一种直流无刷电机的制作方法

1.本实用新型涉及直流电机领域，具体涉及一种直流无刷电机。


背景技术：

2.无刷直流电机由电动机主体和控制器组成，是一种典型的机电一体化产品。其中，控制器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。
3.目前市场上的直流无刷电机，其安装方式为：电机放置在一个空间里面，控制器放置在电机壳体外部，二者使用导线进行连接，因此电机与控制器之间需布置走线槽以放置导线。这种电机与控制器分离式安装方式不仅使得整个电机占用空间大，而且整机设计要考虑诸多因素，单就二者之间的导线走线已然十分繁杂，且电机与控制器之间通过导线进行连接，无形中增加了性能损耗，增加成本，且降低了生产效率。同时，整机内部中的诸多线路使得内部结构杂乱无章，为后期的维修工作增加了难度。此外，电机与控制器由于导线进行连接容易导致二者存在脱落风险。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的不足与缺陷，本实用新型提供一种直流无刷电机，用于解决现有的直流无刷电机由于电机与控制器采用分离式安装而导致的电机内部线路繁杂的问题。
5.为实现上述及其他目的，本实用新型提供一种直流无刷电机，包括：壳体，电机组件，控制板以及隔离板，其中，电机组件设置于壳体内，其上设置有接线端子；控制板设置于壳体内，并与接线端子电连接；隔离板设置于壳体内，用于将电机组件和控制板隔开。
6.在本实用新型的一个实施方式中，壳体包括：壳体主体以及第一盖体及第二盖体，第一盖体及第二盖体分别设于壳体主体的两端；隔离板设置于壳体主体内，隔离板将壳体主体的腔体分为第一腔体与第二腔体；电机组件设置于第一腔体内；控制板设置于第二腔体内；接线端子自隔离板上的通孔内穿出电连接控制板。
7.在本实用新型的一个实施方式中，壳体包括：壳体主体以及第一盖体及第二盖体，第一盖体及第二盖体分别设于壳体主体的两端；隔离板设于壳体主体的一端，并将壳体主体封堵；控制板安装于隔离板上，并位于壳体主体的外部，且由第二盖体进行遮盖；接线端子自隔离板上的通孔内穿出电连接控制板。
8.在本实用新型的一个实施方式中，电机组件包括：定子组件及转子组件，转子组件转动设置于定子组件的内部，接线端子包括与转子组件相连的一个连电端子和与定子组件相连的三个接电端子。
9.在本实用新型的一个实施方式中，定子组件包括：包塑定子，三个单相导电组件，每一单相导电组件均包括：单相绕组以及过桥线；单相绕组缠绕于包塑定子上，过桥线设于
包塑定子的内部，并与相对应单相绕组的出线端电连接，三个接电端子分别对应设置于三个单相导电组件的过桥线上，并露出至包塑定子外部。
10.在本实用新型的一个实施方式中，定子组件还包括用于将接电端子与隔离板绝缘隔离的绝缘支架，接电端子的与过桥线相连的一端嵌入在包塑定子内部，接电端子远离过桥线的一端自包塑定子内穿出且穿过绝缘支架与控制板电连接。
11.在本实用新型的一个实施方式中，包塑定子包括：定子主体以及分别设于定子主体两个端面上的第一绝缘体与第二绝缘体，第一绝缘体与第二绝缘体为一体成型结构。
12.在本实用新型的一个实施方式中，接电端子远离过桥线的一端焊接于控制板上。
13.在本实用新型的一个实施方式中，过桥线包括第一圆弧体、第二圆弧体以及过度体，第一圆弧体通过过度体与第二圆弧体相连，第一圆弧体的直径与第二圆弧体的半径不同。
14.在本实用新型的一个实施方式中，隔离板上设有若干个凹陷区域；凹陷区域自第一腔体向第二腔体凹陷，且朝向第二腔体凸起形成第一凸台；若干个凹陷区域沿周向均布于隔离板的边缘处；第一腔体内的壳体内壁上设有数量与凹陷区域数量相应的凹槽，凹槽与其相对应的凹陷区域相通。
15.在本实用新型的一个实施方式中，接电端子设于凹陷区域，且位于接电端子处的凹陷区域上设有供接电端子穿过的通孔。
16.在本实用新型的一个实施方式中，过桥线上还设有节点端子，节点端子的与过桥线相接的一端位于包塑定子内部，节点端子远离过桥线的一端裸露在包塑定子的外部。
17.在本实用新型的一个实施方式中，单相绕组的出线端就近电连接于接电端子或节点端子上。
