專利名稱：多磁路盤式電動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種盤式電動機，并且特別是涉及一種多磁路盤式電動機。
背景技術：
隨著電動機的發(fā)展，人們認識到普通圓柱式電動機存在如鐵芯利用率低等問題， 而盤式電動機以其效率高、重量輕、運轉平穩(wěn)等特點，獲得了市場認可，得到廣泛應用。申請?zhí)枮?01010000675. 8的中國發(fā)明專利申請公開了一種軸向磁場盤式電動機，其將金屬導線緊密且整齊排列繞制成獨立線圈，將多個獨立線圈沿圓軸方向嵌鎖排列成一個圓形電磁陣列，使用添加導熱體的樹脂材料將圓形電磁陣列整體固封成型，形成獨立線圈嵌鎖電磁陣列環(huán)，使用該電磁陣列環(huán)作為軸向磁場盤式電動機定子。電動機轉子是由嵌入軛鐵的永磁材料組成的固定在一個連接輸出軸上的圓盤。順序或成組順序對獨立線圈嵌鎖電磁陣列環(huán)施加電流，轉子上成對的磁場在洛倫茲力的作用下連續(xù)旋轉。然而，該軸向磁場盤式電動機的電動機轉子必須包括軛鐵，將永磁材料嵌入軛鐵中，其僅利用了永磁材料的單面磁性，致使電磁利用率不高，而且，整個定子繞組重，體積大。另外，該專利文獻未考慮同時將多個盤式電動機組合使用的情況。申請?zhí)枮?008102^120. 1的中國發(fā)明專利申請公開了一種多盤式永磁同步電動機，其至少設有一組由單轉子盤和設在該轉子盤兩側的雙定子盤組成的盤式結構，其中定子盤和轉子盤之間的軸向距離即為電動機的氣隙長度。兩個定子盤分別固定在前端蓋和后端蓋上，轉子盤固定在電動機轉軸上，且定子盤為硅鋼片卷繞成圓環(huán)形柱體，定子盤上面均勻分布定子槽，轉子的磁路結構采用每極下2塊永磁體，這樣的結構可以提高電動機的體積密度，提高硅鋼片的利用率，降低電動機損耗，且有利于電動機定子盤的冷卻。另外，這類多盤式電動機可以任意組合，組合后的電動機增強了可靠性，即若其中一組電動機出現(xiàn)故障，其余電動機仍然能夠繼續(xù)工作，不致引起系統(tǒng)的癱瘓。該多盤式永磁同步電動機考慮到了使用轉子的雙面磁性以及多個盤式電動機組合使用的情況，然而，在該多盤式永磁同步電動機中，其定子由硅鋼片及其槽內卷繞的線圈構成，磁損耗較大，而且每組電動機中仍然采用的是每個定子盤均受到一個轉子的單面磁性的影響，因此，該多盤式永磁同步電動機存在磁損耗較大、制作工藝復雜、體積大、效率不高的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種高效節(jié)能的多磁路盤式電動機，其能夠真正做到結構簡單、體積小、效率高、運行可靠且磁損耗小。根據本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，本發(fā)明提供一種多磁路盤式電動機，其包括外殼5、底座7、端蓋6、轉子主軸1、軸承2、(m-Ι)個轉子3、m個定子繞組4，m是大于2的正整數；外殼5與底座7連接固定，端蓋6與所述外殼5連接固定，轉子主軸1與端蓋6通過所述軸承2裝配；(m-Ι)個轉子3均與轉子主軸1連接固定，轉子與定子繞組間隔排列，最外側的兩個定子繞組分別與其相鄰的端蓋連接固定；其中，所述轉子包括轉子盤和多個磁鋼，每個磁鋼均貫穿轉子盤，使得每個磁鋼的兩個磁極分別暴露于該轉子盤的兩側，各磁鋼在該轉子盤的同一側以磁極交替的方式布置于該轉子盤上；所述定子繞組包括繞組盤和線圈陣列。