【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及風(fēng)機(jī)，具體地，涉及風(fēng)機(jī)的單相外轉(zhuǎn)子電機(jī)。

背景技術(shù)：

風(fēng)機(jī)是常用的氣體輸送機(jī)械，通常是以電機(jī)作為驅(qū)動，帶動與之連接的葉輪轉(zhuǎn)動，驅(qū)動空氣流動，形成強(qiáng)制氣流。葉輪通常由外轉(zhuǎn)子電機(jī)驅(qū)動?，F(xiàn)有單相外轉(zhuǎn)子電機(jī)通常包括有支撐座，用于電機(jī)的組裝以及固定。通常支撐座包括有偏平的底座以及由底座的中心凸伸的縱長的軸承座，軸承座上套裝定子并樞接轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸，底座則將電機(jī)固定于其它物件，如風(fēng)機(jī)的外殼等。然而，現(xiàn)有的支撐座是通過壓鑄(diecasting)一體成型形成底座和軸承座，生產(chǎn)成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，提供一種可有效降低成本的外轉(zhuǎn)子電機(jī)及以具有該電機(jī)的風(fēng)機(jī)。

一方面，本發(fā)明提供一種外轉(zhuǎn)子電機(jī)，包括支撐座、套裝于支撐座上的定子以及環(huán)繞定子的轉(zhuǎn)子，所述支撐座包括底座以及插接于底座內(nèi)的軸承座，所述底座和軸承座分別成型，所述底座的中央形成有通孔，所述軸承座的第一端固定插接于通孔內(nèi)，第二端朝遠(yuǎn)離底座的方向凸伸。

較佳地，所述底座的中央具有凹陷部，所述通孔形成于所述凹陷部的中央，所述通孔的尺寸小于所述凹陷部的尺寸。

較佳地，所述軸承座的第一端沿徑向向外延伸形成有法蘭，軸承座由凹陷部內(nèi)凹的一側(cè)插入，軸承座的法蘭與凹陷部的表面相抵頂在軸向上對軸承座與底座定位。

較佳地，所述底座于通孔的外圍形成環(huán)緣，所述環(huán)緣用于與軸承座配合以提高軸承座與轉(zhuǎn)子的同軸度。

較佳地，所述軸承座內(nèi)設(shè)置有兩軸承，兩軸承之間夾置有分隔件，分隔件的內(nèi)徑大于軸承的內(nèi)徑，所述軸承座的第一端沿徑向向內(nèi)延伸形成有環(huán)形凸緣 支撐所述軸承。

較佳地，所述定子包括磁芯及繞設(shè)于磁芯上的繞組，所述磁芯包括軛以及由軛沿徑向向外延伸的若干齒，每個齒包括與軛相連的繞線臂以及形成于繞線臂末端的齒冠，所述繞組纏繞于繞線臂上，相鄰的齒冠之間形成槽口，所述轉(zhuǎn)子包括軛部以及貼設(shè)于軛部內(nèi)的永磁體，所述永磁體的內(nèi)壁面與齒冠的外壁面相對并在徑向上相間隔形成氣隙，所述槽口的寬度不大于氣隙的寬度的2倍。

較佳地，所述永磁體呈環(huán)形，永磁體的內(nèi)壁面為在周向上連續(xù)的圓柱面；所述齒冠的外壁面位于與永磁體同軸的圓柱面上，形成均勻的氣隙。

較佳地，所述齒冠的周向兩側(cè)凸出于所述繞線槽兩側(cè)而分別形成一翼部，位于每一槽口兩側(cè)的兩翼部至少其中之一在繞設(shè)繞組之前向外張開，在繞組繞設(shè)完成之后張開的翼部向內(nèi)彎曲整形。

較佳地，所述張開的翼部在其與齒的連接處形成有切縫，張開的翼部向內(nèi)彎曲使齒冠呈圓弧形時切縫變小或消失。

較佳地，所述底座為沖壓件。

較佳地，所述軸承座為燒結(jié)成型件。

較佳地，所述外轉(zhuǎn)子電機(jī)為單相外轉(zhuǎn)子電機(jī)。

另一方面，本發(fā)明提供一種使用上述外轉(zhuǎn)子電機(jī)作為驅(qū)動的風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)還包括由電機(jī)驅(qū)動的葉輪，所述葉輪與電機(jī)的轉(zhuǎn)子連接。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明風(fēng)機(jī)采用的外轉(zhuǎn)子電機(jī)的支撐座由單獨(dú)成型底座與軸承座插接構(gòu)成，生產(chǎn)時底座、軸承座可以采用沖壓、燒結(jié)等方式，相對于壓鑄成型，有效降低生產(chǎn)成本。