18.在本实用新型的一个实施方式中，单相绕组的出线端就近点焊于接电端子或者节点端子上。
19.在本实用新型的一个实施方式中，过桥线、接电端子以及节点端子为一体成型结构。
20.在本实用新型的一个实施方式中，接电端子与节点端子上均设有挂钩；接电端子的高度大于节点端子的高度。
21.在本实用新型的一个实施方式中，转子组件包括：转子以及设于转子上的磁传感器，连电端子朝向第一腔体的一端与磁传感器电连接。
22.在本实用新型的一个实施方式中，连电端子远离磁传感器的一端焊接于控制板上。
23.在本实用新型的一个实施方式中，隔离板与壳体为一体成型结构。
24.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：电机组件与控制板均放置到电机的壳体内部，控制器与电机本体无限接近，可以省去中间的连接线；与整机装配时，无需考虑控制器空间与连接线走线问题，从而使得整机设计过程中所涉的问题相对简化，因此使设计更具针对性；同时由于减少了电机组件与控制之间的连接线，使得整机的生产工艺更加简便。
附图说明
25.通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：
26.图1显示为本实用新型一实施例中的直流无刷电机的结构示意图；
27.图2显示为图1中a-a的剖视图；
28.图3显示为本实用新型一实施例中的直流无刷电机拆除第二盖体露出控制板后的结构示意图；
29.图4显示为图3中拆除控制板后的结构示意图；
30.图5显示为图4中拆除壳体、隔离板以及第一绝缘体后的结构示意图；
31.图6显示为图5中拆除绝缘支架后的结构示意图；
32.图7显示为本实用新型一实施例中的直流无刷电机的三维结构示意图；
33.图8显示为图7中拆除第二盖体露出控制板后的结构示意图；
34.图9显示为图8中拆除控制板后的结构示意图；
35.图10显示为本实用新型一实施例中从电机组件一侧的壳体结构示意图；
36.图11显示为本实用新型一实施例中的电机组件的三维结构示意图；
37.图12显示为本实用新型一实施例中的电机组件另一视角下的三维结构示意图；
38.图13显示为本实用新型一实施例中的转子组件的三维结构示意图；
39.图14显示为本实用新型一实施例中的绕组的接线示意图；
40.图15显示为本实用新型一实施例中的三个导线体的排列结构示意图；
41.图16显示为本实用新型一实施例中的过桥线的结构示意图；
42.图17显示为本实用新型一实施例中的隔离板位于壳体主体端部的剖视图。
43.元件标号说明
44.1、壳体；100、壳体主体；101、第一腔体；102、第二腔体；103、凹槽；2、隔离板；21、凹陷区域；211、第一凸台；212、通孔；3、电机组件；31、定子组件；311、包塑定子；3111、定子主体；3112、第一绝缘体；3113、第二绝缘体；312、单相绕组；3131、过桥线；1311、第一圆弧体；1312、第二圆弧体；1313、过度体；3132、接电端子；3133、节点端子；314、绝缘支架；32、转子组件；321、转子；3211、转轴；3212、转子铁芯；3213、磁槽；3214、隔磁槽；322、磁传感器；3221、连电端子；4、控制板；5、第一盖体；6、第二盖体；7、挂钩；8、绝缘卡接件。
具体实施方式
45.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
46.需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，虽图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。本说明书附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定
条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
