一種無槽永磁無刷電機結構的製作方法
2023-09-22 14:09:15 2
專利名稱：一種無槽永磁無刷電機結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及無刷電機結構，具體為一種無槽永磁無刷電機結構。
背景技術：
傳統的無槽電機結構，主要以空心杯電機結構為主，因為不含繞線鐵芯，漏磁嚴重，氣隙磁場強度在定子線圈內部衰減厲害，磁體利用率不高，不適合做大尺寸大功率電機；並且其繞線工藝相當複雜，生產效率極其低下，要求工裝設備非常苛刻，因此生產難度和成本都較高。
發明內容
本發明針對上述問題，設計一種無槽永磁電機，工藝、結構簡單，適合大中型電機製造。本發明的設計方案如下一種無槽永磁無刷電機結構，由外向內分別由電機殼、導磁環、繞線定子、永磁轉子、娃鋼疊片和轉軸構成。每個定子線圈由2瓣帶有環形繞線的半圓形定子骨架構成，骨架中間為空腔，永磁轉子被包裹在定子線圈的空腔內，並可以在空腔內旋轉。或者定子線圈是繞線進行環繞成空腔線圈，再由高溫膠水定型，2瓣空腔線圈合併後將永磁轉子裝在空腔內，永磁轉子與定子線圈之間有間隙，可以在空腔內旋轉。定子線圈的繞線結構還包括跑道型繞線線圈。定子線圈的2瓣定子骨架或2瓣空腔線圈的結合處留有間隙，永磁轉子的轉子軸穿過間隙，並可正常轉動。定子線圈與永磁轉子的作用力在繞線定子空腔內部形成。一個定子線圈和一個永磁轉子組裝形成一個組合單元，每一個單元構成電機的一相。三相電機由三個組合單元構成，由轉子軸串聯，每個單元的永磁轉子磁極在徑向偏轉120度。根據電機相位的不同要求，設置組合單元的數量。組合單元之間用矽鋼疊片隔開。定子線圈和永磁轉子組合起來的各個單元的間隙在軸向是貫通的，以利於接出引線和安裝霍爾傳感器。永磁轉子由轉子骨架和包裹在外的永磁體構成，中間帶有一轉子軸。繞線定子上 2個半圓形定子骨架對扣，結合處留有間隙，間隙大於轉子軸，永磁轉子的轉子軸穿過間隙， 並可正常轉動。另外在間隙處靠定子骨架邊緣位置上安裝有霍爾傳感器，用於檢測電機相序。定子線圈和永磁轉子組合起來的每個單元的間隙在軸向是貫通的，以利於接出引線和安裝霍爾傳感器。本發明的轉子在定子線圈內部，定子線圈通電後，其產生的磁場在繞線內部集中並且均勻，漏磁相對非常低，開創性的運用了定子內部磁場與轉子作用產生扭矩的結構，對磁能的利用率比傳統電機結構高得多。另外繞線非常簡單，僅僅是一種環形繞線方式，無需複雜工序工裝設備，降低生產難度，能極大提高生產效率；同時本新型結構，可製造更大尺寸和更大功率的無槽電機，完全突破了一般空心杯電機的功率和尺寸極限。
圖I為三相電機的軸向截面示意圖2為三相電機的徑向截面示意；
圖3為定子線圈與永磁轉子的結構示意圖4為繞線環與永磁轉子的結構示意圖5為本發明的磁場分布模擬其中I-電機殼，2-導磁環,3-繞線,4-定子骨架，5-永磁體,6-轉子
骨架，7——轉子軸，8——矽鋼疊片，9——霍爾傳感器，10——繞線環。
具體實施例方式下面結合具體實施例和說明書附圖對本發明作進一步說明。此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。實施例如圖I所不，三相電機，由外向內分別由電機殼、導磁環、繞線定子、永磁轉子、矽鋼疊片和轉軸構成。如圖2和圖3所示每個繞線定子由2個帶有環形繞線的半圓形定子骨架構成，可以選用耐高溫塑料模具注塑成型，成型的定子骨架為內部空腔的半圓結構，外部按環形繞上繞線。兩個定子骨架相對，形成一個空腔的整圓，永磁轉子被包裹在繞線定子的內部空腔內，永磁轉子與定子線圈之間有間隙，永磁轉子可以在空腔內旋轉。定子線圈的繞線結構還包括跑道型繞線線圈。定子線圈的2個定子骨架的結合處留有間隙， 永磁轉子的轉子軸穿過間隙，並可正常轉動。