【附圖說明】

圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1所示風(fēng)機(jī)的單相外轉(zhuǎn)子電機(jī)的放大圖。

圖3為圖2所示電機(jī)的另一角度視圖。

圖4為圖3的剖視圖。

圖5為圖3的爆炸圖。

圖6為圖5所示電機(jī)的支撐座的剖視圖。

圖7為圖5所示電機(jī)的磁芯的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為圖7所示磁芯繞線之前的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為圖5所示電機(jī)的轉(zhuǎn)子的另一角度視圖。

圖10為圖5所示轉(zhuǎn)子的永磁體成型前的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子的位置關(guān)系示意圖。

圖12為圖11中虛線框部分的放大圖。

【具體實(shí)施方式】

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的風(fēng)機(jī)包括外殼10、設(shè)置于外殼10內(nèi)的葉輪20、以及驅(qū)動葉輪20轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機(jī)30。

所述風(fēng)機(jī)較佳地為離心風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的外殼10在葉輪20的軸向一端形成入口(圖未示)，并在一側(cè)形成與入口相垂直的出口14。所述葉輪20與外殼10在徑向上相間隔，兩者之間形成流道16，所述流道16的寬度沿周向變化。所述電機(jī)30優(yōu)選地為單相外轉(zhuǎn)子電機(jī)，其轉(zhuǎn)子與葉輪20相連。電機(jī)30啟動時，驅(qū)動葉輪20轉(zhuǎn)動，形成負(fù)壓，將入口附近的氣體吸入至外殼10內(nèi)，進(jìn)入外殼10內(nèi)氣體的隨葉輪20的轉(zhuǎn)動沿流道16向出口14流動并增速增壓，形成高速高壓的氣流并由出口14向外排出。

請同時參閱圖2-3，所述電機(jī)30包括支撐座32、套接于支撐座上的定子34、以及環(huán)繞所述定子34的轉(zhuǎn)子36。

請同時參閱圖4-6，所述支撐座32包括底座38、及與底座38固定連接的軸承座40。其中，底座38優(yōu)選地由沖壓制成，其呈扁平盤狀結(jié)構(gòu)，軸承座40則是燒結(jié)而成中空圓筒狀結(jié)構(gòu)。其中，底座38在靠近其外邊緣的位置上形成有多個固定柱42，螺釘、銷釘、或鉚釘可以穿過固定柱42后將電機(jī)30連接于其它物件上。所述底座38的中央形成有通孔44，所述通孔44沿軸向貫穿底座38，用于安裝軸承座40。較佳地，所述底座38的中央形成一凹陷部45，所述凹陷部45自底座38遠(yuǎn)離定子34的一表面凹陷，并自底座38面朝定子34的表面形成對應(yīng)的凸起。所述凹陷部45的尺寸大于通孔44的尺寸，所述通孔44形成于 凹陷部45的中央。

所述軸承座40插接于底座38的通孔44內(nèi)，與底座38通過緊配合固定連接為一體。所述軸承座40的外徑等于或略大于通孔44的直徑并小于凹陷部45的直徑。所述軸承座40的底端沿徑向向外延伸形成有法蘭48，所述法蘭48的外徑大于通孔44的直徑但小于凹陷部45的直徑。組裝時，軸承座40由底座38背離定子34的一側(cè)插入，直至其法蘭48與凹陷部45的表面相抵頂，在軸向上形成定位。較佳地，所述底座38于通孔44的周圍延伸形成一環(huán)緣，所述環(huán)緣自凹陷部的凸出側(cè)進(jìn)一步凸伸。較佳地，所述環(huán)緣呈中空圓柱狀，且優(yōu)選地與所述轉(zhuǎn)子40同軸。所述軸承座40裝配后，所述環(huán)緣環(huán)繞于軸承座40的外圍，以提高軸承座40與轉(zhuǎn)子36的同軸度。作為替代方案，環(huán)緣也可以呈分隔的片狀或柱狀，或截面呈其他形狀，如三角形、四邊形、六邊形等，的中空柱狀，