根據本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式，所述磁鋼為截面是圓形或扇形或矩形或其它規(guī)則或不規(guī)則形狀的柱狀永磁體，所述每個轉子盤上的磁鋼數量為偶數。根據本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式，所述轉子、定子采用樹脂材料或其它合適的材料制成。根據本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式，所述樹脂材料包括BMC (團狀模塑料)、環(huán)氧樹脂或其他具有電絕緣性的樹脂材料。根據本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式，所述轉子盤與所述繞組盤的形狀相同。根據本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式，所述轉子盤和所述繞組盤可以形成為圓盤、扇形盤、平行四邊形盤、橢圓形盤、或盤面為其它規(guī)則或不規(guī)則形狀的盤。根據本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式，所述磁鋼和所述線圈的數量相同。根據本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式，所述線圈陣列是由一根或多根漆包線繞制成的多個線圈組所組成，再用樹脂材料包覆壓制該線圈陣列形成定子繞組。根據本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式，所述樹脂材料包括BMC (團狀模塑料)、環(huán)氧樹脂或其他具有電絕緣性的材料。根據本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式，所述電動機的輸出功率適用于驅動電動車。本發(fā)明的多磁路盤式發(fā)電動機結構簡單緊湊、體積小且重量輕、運行可靠、效率高、磁損耗小，又可形成批量生產，大大降低了生產成本。


從下列結合附圖的詳細說明中將更充分地理解本發(fā)明，該附圖是示意性的，并未按照實際情況示出所有部件，并且出于清楚目的未按照比例繪制，其中
圖1舉例說明了本發(fā)明的多磁路盤式電動機，其中具有3個定子繞組和2個轉子； 圖2舉例說明了本發(fā)明的多磁路盤式電動機的核心部件結構立體示意圖，其中具有4 個定子繞組和3個轉子；
圖3是舉例說明電動機轉子的結構圖； 圖4舉例說明定子繞組的結構圖。在圖中1——轉子主軸，2——軸承，3、3-1、3_2——轉子，4、4-1、4_2、4_3......
4-m——定子繞組，5——外殼，6——端蓋，7——底座，8、8-la、8-^i、8-lb——磁鋼，9、9_1、 9-2——轉子盤，IO-IaUO-Ib——線圈組，11-1——繞組盤。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式作進一步說明。圖1和圖2示出了本發(fā)明的多磁路盤式電動機。本發(fā)明的多磁路盤式電動機包括 外殼5、底座7、端蓋6、轉子主軸1、軸承2、多個轉子3、多個定子繞組4 ；外殼5與底座7連接固定，端蓋6與所述外殼5連接固定，多個定子繞組4與端蓋6連接固定，轉子主軸1與端蓋6通過所述軸承2裝配，轉子3和轉子主軸1連接固定。