本發明涉及電機技術領域，更為具體地，涉及一種能夠在運轉時自發散熱的自冷型無刷電機。

背景技術：

隨著永磁材料、微電子技術、控制技術以及電磁電子技術的發展，無刷電機得到長足的發展及廣泛的應用。且隨著技術和工藝的進步，曾經困擾無刷電機行業的壁壘也在逐步被打破。無刷電機憑借其性能可靠、無機械磨損、故障率低、體積小、效率高等優點，使其應用領域已由最初的軍事領域轉向商業領域，由工業領域向民用領域迅速擴展。

現有的無刷電機，主要由上蓋、磁鋼、均布于磁鋼內表面的若干磁鐵及一根用于旋轉的軸組成的動子部分和由底座、置于底座上的線圈骨架及纏繞在線圈骨架上的若干線圈組成的定子兩部分組成。動子通過旋轉軸繞定子做圓周運動，電機底座和上蓋上均設有部分孔位，用于電機散熱。

然而，目前的無刷電機，僅靠上蓋及底座上的少量散熱孔進行散熱，并不足以將電機運行時的熱量完全散發出去，余熱累積在電機內部，會導致電機發熱；尤其當電機處于大負荷運行時，短時間內熱量難以散去，不僅會導致電機損耗增加，效率降低，還會加劇軸承的磨損，降低電機使用壽命。同時，內部溫度過高也可能導致電機報廢，存在巨大的安全隱患。

因此，有必要提供一款新型無刷電機來克服上述散熱困難的缺點。

技術實現要素：

鑒于上述問題，本發明的目的是提供一種自冷型無刷電機，以解決目前無刷電機在運轉時內部熱量不能及時排出造成的電機損耗嚴重、效率低、使用壽命短等問題。

本發明提供的自冷型無刷電機，包括定子組件、與定子組件相對運動的動子組件；動子組件包括上蓋，上蓋包括上殼體、下殼體、設置在上殼體沿上殼體徑向向外延伸的延伸臂、以及基于延伸臂沿上殼體的軸向延伸的弧形支架；弧形支架連接在延伸臂與下殼體之間，弧形支架之間形成風扇型結構的導氣槽。

此外，優選的方案是，上殼體和下殼體均為圓形結構，延伸臂均勻分布在上殼體的側壁上；并且，延伸臂的最大外徑值不大于下殼體的最大外徑值。

此外，優選的方案是，延伸臂的形狀為漸開線曲線型。

此外，優選的方案是，弧形支架為弧形三角支架結構。

此外，優選的方案是，弧形支架的數量不大于延伸臂的數量。

此外，優選的方案是，定子組件包括底座、固定在底座上的線圈骨架、纏繞在線圈骨架上的線圈；底座包括設置有透氣孔的底板、上環、設置在底板和上環之間的支撐柱，支撐柱之間形成均勻分布的透氣槽。

此外，優選的方案是，還包括設置在定子組件和動子組件之間的回轉組件；回轉組件包括轉軸及與轉軸相適配的兩個軸承，兩個軸承分別固定在轉軸以及底座內。

此外，優選的方案是，在上蓋的回轉中心位置設置有沿上殼體的軸向延伸的中空結構的支撐柱，轉軸垂直固定在支撐柱內。

此外，優選的方案是，定子組件還包括電路板；其中，在底板上設置有用于固定線圈骨架和電路板的固定部；固定部為中空梯形結構，包括由下至上依次設置的下固定部、中固定部和上固定部。

此外，優選的方案是，動子組件還包括與上蓋固定連接的磁路系統；磁路系統包括與上蓋固定連接的導磁軛以及均勻貼設在導磁軛內表面的磁鐵。

利用上述自冷型無刷電機，上蓋的上殼體和下殼體之間設置風扇型的非密封排氣結構，在電機作業過程中，可通過弧形支架間的導氣槽將電機內部產生的熱量及時排除，并將外部的冷空氣及時導入電機內部，能夠實現電機的快速冷卻，產品性能穩定、使用壽命長。

為了實現上述以及相關目的，本發明的一個或多個方面包括后面將詳細說明的特征。下面的說明以及附圖詳細說明了本發明的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。

