芯500及永磁体600；同时，每相邻的两个连接轴530之间形成一个通孔，这样可以减轻整个转子铁芯500的重量，进一步降低整个电机的重量。

在本发明中，转子铁芯500呈扁平结构，转子铁芯500的径向长度为轴向长度的5～10倍。如图1所示，整个电机也是呈扁平的结构，转子铁芯500的直径要较普通的电机大很多，这样可以直接达到低转速、大扭矩的效果，能够更好地驱动叶轮900旋转，有效地提高了电机的输出功率，达到节能的效果。可以理解的是，转子铁芯500的径向长度与轴向长度的具体比例可以根据实际需要进行调整。

如图1所示，外壳100包括壳体110和端盖120，端盖120与壳体110的一侧可拆卸连接，输出轴700的一端与端盖120转动连接，输出轴700的另一端延伸出壳体110外部。具体地，端盖120可以通过螺纹连接的方式与壳体110实现连接，当然也可以采用铆接、卡扣连接、焊接等方式。端盖120起到支撑输出轴700和密封的作用。

在本发明的一些实施例中，壳体110与端盖120相抵接的一侧设置有容纳槽，容纳槽中设置有密封圈(图中未示出)。通过这样的设置，可以进一步提升外壳100的密封性，可以有效防止增氧机在运作过程中溅起的水花进入到电机内部，避免对电机造成损害，提高整个装置的运行寿命。

如图2所示，端盖120的内侧壁设置有第一台阶孔，壳体110内与端盖相对的侧壁设置有第二台阶孔，第一台阶孔内设置有第一轴承140，第二台阶孔内设置有第二轴承150，输出轴700分别与第一轴承140和第二轴承150转动连接。通过设置第一轴承140和第二轴承150，可以起到支撑输出轴700、降低其运动过程中与外壳100之间的摩擦的作用。

如图2所示，输出轴700穿过壳体110处设置有密封件160。在本发明中，采用的密封件160为油封，进一步提高外壳100的密封性，防止增氧机在运作过程中溅起的水花进入到电机内部，避免对电机造成损害，提高整个装置的运行寿命。当然，也可以采用密封圈或是其它的动密封方式。

如图9所示，永磁体600包括首尾相连的2N片磁瓦，磁瓦的材料为烧结钕铁硼。在本发明中，转子铁芯500采用导磁材料一次压铸成型的方式，减少了高成本硅钢板的用量，同时也降低了车削加工量和保证了尺寸精度；而永磁体600则采用瓦片型烧结钕铁硼，其片数为2N，则极对数为P＝2N/2＝N，N为正整数，磁瓦用高强度粘接胶沿转子铁芯500外表面粘接后，在高温条件下烘烤，达到所要求的粘接强度即可。这样的设置方式使得永磁体600与转子铁芯500的安装变得更为方便，有利于提高生产效率。

如图1、图2和图11所示，根据本发明第二方面实施例的增氧机，包括根据本发明上述第一方面实施例所述的内转子无刷直流电机、控制器800、叶轮900和浮体1000；其中，控制器800与内转子无刷直流电机电性连接，用于控制内转子无刷直流电机的工作，叶轮900与输出轴700传动连接；若干个浮体1000与外壳100固定连接。具体地，如图2所示，控制器800设置在控制器外壳1100内部，控制器800上设置有预先设定的程序，并按照预设程序驱动内转子无刷直流电机，进而通过输出轴700带动叶轮900转动；整个增氧机则靠浮体1000漂浮在水面上。

为了更方便地设置浮体1000，如图11所示，每个浮体1000通过相应的连接杆1200与外壳100固定连接，若干个浮体1000以圆周均布的方式设置，使得整个装置较为平衡地漂浮在水面上。

根据本发明的增氧机，通过采用内转子无刷直流电机代替了传统的感应电机加减速齿轮箱的驱动结构，使得整个装置的结构变得更为简单、整体重量较轻，并且内转子无刷直流电机的输出功率要远大于感应电机加减速齿轮箱的输出功率，有利于节能；同时，避免了减速齿轮箱可能发生漏油或者损坏的情况，整个装置更为环保、易于维修。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“进一步实施例”、“一些具体实施例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.内转子无刷直流电机，其特征在于，包括：

外壳；

定子铁芯，设置于所述外壳内，所述定子铁芯的内侧壁设置有若干个呈圆周均匀分布的齿部，每相邻两个所述齿部之间设置有绕线槽；

线圈骨架，包括两个绝缘线架，每个所述绝缘线架朝向所述定子铁芯的一侧设置有若干个呈圆周均匀分布的凸部，每个所述凸部上设置有通槽，每相邻两个所述凸部之间设置有与所述齿部相适配的让位槽，两个所述绝缘线架相对嵌设于所述定子铁芯的两侧；

若干个绕组线圈，绕设于所述线圈骨架上，每个所述绕组线圈分别穿设于相邻的两个所述绕线槽；

转子铁芯，设置于所述定子铁芯内侧；

永磁体，设置于所述转子铁芯的外壁；

输出轴，与所述转子铁芯的轴心处转动连接，所述输出轴穿设于所述外壳。

2.根据权利要求1所述的内转子无刷直流电机，其特征在于，所述转子铁芯包括：

外环，所述永磁体设置于所述外环的外壁；

内环，设有通孔，所述输出轴穿设于所述通孔，所述外环与所述内环通过间隔设置的连接轴连接。

3.根据权利要求1或2所述的内转子无刷直流电机，其特征在于，所述转子铁芯呈扁平结构，所述转子铁芯的径向长度为轴向长度的5～10倍。

4.根据权利要求1所述的内转子无刷直流电机，其特征在于，所述外壳包括：

壳体；

端盖，与所述壳体的一侧可拆卸连接，所述输出轴的一端与所述端盖转动连接，所述输出轴的另一端延伸出所述壳体外部。

5.根据权利要求4所述的内转子无刷直流电机，其特征在于，所述壳体与所述端盖相抵接的一侧设置有容纳槽，所述容纳槽中设置有密封圈。

6.根据权利要求4或5所述的内转子无刷直流电机，其特征在于，所述端盖的内侧壁设置有第一台阶孔，所述壳体内与所述端盖相对的侧壁设置有第二台阶孔，所述第一台阶孔内设置有第一轴承，所述第二台阶孔内设置有第二轴承，所述输出轴分别与所述第一轴承和所述第二轴承转动连接。

7.根据权利要求4或5所述的内转子无刷直流电机，其特征在于，所述输出轴穿过所述壳体处设置有密封件。

8.根据权利要求1所述的内转子无刷直流电机，其特征在于，所述永磁体包括首尾相连的2N片磁瓦，所述磁瓦的材料为烧结钕铁硼，N为正整数。

9.增氧机，其特征在于，包括：

根据权利要求1-8任一项所述的内转子无刷直流电机；

控制器，与所述内转子无刷直流电机电性连接，用于控制所述内转子无刷直流电机的工作；

叶轮，与所述输出轴传动连接；

若干个浮体，与所述外壳固定连接。

10.根据权利要求9所述的增氧机，其特征在于，每个所述浮体通过相应的连接杆与所述外壳固定连接，若干个所述浮体以圆周均布的方式设置。

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