47.请参阅图1至图17，提供一种直流无刷电机，用于解决现有的直流无刷电机由于电机与控制器采用分离式安装而导致的电机内部线路繁杂的问题。该直流无刷电机包括：壳体1，隔离板2，电机组件3以及控制板4；其中，电机组件3安装在壳体1的内部，电机组件3上设置有接线端子；控制板4安装于壳体的内部，且控制板4与接线端子电连接；隔离板2设置于壳体1内，用于将电机组件3和控制板4隔开。
48.电机组件3与控制板4位于电机壳体的内部，控制板4与电机组件3共用一个机壳，控制板4借助壳体1进行散热。摒弃了电机组件3与控制板4的分离式安装方式，节省了电机整机的空间；同时，通过接线端子直接同控制板4连接，省去了二者之间复杂的导线连接，从而使得机壳内部的线路布局简洁，且便于后期维护。请参阅图1和图2，壳体包括：壳体主体100以及第一盖体5及第二盖体6，第一盖体5及第二盖体6分别设于壳体主体100的两端；隔离板2设置于壳体主体100内，隔离板2将壳体主体100的腔体分为第一腔体101与第二腔体102；电机组件3设置于第一腔体101内；控制板4通过螺栓固定于隔离板2上，且位于第二腔体102内；接线端子自隔离板2上的通孔内穿出电连接控制板4。上第一盖体5用于遮盖第一腔体101，第二盖体6用于遮盖第二腔体102。壳体1位于第二腔体101处的外壁上设有散热片，第二盖体6的外壁上亦设有散热片。控制器4可以通过壳体1进行散热。
49.请参阅图1及图17，在本实用新型的一实施方式中，壳体1包括：壳体主体100以及第一盖体5及第二盖体6，第一盖体5及第二盖体6分别设于壳体主体100的两端；隔离板2设于壳体主体100的一端，并将壳体主体100封堵，且位于第二盖体6的内部；控制板4安装于隔离板2上，并位于壳体主体100的外部，且由第二盖体6进行遮盖；接线端子自隔离板2上的通孔内穿出电连接控制板4。
50.请参阅图2-图13，在本实用新型的一个实施方式中，电机组件3包括：定子组件31及转子组件32，定子组件31固定安装于第一腔体101内，转子组件32转动设置于定子组件31的内部。转子组件32分别通过轴承安装于第一盖体5以及隔离板2上，以实现转子组件32在定子组件31中的转动安装。接线端子包括：三个接电端子3132和一个连电端子3221，三个接电端子3132朝向第一腔体101一侧的端部分别与u、v、w三相绕组的漆包线电输入端相连接，三个接电端子3132朝向第二腔室102一侧的端部穿过隔离板2与控制板4上的相应端子相电接。连电端子3221朝向第一腔体101一侧的端部与转子绕组的霍尔传感器电连接电连接。
51.请参阅图2、图5以及图11，在本实用新型的一个实施方式中，定子组件31包括：包塑定子311，三个单相导电组件，即u、v、w三个单相组件，每一单相导电组件均包括：单相绕组312以及过桥线3131；单相绕组312缠绕于包塑定子311上，过桥线3131设于包塑定子311的内部，并与相对应单相绕组312的出线端电连接，三个接电端子3132分别对应设置于三个单相导电组件的过桥线3131上，并露出至包塑定子外部电性连接于控制板4。过桥线3131用于控制板4及漆包线之间的通电，由此省去了漆包线与控制板之间的导线以及走电。
52.请参阅图5-图12，在本实用新型的一个实施方式中，定子组件31还包括用于将接
电端子3132与壳体1、隔离板2绝缘隔离的绝缘支架314，绝缘支架安装于接电端子3132上，并将接电端子与隔离板2相隔离。接电端子3132的与过桥线3131相连的一端嵌入在包塑定子311内部，接电端子3132远离过桥线3131的一端自包塑定子311内穿出穿过绝缘支架314向第二腔体102内伸出，并与控制板4电连接。电连接方式可以不受限定，较佳地，在本实用新型一实施例中，接电端子3132远离过桥线3131的一端通过锡焊点焊于控制板4上。接电端子3132与控制器4的连电方式使用焊接工艺，工艺简单，电机内部无多余引线。接电端子3132上套接绝缘支架314，绝缘支架314既起到了绝缘的作用，有保证了定子铁芯与漆包线配合时有足够爬电距离，满足安规要求。