各部件可按照傳統(tǒng)的方式來連接固定，例如螺栓等。其輸入和輸出部分分別可以連接現(xiàn)有的電源和現(xiàn)有的做功裝置，例如電動車。其中，圖1示出了具有兩個轉子和三個定子繞組的情況，圖2示出了具有三個轉子和四個定子繞組的情況。如圖2所示，本發(fā)明的多路盤式電動機具有四個定子繞組4和三個轉子3，最左側的定子繞組4-1與左側端蓋6連接固定，最右側的定子繞組4-4與右側端蓋6連接固定，轉子3-1夾于定子繞組4-1、4-2之間，轉子3-2夾于定子繞組4_2、4_3之間， 轉子3-3夾于定子繞組4-3、4-4之間。即，定子繞組和轉子從左側端蓋開始到右側端蓋按照如下順序排列定子繞組4-1、轉子3-1、定子繞組4-2、轉子3-2、定子繞組4-3、轉子3-3、 定子繞組4-4。如圖所示，以轉子3-1、轉子3-2為例，轉子3-1和轉子3_2上的磁鋼分別貫穿轉子盤9-1、9-2，因此在裝配時，不同轉子盤中的磁鋼靠彼此之間的磁極相互作用(即同極相斥、 異極相吸)而自動對準并保持同步轉動。舉例來說，由于磁鋼8-la在轉子盤9-1的左側暴露出S極、在轉子盤9-1的右側則暴露出N極，并且磁鋼8- 在轉子盤9-2的左側暴露出 S極、在轉子盤9-2的右側暴露出N極，因此，在磁極相互作用下，轉子盤9-1上的磁鋼8-la (其左側為S極、右側為N極)自動與轉子盤9-2上的磁鋼8- (其左側為S極、右側為N極) 對準并保持同步轉動。由此可知，來自轉子3-1上的磁鋼8-la和與之相對應的轉子3-2的磁鋼8- 的磁力線方向是一致的。圖中雖僅標出了轉子3-1、3-2及其上磁鋼8-la、8-2a， 但應當知道，轉子3-3及其上磁鋼也遵循上述規(guī)律，在使用多于三個轉子時，其余轉子及其上磁鋼也是如此。多個定子繞組的陽極、陰極首尾相連構成串聯(lián)通路后將其接入電源，各個定子繞組均產生方向相同的電磁轉矩，由于轉子3-1上的各個磁鋼貫穿轉子盤9-1并且每個磁鋼的兩個磁極均暴露于轉子盤的兩個側面，因此，其能夠同時受到位于其兩側的定子繞組4-1 和定子繞組4-2的電磁轉矩的影響而在兩個定子繞組的磁場作用下發(fā)生旋轉。同樣，轉子 3-2也同時受到位于其兩側的定子繞組4-2和定子繞組4-3的電磁轉矩的影響而發(fā)生旋轉。 以此類推。圖3舉例說明電動機轉子3-1的結構。如圖所示，轉子3-1包括轉子盤9_1和均勻布置在轉子盤9-1內的多個磁鋼8-la、8-lb……，磁鋼的數量應為偶數個，各個磁鋼為橫截面是圓形或扇形或矩形或其它規(guī)則或不規(guī)則幾何形狀的柱狀永磁體，均貫穿轉子盤9-1， 使得每個磁鋼的兩個磁極分別暴露于轉子盤9-1的兩個側面，從而能夠使用每個磁鋼的雙面磁性。以磁鋼8-la為例，其在轉子盤9-1的左側面暴露出S極，在轉子盤9-1的右側面暴露出N極。并且，各磁鋼在轉子盤9-1的同一側以N極和S極交替的方式沿圓周方向均勻布置在轉子盤9-1上。舉例來說，磁鋼8-la在轉子盤9-1的一個側面暴露出S極，則磁鋼8-lb在同一側面暴露出N極，以此類推。此外，需要注意的是，對于多磁路盤式電動機而言，其多個轉子盤(在本例中為轉子盤9-1、9-2……)的形狀相同，其上磁鋼的數量相同，且磁鋼的位置也彼此對應。轉子盤可以采用樹脂材料制成，例如BMC (團狀模塑料)、環(huán)氧樹脂或其他具有電絕緣性的材料。雖然圖2、3中示出的轉子盤為圓盤，然而其同樣可以為扇形盤、平行四邊形盤、橢圓形盤、或盤面為各種規(guī)則、不規(guī)則幾何形狀的盤。