一個繞線定子和一個永磁轉子組裝形成一個組合，電機殼內安裝有3個繞線定子和永磁轉子組合，由轉子軸串聯，每個單元的永磁轉子磁極在徑向偏轉120度。每個組合之間用矽鋼疊片隔開，電機殼內壁安裝導磁環，選用矽鋼片衝制或者導磁帶材卷制，此導磁環一方面用於形成磁路通道，一方面用於屏蔽磁場向電機殼外福射。永磁轉子由轉子骨架和包裹在外的永磁體構成，中間帶有一轉子軸。繞線定子上 2個半圓形定子骨架對扣，結合處留有間隙，在間隙處靠定子骨架邊緣位置上安裝有霍爾傳感器，用於檢測電機相序。間隙的存在也使得電機的引線布置較方便。定子線圈，按設計參數選取漆包線，上機繞制到定子骨架上，採用簡單的環形繞線方式即可。另外，如果是小型電機製作，也可以不需要定子骨架，採用漆包線直接在一個半圓模上繞成繞線環，再用高溫膠進行定型，形成空腔半圓形繞線環，再按照上訴方式組裝，如圖4所示。相應的製作不同相位的電機時，在電機殼內安裝有相應數量的繞線定子和永磁轉子組合即可，其餘組裝結構與上所述的相同。本發明的設計方案最關鍵的特徵是電機扭力是由定子線圈的內部磁場與永磁轉子作用而產生。見圖5 :通電線圈內部磁場具有集中、分布較均勻的特點，內部轉子根據磁阻最小原理，向磁阻最小方向旋轉。本發明電機結構，具備無鐵芯電機的諸多優點(鐵損耗小、無齒槽效應、效率高等)、同時極大的簡化了傳統定子的繞線複雜程度、並且開創性的運用了定子線圈內部磁場與轉子作用產生扭矩的結構，大大加強了磁能利用率，真正做到了簡化工藝、增大電機功率密度、提高效率和節能。
權利要求
1.一種無槽永磁無刷電機結構，由外向內分別由電機殼、導磁環、定子線圈、永磁轉子、 矽鋼疊片和轉軸構成，其特徵在於，永磁轉子被包裹在定子線圈的內部空腔內，定子線圈由 2瓣繞線環構成，結合處留有一定間隙，一個電機內包括I個或I個以上的定子線圈和永磁轉子組合，組合之間用矽鋼疊片隔開。
2.根據權利要求I所述的一種無槽永磁無刷電機結構，其特徵在於永磁轉子由轉子骨架和包裹在外的永磁體構成，中間帶有一轉子軸。
3.根據權利要求I所述的一種無槽永磁無刷電機結構，其特徵在於定子線圈的每瓣繞線各自繞在一個骨架上，骨架中間為空腔，可裝入永磁轉子並且轉子能在空腔內旋轉，或者定子線圈是繞線進行環繞成空腔線圈，再由高溫膠水定型，2個空腔線圈合併後形成內部空腔，轉子裝在空腔內並可以旋轉。
4.根據權利要求3所述的一種無槽永磁無刷電機結構，其特徵在於定子線圈的繞線結構還包括跑道型繞線線圈。
5.根據權利要求3所述的一種無槽永磁無刷電機結構，其特徵在於所述的定子線圈的 2瓣繞線環結合處留有間隙，永磁轉子的轉子軸穿過間隙，並可正常轉動。
6.根據權利要求2所述的一種無槽永磁無刷電機結構，其特徵在於定子線圈，加上其內部可旋轉的永磁轉子，形成一個單元，每一個單元構成電機的一相，三相電機由三個單元構成，由轉軸串聯，每個單元的轉子磁極在徑向偏轉120度。
7.根據權利要求5所述的一種無槽永磁無刷電機結構，其特徵在於定子線圈和永磁轉子組合起來的每個單元的間隙在軸向是貫通的，以利於接出引線和安裝霍爾傳感器。
全文摘要
本發明涉及無刷電機結構，具體為一種無槽永磁無刷電機結構由外向內分別由電機殼、導磁環、繞線定子、永磁轉子、矽鋼疊片和轉軸構成。每個定子線圈由2瓣帶有環形繞線的半圓形定子骨架構成，骨架中間為空腔，永磁轉子被包裹在定子線圈的空腔內，並可以在空腔內旋轉。或者定子線圈是繞線進行環繞成空腔線圈，再由高溫膠水定型，2瓣空腔線圈合併後將永磁轉子裝在空腔內，永磁轉子與定子線圈之間有間隙，可以在空腔內旋轉。本發明開創性的運用了定子內部磁場與轉子作用產生扭矩的結構，對磁能的利用率比傳統電機結構高得多。
文檔編號H02K1/12GK102593990SQ20121010367
公開日2012年7月18日 申請日期2012年4月11日 優先權日2012年4月11日
發明者葛建勇 申請人:葛建勇