53.请参阅图16，在本实用新型的一个实施方式中，过桥线3131包括第一圆弧体1311、第二圆弧体1312以及过度体1313，第一圆弧体1311通过过度体1313与第二圆弧体1312相连，第一圆弧体1311与第二圆弧体1312同心但半径不同。第一圆弧体1311、第二圆弧体1312以及过度体1313为一体成型结构。这种设计有利于节省三个过桥线在包塑定子311内布局的空间，同时保证了相邻两个过桥线3131之间具有足够的安全距离。
54.请参阅图5-图12，在本实用新型的一个实施方式中，包塑定子311包括：定子主体3111以及分别设于定子主体3111两个端面上的第一绝缘体3112与第二绝缘体3113，定子主体3111上设有定子铁芯(未示出)，第一绝缘体3111与第二绝缘体3112为一体成型结构；过桥线3131嵌入在第一绝缘体3112中，三个过桥线3131彼此之间无接触，两个相邻的过桥线3131之间的间隙由第一绝缘体3112填充。
55.在本实用新型一实施例中，将过桥线制成预定形状后，放置在模具中，进行注塑，并将过桥线上的部分接电端子及节点端子稳定可靠地注塑到定子中。定子主体、注塑材料、过桥线，通过模具，利用高压射速机将三者紧密固定一起。过桥线完全注塑到材料中，相邻的过桥线之间的间隙保证在1mm以上。绕漆包线时，漆包线走线与就近端子进行连接，无需跨齿跨槽的进行连接。定子总成表面光洁，走线简单。将传统方式中从端面走的明线，放置到第一绝缘体3112的中走的暗线。这种设计既能满足安规要求，又能满足避免运转中碰伤线的问题。
56.本实用新型直流无刷电机采用包塑工艺，相较于传统的骨架对插式电机，其，既保证绝缘的需要，又能提高工艺性；同时，还能有效提高生产效率，保证电机生产的成品率；并且还能够保证电机绝缘性能，增强骨架强度。同时由于包塑定子没有了对插骨架之间的缝隙，便没有爬电距离风险；因此包塑定子在包塑时壁厚可以做到足够薄，从而可以使定子绕线槽面积足够大。此外，包塑定子使用塑料注塑工艺，将由第一绝缘体3112以及第二绝缘体3113构成的骨架与定子铁芯合为一体，从而使得骨架强度比对插骨架更强。
57.请参阅图1-图10，在本实用新型的一个实施方式中，隔离板2上设有若干个凹陷区域21，凹陷区域21自第一腔体101向第二腔体102凹陷，且朝向第二腔体102凸起形成第一凸台211，若干个凹陷区域21沿周向均布于隔离板2的边缘处；在壳体1的位于第一腔体101处的内壁上设有数量与凹陷区域21数量相应的凹槽103，凹槽103与其相对应的凹陷区域21相通。凹陷区域21用于放置绝缘支架314，凹陷区域21同绝缘支架314匹配使用，保证了定子铁芯与漆包线配合时有足够爬电距离，满足安规要求。
58.请参阅图1-图10，在本实用新型的一个实施方式中，接电端子3132设于凹陷区域21，且位于接电端子3132处的凹陷区域21上设有供接电端子3132穿过的通孔212。
59.请参阅5-图6，在本实用新型的一个实施方式中，过桥线3131上还设有节点端子3133，节点端子3133的与过桥线3131相接的一端位于第一绝缘体3112内部，节点端子3133远离过桥线3131的一端裸露在第一绝缘体3112的外部。接电端子3132与节点端子3133上均设有挂钩7；接电端子3132的高度大于节点端子3133的高度。
60.在本实用新型的一个实施方式中，单相绕组312的出线端就近电连接于接电端子3132或节点端子3133上。例如，单相绕组的出线端就近通过锡点焊于接电端子3132或者节点端子3133的挂钩7上。出线线头就近与端子连接，连接到端子上的漆包线需要进行点焊。点焊是使用低电压，高电流设备，将漆包线线皮绝缘层熔点，将漆包线与接电端子3132或者节点端子3133熔接到一起。此方案可靠、安全、简洁；能省去去漆皮工艺，增加生产效率。
61.在本实用新型的一个实施方式中，过桥线3131、接电端子3132以及节点端子3133为一体成型结构。过桥线3131可以为铜带。
62.请参阅1-图12，在本实用新型的一个实施方式中，转子组件32包括：转子321以及设于转子321上的磁传感器322，连电端子3221朝向第一盖体5的一端与磁传感器322相电接，连电端子3221朝向第二盖体6的一端穿过隔离板2电性连接控制板4。隔离板2上设有供连电端子3221穿过的通孔。连电端子3221上套接绝缘卡接件8，绝缘卡接件8卡接于上述通孔内，连电端子3221穿过绝缘卡接件8与控制板4电连接。例如，连电端子3221远离磁传感器322的一端通过锡焊接于控制板4上。磁传感器322可以为霍尔元件。