附圖說明

通過參考以下結合附圖的說明，并且隨著對本發明的更全面理解，本發明的其它目的及結果將更加明白及易于理解。在附圖中：

圖1為根據本發明實施例的自冷型無刷電機的整體結構示意圖；

圖2為根據本發明實施例的自冷型無刷電機的分解結構示意圖；

圖3為根據本發明實施例的自冷型無刷電機的上蓋結構示意圖；

圖4為根據本發明實施例的自冷型無刷電機的底座結構示意圖。

其中的附圖標記包括：自冷型無刷電機10、定子組件1、底座11、底板111、支撐筋112、上環113、透氣槽114、透氣孔115、螺絲孔116、固定部117、下固定部1171、中固定部1172、上固定部1173、上安裝槽1174、線圈骨架12、骨架主體121、骨架通孔1211、電路板13、電路板通孔131、過線孔132、槽位133、動子組件2、上蓋21、上殼體210、延伸臂211、弧形支架212、導氣槽213、卡位214、卡槽215、下殼體216、支撐柱217、上支撐柱2171、螺絲孔2172、下支撐柱2173、通孔218、螺絲孔219、導磁軛22、導磁軛上邊緣221、導磁軛內表面222、磁鐵23、轉軸31、軸承32、軸承33、限位環34。

在所有附圖中相同的標號指示相似或相應的特征或功能。

具體實施方式

在下面的描述中，出于說明的目的，為了提供對一個或多個實施例的全面理解，闡述了許多具體細節。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細節的情況下實現這些實施例。在其它例子中，為了便于描述一個或多個實施例，公知的結構和設備以方框圖的形式示出。

本發明提供的自冷型無刷電機，用于與螺旋槳搭配后為其他飛行裝置提供飛行動力，包括定子組件和能繞定子組件進行相對轉動的動子組件以及連接在動子組件和定子組件之間的回轉組件。其中，定子組件包括底座、置于底座上的線圈骨架及纏繞在線圈骨架上的若干線圈，動子組件包括上蓋、導磁軛、均布于導磁軛內表面的若干磁鐵；回轉組件包括一根轉軸和套設于轉軸兩端的兩個軸承，動子組件通過回轉組件實現與定子組件的相對轉動。

為詳細描述本發明實施例的自冷型無刷電機的結構，以下將結合附圖對本發明的具體實施例進行詳細描述。

圖1和圖2分別從不同角度示出了根據本發明實施例的自冷型無刷電機的整體結構及分解結構。

如圖1和圖2共同所示，本發明實施例的自冷型無刷電機10，包括定子組件1、與定子組件1進行相對運動的動子組件2；動子組件2進一步包括上蓋21，上蓋21包括上殼體210、下殼體216、設置在上殼體210沿上殼體210徑向向外延伸的延伸臂211、以及基于延伸臂211沿上殼體210的軸向延伸的弧形支架212；弧形支架212連接在延伸臂211與下殼體216之間，間隔分布的若干弧形支架212形成風扇型結構的導氣槽213。

其中，上殼體210和下殼體216均為圓形結構，且上殼體210的尺寸不大于下殼體216的尺寸，在上殼體210的側壁上沿徑向向外均勻設置有若干曲線型結構的延伸臂211，且延伸臂211的最大外徑值不大于下殼體216的最大外徑值。

為提高導氣槽的排氣效果，實現無刷電機的快速自冷，在本發明的一個具體實施方式中，延伸臂211的形狀設置為近似漸開線形狀的曲線形結構，而在延伸臂211的基礎上沿上殼體210軸向向下延伸的弧形支架212則采用近似弧形三角支架的結構，任意兩相鄰設置的弧形支架212件間的間距相等且共同形成一個導氣槽213，均勻分布的弧形支架212及延伸部211能夠確保電機運行過程中的受力平衡，達到產品穩定可靠的效果。

本發明所采用的上蓋風扇型結構，在其延伸臂211及弧形支架212的數量分別設置為兩個時，即可產生如上所描述的自冷作用，但為了使上蓋的通風性能更好，可以在上蓋上增加延伸臂211及弧形支架212的數量，使得電機在運轉時，達到更好的降溫效果，如附圖1至2所示方案中，在上蓋21的上殼體210上均勻設置有八個延伸臂211和對應的八個弧形支架212。