本發(fā)明中，由于支撐座32是由底座38與軸承座40裝配固定而成，底座38、軸承座40的結(jié)構(gòu)相對的更為簡單，圓盤狀的底座38可以通過沖壓制成，筒狀的軸承座40則經(jīng)由燒結(jié)成型，如此底座38與軸承座40本身的成型非常簡易，成型后的裝配過程也操作方便，相對于現(xiàn)有支撐座通過壓鑄一體而成，在工藝上更為簡單，可以有效的降低生產(chǎn)成本。

請同時參考圖4、圖5以及圖7，所述定子34固定套接于支撐座32的軸承座40上，兩者之間可以是緊配合等。所述定子34包括磁芯50、包覆于磁芯50上的絕緣架52、繞設(shè)于絕緣架52上的繞組54、以及與繞組54連接的電路板56。優(yōu)選地，所述電路板56上設(shè)有相應(yīng)的驅(qū)動電路，對繞組54供以單相直流電，形成單相直流無刷外轉(zhuǎn)子電機(jī)。

所述磁芯50由導(dǎo)磁材料，如矽鋼片等堆疊而成。磁芯50包括環(huán)形的軛58、以及由軛58的外緣沿徑向向外延伸的若干齒60。所述軛58環(huán)套于軸承座40上，將定子34固定。所述齒60沿軛58的周向均勻間隔設(shè)置，每一齒60包括與軛58連接的繞線臂62以及形成于繞線臂62的末端的齒冠64。所述繞組54繞設(shè)于繞線臂62上并位于齒冠64的內(nèi)側(cè)。繞組54與繞線臂62、以及齒冠64之間由絕緣架52隔開。優(yōu)選地，所述絕緣架52為絕緣塑料，避免繞組54短路。所述齒冠64整體呈弧形，作為定子34的磁極，在繞組54通電時極化。每一齒冠64 的外壁面65面向轉(zhuǎn)子36，作為定子34的磁極的極弧面。本實(shí)施例中，所述極弧面65為圓弧面，所有齒冠64的極弧面65共同位于一與定子34同軸的圓柱面上。

所述齒冠64在周向上的寬度大于繞線臂62，其周向的兩側(cè)伸出至繞線臂62之外，分別形成一翼部66。相鄰的兩齒冠64的對應(yīng)的翼部66的末端彼此靠近但相間隔，在齒冠64之間形成槽口68。本實(shí)施例中，每一齒冠64的兩翼部66上分別形成有切縫70，如圖7所示。所述切縫70由翼部66的內(nèi)壁面的中央向外切入，其深度大致為齒冠64在切縫70的位置處的厚度的一半，以保證對磁路不造成大的影響。在磁芯50繞線之前，如圖8所示，齒冠64的翼部66位于切縫70外側(cè)的部分相對向外張開，使得齒冠64之間的間隔變寬，方便在磁芯50上繞線。在完成繞線后，對齒冠64的外壁面施力使其塑性變形向內(nèi)彎曲，形成圓弧形的極弧面65。在此過程中，齒冠64之間的間隔減小形成窄小的槽口68，切縫70變小，在一些實(shí)施例中甚至完全消失。

在一些實(shí)施例中，切縫70也可以形成于齒冠64與繞線臂62的連接拐角處，如此不僅翼部66可以向外張開更大的幅度，盡可能的加寬齒冠64之間的間隔，方便繞線；在繞線后齒冠64內(nèi)彎成型時亦不會出現(xiàn)折皺?？梢岳斫獾?，對于每一槽口68兩側(cè)的的兩翼部66來說，在繞線之前只要其中之一向外張開，兩翼部66即能錯開，加大兩者之間的間隔，方便繞線，無需兩個翼部66都張開。本發(fā)明中，磁芯50的齒冠64在繞線前向外張開方便繞線，之后內(nèi)彎變形形成小的槽口68，有效降低齒槽轉(zhuǎn)矩，使得電機(jī)30的運(yùn)轉(zhuǎn)更為平穩(wěn)，噪音小。

請同時參閱圖圖4、圖5、以及圖9-10，所述轉(zhuǎn)子36包括轉(zhuǎn)軸72，與轉(zhuǎn)軸72固定連接的轉(zhuǎn)子軛部74，以及設(shè)置在軛部74內(nèi)的永磁體76。