并且，雖然在圖2和圖3中示出的磁鋼數為12個，然而本領域技術人員可以理解，其數量可以更多或更少，但應為偶數個。圖4舉例說明定子繞組4-1的結構。如圖所示，定子繞組4-1包括繞組盤11-1和均勻布置于繞組盤11-1中的扇形線圈陣列，該扇形線圈陣列為由一根漆包線繞制而成的多個扇形線圈組10組成，如10-la、10-lb……。每個線圈組都由多個線圈組成，每個線圈組都是從繞組盤的一面延伸到另一面，即，從繞組盤兩側都可以看到同一線圈組。該漆包線的兩端從繞組盤11-1引出，作為陽極和陰極。對于多磁路盤式電動機而言，其多個定子繞組 (在本例中為定子繞組4-1、4-2、4-3、4-4)的形狀相同，其上扇形線圈的數量相同且線圈的位置也彼此對應。在示出的最佳實施方式中，扇形線圈組的數量與轉子盤上的磁鋼數量相同，且位置相對應(如圖4所示，從線圈中心可透視到磁鋼)。在制作時，先使得扇形線圈組沿圓周方向均勻布置，再通過絕緣材料，如BMC(團狀模塑料)，包覆壓制制成定子繞組。此外，雖然圖中示出的定子繞組4-1、4-2、4-3、4_4為圓盤，然而其同樣可以為扇形盤、平行四邊形盤、橢圓形盤或盤面為各種規(guī)則、不規(guī)則幾何形狀的盤，但優(yōu)選的是形狀與轉子盤形狀相同。雖然在圖中示出的線圈組的數量為12個，然而本領域技術人員可以理解，其數量可以更多或更少，但優(yōu)選的是與磁鋼的數量相一致。雖然本例中扇形線圈陣列由一根漆包線繞制而成，然而本領域技術人員可以理解，可以采用現(xiàn)有技術的其他繞制方式，例如用兩根或者多個漆包線繞制。繞組盤可以采用樹脂材料制成，除了上面提到的BMC之外，還可以采用環(huán)氧樹脂或其他具有電絕緣性的材料。
與現(xiàn)有技術中僅使用磁鋼的單面磁性的電動機相比，本發(fā)明通過利用磁鋼的雙面磁性使得磁鋼的兩個磁極均能受到通電磁場的影響，從而提高了磁鋼的利用率并獲得更大的轉子轉矩。與現(xiàn)有技術中雖使用磁鋼的雙面磁性但每組轉子配有兩個定子繞組的電動機相比，本發(fā)明通過這種定子繞組、轉子間隔排列并且兩個轉子之間僅夾有一個定子繞組的結構，充分利用了定子繞組通電產生的電磁轉矩，并且通過使一個定子繞組能夠對其兩側的轉子均發(fā)揮作用的設計，使得定子繞組的數量減少，節(jié)省了成本，并且，由于本發(fā)明的定子繞組沒有采用傳統(tǒng)定子的硅鋼片纏繞線圈的結構，進一步降低了生產成本。
本發(fā)明不限于上述兩個轉子對應三個定子繞組的情況，其可以根據所需的輸出轉矩而進行組合，例如按照如上述優(yōu)選實施例的布置方式而設置的三個轉子對應四個定子繞組的電動機、四個轉子對應五個定子繞組的電動機……可以具有m個定子繞組和(m-1)個轉子，其中m是大于2的正整數，最左側的定子繞組4-1與左側端蓋6連接固定，最右側的定子繞組4-m與右側端蓋6連接固定，各定子繞組和各轉子間隔排列。各定子繞組通電后，夾于兩個定子繞組的轉子同時受到其左右兩側的定子繞組的電磁轉矩的影響而發(fā)生旋轉。本領域普通技術人員應該理解，本發(fā)明并不限制于特別示出并如上詳細描述的內容。而是，本發(fā)明的范圍包括如上所述的各種特征的組合和變形以及本領域普通技術人員在閱讀了前述說明以及現(xiàn)有技術中沒有的內容后能夠想到的修改和替換。此外，本領域技術人員也可以預見，該電動機可以應用到各個需要的領域，例如用于電動車中。
特別說明