需要說明的是，在實際生產或者應用中，可根據情況采取等量延伸臂211及弧形支架212的方案(如延伸臂及弧形支架的數量同時設置為2個、3個、4個等)，或者采用延伸臂211數量與弧形支架212數量不等的方案(如延伸臂數量設置為4個而弧形支架數量為2個或延伸臂數量為12個而弧形支架數量為4個等)，能夠確保弧形支架212的數量不大于延伸臂211的數量皆可，類似方案均可視作本發明的等效方案。

在本發明的另一具體實施方式中，自冷型無刷電機10還包括設置在定子組件1和動子組件2之間的回轉組件；定子組件1包括底座11、固定在底座11上的線圈骨架12、纏繞在線圈骨架12上的線圈(圖中未示出)，線圈骨架12包括骨架主體121和位于骨架主體121中心位置的骨架通孔1211，底座11進一步包括設置有透氣孔115的底板111、上環113、設置在底板111和上環113之間的支撐筋112，支撐筋112之間形成均勻分布的透氣槽114；回轉組件包括轉軸31及與轉軸31相適配的兩個軸承32、33，兩個軸承32、33分別固定在轉軸31以及底座11內。

此外，定子組件1還包括電路板13；其中，在底板111上設置有用于固定線圈骨架12和電路板13的固定部117，固定部117為中空梯形結構，包括由下至上依次設置的下固定部1171、中固定部1172和上固定部1173。動子組件2還包括與上蓋21固定連接的磁路系統；磁路系統包括與上蓋21固定連接的導磁軛22以及均勻貼設在導磁軛22內表面的若干塊磁鐵23。

具體地，圖3示出了根據本發明實施例的自冷型無刷電機的上蓋結構。

結合圖1至圖3共同所示，本發明實施例的自冷型無刷電機10的上蓋21，包括一個上殼體210，基于上殼體210且延上殼體210徑向方向向外延伸的若干延伸臂211，基于延伸臂211沿上殼體210軸向方向延伸的弧形支架212，位于上殼體210的下側且與弧形支架212相連接的下殼體216，上殼體210、延伸臂211、弧形支架212、下殼體216之間形成均勻分布的風扇型結構的導氣槽213。

其中，在上殼體210的回轉中心部位設置有沿上殼體210軸向兩側延伸的中空結構的支撐柱217，支撐柱217包括向上延伸的上支撐柱2171、向下延伸的下支撐柱2173及位于下支撐柱2173上的螺絲孔2172，上支撐柱2171、下支撐柱2173及位于支撐柱217中間的通孔218用于安裝回轉組件，三者共同配合來保證回轉組件相對于上殼體210的垂直度。

另外，在下支撐柱2173上，設置有兩個對向開設并用于緊固回轉組件的螺絲孔2172，在上殼體210上還分布有若干螺絲孔219，用于安裝負載。在下殼體216的軸向下方，延軸向遠離下殼體216的一側分布有若干個均勻分布的卡位214，各卡位214之間形成均勻分布且與卡位等數量的卡槽215，導磁軛22通過下殼體216與上蓋21相固定，而磁鐵23則通過卡槽215與上蓋21及導磁軛22固定連接，最終共同形成一個完整的動子組件2。

在本發明實施例的無刷電機的工作過程中，動子組件2高速旋轉，位于上蓋21上的延伸臂211及弧形支架212亦高速旋轉，在控制其旋向為逆時針方向旋轉時(依附圖中所示方向為參照)，通過其延伸臂211及弧形支架212的風扇型結構，可快速的將內部產生的熱空氣迅速抽出。同時，因底座11上設置有眾多透氣槽114，在抽出熱空氣的同時，可以保證冷空氣能夠源源不斷的向電機內部進行補充，這樣，熱空氣和冷空氣可不斷在電機內外部進行交換，電機運行速度越大時，空氣轉換速度越快，從而達到有效降低電機運行時溫度的作用，實現無刷電機的自我冷卻。