所述軛部74為一端開口的筒狀結(jié)構(gòu)，罩設(shè)在定子34上。所述軛部74在其軸向的端面上形成有若干貫穿的開口75，供外部氣流電機(jī)30內(nèi)，對電機(jī)30本身，特別是罩設(shè)于轉(zhuǎn)子36內(nèi)的定子34進(jìn)行冷卻。所述轉(zhuǎn)軸72的一端固定連接于軛部74的軸向端面的中央，另一端可轉(zhuǎn)動地插接于支撐座32的軸承座40內(nèi)。較佳地，所述軸承座40內(nèi)設(shè)有軸承78支撐轉(zhuǎn)軸72的轉(zhuǎn)動。本實(shí)施例中，所述軸承78為滾珠軸承，兩滾珠軸承78之間夾置一分隔件79，所述分隔件79的內(nèi) 徑大于轉(zhuǎn)軸72的直徑，與轉(zhuǎn)軸72在徑向上相間隔。所述軸承座40的底端沿徑向向內(nèi)延伸形成有環(huán)形凸緣80，承載定位所述軸承78。

所述永磁體76貼設(shè)于軛部74的徑向側(cè)壁內(nèi)，兩者之間可以通過膠粘等方式相固定。本實(shí)施例中，所述永磁體76為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，可由如圖10所示的長條狀的永磁體彎曲而成。所述永磁體76沿轉(zhuǎn)子36的周向分為多段，每一段作為轉(zhuǎn)子36的一磁極，相鄰的各磁極具有相反的極性。所述永磁體76的內(nèi)表面作為轉(zhuǎn)子36的極弧面77，所述極弧面77為與轉(zhuǎn)子10同軸設(shè)置的圓柱面。在其它實(shí)施例中，永磁體76也可以是分塊式結(jié)構(gòu)。較佳地，所述轉(zhuǎn)子36與定子34的磁極數(shù)相同，如本實(shí)施例中，定子34包括6個齒60并形成6個槽口68，對應(yīng)地轉(zhuǎn)子36的永磁體76分為6段，定子34與轉(zhuǎn)子36共同形成6極6槽電機(jī)。在其它實(shí)施例中，電機(jī)30的槽極數(shù)根據(jù)實(shí)際需要可以調(diào)整為2極2槽至n極n槽等，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

組裝后，請同時參閱圖11及圖12，定子34環(huán)套于軸承座40上，轉(zhuǎn)子36罩設(shè)于定子34上，定轉(zhuǎn)子10、30同軸設(shè)置，永磁體76環(huán)繞定子34的磁芯50。永磁體76的極弧面77與磁芯50的齒冠64的極弧面65相對并在徑向上相間隔，兩者之間形成均勻氣隙82。較佳地，所述定子34的槽口68的寬度d不大于氣隙82的徑向?qū)挾萭的2倍，即d≤2g。當(dāng)電機(jī)30停止轉(zhuǎn)動時，通過漏磁場定位，使轉(zhuǎn)子36的相鄰磁極之間的中心線大致正對定子34的齒冠64的中心位置，轉(zhuǎn)子36的磁極的中心大致正對齒冠64之間的槽口68，如此轉(zhuǎn)子36在停止時偏離死點(diǎn)位置(即轉(zhuǎn)子36的磁極的中心正對定子34的齒冠64的中心)，再次開啟電機(jī)30時轉(zhuǎn)子36可以順利啟動。

具有以上設(shè)置的單相永磁無刷電機(jī)其齒槽轉(zhuǎn)矩可以得到有效地抑制，使電機(jī)具有更高的效率和更好的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證表明，一種根據(jù)上述思路設(shè)計(jì)的單相外轉(zhuǎn)子無刷直流電機(jī)(額定轉(zhuǎn)矩1nm，額定轉(zhuǎn)速1000rpm，磁芯堆疊厚度30mm)，其齒槽轉(zhuǎn)矩的峰值小于80mnm。另外，本發(fā)明的電機(jī)根據(jù)需要可設(shè)計(jì)成雙方向啟動，如通過配合兩個位置傳感器如霍爾傳感器和相應(yīng)的控制器可實(shí)現(xiàn)雙方向旋轉(zhuǎn)；當(dāng)然也可設(shè)計(jì)成單方向啟動，這時一個位置傳感器即可。

需要說明的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的創(chuàng)造精神， 本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以做出其他變化，這些依據(jù)本發(fā)明的創(chuàng)造精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。