63.请参阅13，转子321包括：转轴3211以及转子铁芯3212；转轴3211与转子铁芯3212之间设有bmc层，bmc层由bmc(团状模塑料)材质制成。转轴3211设于转子铁芯3212的内部，转轴3211的两端设有轴承，轴承通过轴承座分别安装于隔离板以及第一盖体上；转子铁芯3212上设有磁槽3213以及隔磁槽3214；磁槽3213用于安装永磁体。
64.请参阅图10，在本实用新型的一个实施方式中，隔离板2与壳体1为一体成型结构，其中，凹槽103，凹陷区域21通过冲压工艺制得。
65.请参阅图4至图16，图15中u、v、w分别表示u相、v相以及w相的接电端子；u’、v’、w’分别为u相、v相以及w相的节点端子；定子主体3111上设有12个定子铁芯，以供12个漆包线进行绕线，12个漆包线的编号分别为1-12，其中，1-2漆包线电连接，3-4漆包线电连接，5-6漆包线电连接，7-8漆包线电连接，9-10漆包线电连接，11-12的漆包线电连接，2及3连接u相的接电端子，8及9连接u相节点端子；12及1连接v相的接电端子，6及7连接v相节点端子；10及11连接w相的接电端子，4及5连接w相节点端子。
66.需要说明的是，本实用新型中未详细描述的电接部分，可以为直流无刷电机的常规设置方式，在此不再赘述，另外上述直流无刷电机同样适用于有霍尔控制和电机无霍尔控制的方案。
67.本实用新型提供的直流无刷电机适用于各种适合安装直流电机的设备，例如园林领域所涉的各种园林工具：清洗机、推草机或空压机等，尤其适用于割草机的割刀用。
68.综上所述，本实用新型的有益效果为：包塑定子311包塑时内嵌过桥线3131，过桥线3131上设有接电端子3132及节点端子3133，三者匹配使用用于搭接漆包线；漆包线绕固在包塑定子311的齿上，漆包线挂到接电端子3132及节点端子3133的挂钩上。同时，电机的漆包线采用并联绕线方式，经由多齿绕线进行并联。传统方法是将线头长度留长，在定子一端弯折到需要位置，这样就造成定子总成一个端面集中过线，大量漆包线叠加在一起。相较
于传统方法，本实用新型将过桥线注塑到骨架里面，即满足了过线性能要求，又使端面简洁，整洁；同时，铜带深埋注塑里面，即紧固，又可以保证过电的绝缘距离，符合安规标准要求。
69.传统的定子主体线引出，使用绝缘线打铜带与漆包线相连；打结处使用镗锡工艺，让其紧密连接。在本实用新型中，定子总成绕线后，漆包线挂到挂钩7上，进行点焊；将漆包线挂入铜带挂钩里面，而后使用点焊工艺进行点焊，即可以保证引线焊接的可靠性，又可以定子总成端面无杂乱的漆包线堆积。
70.同时传统无刷直流电机转子总成，使用冲筋工艺，让转轴与转子铁芯过盈配合；但这种工艺无法满足高电压电机设计。本实用新型的转子总成亦进行包塑处理，由此保证输出转轴安全；并在转轴3211与转子铁芯3212之间追加一层bmc材质，使得电机转轴与转子铁芯不直接接触；通过bmc材质进行隔离绝缘。在转轴与转子铁芯之间充分填充bmc材质物料，技能满足电机绝缘要求，又能满足电机的旋转的冲击要求。
71.本实用新型通过上述包塑定子和包塑转子，形成一个双绝缘结构，可以保证电机输出转轴的安全，通过此方案，可以做高电压电机方案成为可能。而采用内嵌过桥线以及对漆包线线进行点焊，使得定子总成外观做的整洁、简洁；生产工艺简单，机械化程度高；生产效率高。
72.进一步地，本实用新型中电机组件与控制板均放置到电机的壳体内部，控制器与电机本体无限接近，可以省去中间的连接线；与整机装配时，无需考虑控制器空间与连接线走线问题，从而使得整机设计过程中所涉的问题相对简化，因此使设计更具针对性；同时由于减少了电机组件与控制之间的连接线，使得整机的生产工艺更加简便。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。
73.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。