同理，在控制其旋向為順時針方向旋轉時(依附圖中所示方向為參照)，通過其延伸臂211及弧形支架212的風扇型結構，可快速從外界吸入冷空氣，在電機內部流通后，從底座11上的眾多透氣槽114內逸出，同樣能夠使熱空氣和冷空氣不斷在電機內外部進行交換，且在電機運行速度越大時，空氣轉換速度越快，從而達到有效降低電機運行時溫度的作用，實現無刷電機的自我冷卻。

圖4示出了根據本發明實施例的自冷型無刷電機的底座結構。

結合圖1至圖4共同所示，本發明實施例的自冷型無刷電機10包括底座11，固定于底座11上的線圈骨架12，纏繞在線圈骨架12上的若干線圈，與底座11相連接且插入底座11回轉中心的回轉組件(包括轉軸31、軸承32和軸承33)，與轉軸31相固定，通過轉軸31實現相對定子組件1做圓周運動的動子組件2和固定于底座11上并用于接線及控制作用的電路板13。其中，電路板13可采用PCB(Printed Circuit Board，印刷電路板)。動子組件2包括上蓋21、導磁軛22、以及固定在導磁軛內表面221且與上蓋21固定連接的若干磁鐵23；其中，導磁軛上邊緣221與上蓋21固定連接，在附圖2所示的具體實施方式中，在導磁軛22的內表面一共設置有14塊磁鐵23。

具體地，底座11進一步包括底板111，位于底板111四周向上延伸的若干個支撐筋112，位于底板111上方且與底板111通過支撐筋112相連的上環113。在底板111與上環113之間，開設有透氣槽114，通過透氣槽114將支撐筋112彼此分隔開來；另外，在底板111上還設置有若干透氣孔115，通過透氣孔115和透氣槽114能夠最大程度的保證電機運轉時有足夠的空氣進行流通；在底板111上方，還設有一個用于固定線圈骨架12及電路板13的固定部117，固定部117是一個中空結構，其外側為一個階梯形結構，自下而上分別為下固定部1171、中固定部1172和上固定部1173。

其中，下固定部1171和中固定部1172用于定位和固定電路板13；中固定部1172和上固定部1173用于定位和固定線圈骨架12，在其內部上方和下方分別設置有用于安裝軸承32、33的上安裝槽1174和下安裝槽(圖中未示出)。底板111上還分布有4個螺絲孔116，用于固定整個電機。

另外，電路板13用于電機的線圈接線及控制出線使用，在電路板13的中間位置設置有一個電路板通孔131，電路板13通過此電路板通孔131與底座11上的中固定部1172進行定位安裝，從而將電路板13固定在底座11上。此外，在電路板13上還開有若干個過線孔132，供電機線圈及出線時的焊線使用。此外，在電路板13的邊緣，還設置有若干個槽位133，在安裝電路板13時，槽位133能夠起到避空和輔助定位支撐筋112的作用。

此外，回轉組件包括一根轉軸31、套設在轉軸31上且通過安裝槽1174固定在底座11上的軸承32、以及同樣套設于轉軸31上且通過固定部117下方安裝槽(圖中未示出)固定在底座11上的軸承33，在軸承33下方，還設置有用于對轉軸31起限位作用的限位環34，通過轉軸31、軸承32、軸承33和限位環34的共同作用，確保回轉組件相對于定子組件1穩定轉動。

通過上述實施方式可以看出，本發明提供的自冷型無刷電機，在上蓋上設置風扇型結構的弧形支架和延伸臂，在動子組件轉動過程中，可通過風扇型結構與底座上的透氣槽的相互配合，將電機內部產生的熱氣及時排出，并將冷空氣及時導入電機內部，從而達到快速、有效降低電機內部溫度的效果，產品能夠實現快速自冷，性能穩定可靠。

如上參照附圖以示例的方式描述根據本發明的自冷型無刷電機。但是，本領域技術人員應當理解，對于上述本發明所提出的自冷型無刷電機，還可以在不脫離本發明內容的基礎上做出各種改進。因此，本發明的保護范圍應當由所附的權利要求書的內容確定。