本申請人于本申請同日對同樣的發(fā)明創(chuàng)造既申請實用新型又申請了發(fā)明專利。
權利要求
1.一種多磁路盤式電動機，其包括外殼(5)、底座(7)、端蓋(6)、轉子主軸(1)、軸承 (2)、(m-1)個轉子(3)、m個定子繞組(4)，m是大于2的正整數；所述外殼(5)與所述底座 (7)連接固定，所述端蓋(6)與所述外殼(5)連接固定，轉子主軸(1)與端蓋(6)通過所述軸承(2)裝配；所述的(m-1)個轉子(3)均與所述的轉子主軸(1)連接固定，所述轉子與所述定子繞組間隔排列，最外側的兩個定子繞組分別與其相鄰的端蓋連接固定；其中，所述轉子包括轉子盤和多個磁鋼，每個磁鋼均貫穿轉子盤，使得每個磁鋼的兩個磁極分別暴露于該轉子盤的兩側，各磁鋼在該轉子盤的同一側以磁極交替的方式布置于該轉子盤上，并在裝配時自動與相鄰轉子中磁鋼的相對應磁極對準，從而使得轉子相互定位；所述定子繞組包括繞組盤和線圈陣列，所述線圈陣列包括多個線圈組。
2.根據權利要求1所述的多磁路盤式電動機，其中所述磁鋼為截面是圓形或扇形或矩形或其它規(guī)則或不規(guī)則形狀的柱狀永磁體，所述每個轉子盤上的磁鋼數量為偶數。
3.根據權利要求1所述的多磁路盤式電動機，其中所述轉子盤、繞組盤采用樹脂材料或其它合適材料制成。
4.根據權利要求3所述的多磁路盤式電動機，其中所述樹脂材料包括團狀模塑料、環(huán)氧樹脂或其他具有電絕緣性的樹脂材料。
5.根據權利要求1所述的多磁路盤式電動機，其中所述轉子盤與所述繞組盤的形狀相同。
6.根據權利要求5所述的多磁路盤式電動機，其中所述轉子盤和所述繞組盤可以形成為圓盤、扇形盤、平行四邊形盤、橢圓形盤、或盤面為其它規(guī)則或不規(guī)則形狀的盤。
7.根據權利要求1所述的多磁路盤式電動機，其中所述磁鋼和所述線圈組的數量相同。
8.根據權利要求1所述的多磁路盤式電動機，其中所述線圈陣列是由一根或多根漆包線繞制成的多個線圈組所組成，再用樹脂材料包覆壓制該線圈陣列形成定子繞組。
9.根據權利要求8所述的多磁路盤式電動機，其中所述樹脂材料包括團狀模塑料、環(huán)氧樹脂或其他具有電絕緣性的材料。
10.根據權利要求1所述的多磁路盤式電動機，其特征在于，該電動機的輸出功率適用于驅動電動車。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多磁路盤式電動機，其包括端蓋(6)、轉子主軸(1)、(m-1)個轉子(3)、m個定子繞組(4)，m是大于2的正整數；(m-1)個轉子(3)均與轉子主軸(1)連接固定，轉子與定子繞組間隔排列，最外側的兩個定子繞組分別與其相鄰的端蓋連接固定；其中，轉子包括轉子盤和多個磁鋼，每個磁鋼均貫穿轉子盤，使得每個磁鋼的兩個磁極分別暴露于該轉子盤的兩側，各磁鋼在該轉子盤的同一側以磁極交替的方式布置于該轉子盤上；定子繞組包括繞組盤和線圈陣列。本發(fā)明通過使一個定子繞組對其兩側的轉子均發(fā)揮作用的設計，使得定子繞組的數量減少，并且由于本發(fā)明的定子繞組沒有采用硅鋼片纏繞線圈的結構，進一步降低了生產成本。
文檔編號H02K3/04GK102324818SQ201110292540
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權日2011年9月30日
發(fā)明者歐陽明, 袁譽斌, 鐘先成, 陽元發(fā) 申請人:武漢振興天帝機電有限公司