大功率無硅鋼片電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大功率無硅鋼片電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的直流電機(jī)，電能的轉(zhuǎn)換效率偏低，線圈和磁塊的耗材較多、利用率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無硅鋼片電機(jī)，能夠大幅降低線圈和磁塊的用量。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種無硅鋼片電機(jī)，其包括同軸且平行設(shè)置的定子、轉(zhuǎn)子；定子包括:三層平行分布的線圈層，各線圈層由多個(gè)依次串接的平面扇形線圈均勻環(huán)繞分布而成；轉(zhuǎn)子上同圓周均布有多個(gè)永磁塊，且相鄰磁塊的極性相反，在定子的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有霍爾傳感器，其特點(diǎn)是:所述的各線圈層采用塑料復(fù)合材料熱壓成一體，且塑料復(fù)合材料中含有5-50wt%的磁吸粉，余量為塑料或樹脂，例如PP、PS、PC等中的一種或多種。
[0005]所述三層線圈層中，各線圈層的結(jié)構(gòu)和形狀大小一致，且各線圈層的始端相差120°分布，各線圈層的終端相連接。
[0006]各平面扇形線圈的匝數(shù)為至少2匝，可根據(jù)電機(jī)功率需要任意調(diào)整。
[0007]各線圈層中的平面扇形線圈個(gè)數(shù)為至少4個(gè)，且繞制方式一致，平面扇形線圈的個(gè)數(shù)可根據(jù)電機(jī)功率需要任意調(diào)整。
[0008]各永磁塊呈扇形，且同圓周中心對(duì)稱分布，永磁塊的個(gè)數(shù)可根據(jù)電機(jī)功率需要任意調(diào)整。
[0009]當(dāng)平面扇形線圈個(gè)數(shù)較多(例如7個(gè)以上)，則同一線圈層中，相鄰平面扇形線圈之間部分相疊交。
[0010]所述霍爾傳感器包括三個(gè)，當(dāng)其中一個(gè)處于一對(duì)相鄰永磁塊之間時(shí)，其余的兩個(gè)分別與該對(duì)永磁塊相對(duì)設(shè)置。
[0011]各線圈層由單根導(dǎo)線繞制而成，以確保電機(jī)的品質(zhì)。
[0012]所述定子包括對(duì)稱設(shè)于轉(zhuǎn)子兩側(cè)的一對(duì)，與各定子鄰近的蓋板為導(dǎo)磁蓋板；所述轉(zhuǎn)子包括:由非導(dǎo)磁材料的隔板隔離的一對(duì)導(dǎo)磁盤體，設(shè)于該導(dǎo)磁盤體上的永磁塊；該對(duì)導(dǎo)磁盤體與所述隔板同軸平行設(shè)置；該對(duì)導(dǎo)磁盤體上的永磁塊的極性對(duì)稱。所述定子包括對(duì)稱的一對(duì)，利于提高電機(jī)功率，同時(shí)使轉(zhuǎn)子兩側(cè)受力均勻，定子包括對(duì)稱設(shè)于轉(zhuǎn)子兩側(cè)的一對(duì)，轉(zhuǎn)子上的永磁塊嵌于轉(zhuǎn)子本體的安裝孔中，或轉(zhuǎn)子包括相鄰背向設(shè)置的結(jié)構(gòu)相同的一對(duì)，該對(duì)轉(zhuǎn)子上的永磁塊的極性對(duì)稱。
[0013]具體實(shí)施時(shí)，所述轉(zhuǎn)子固定于轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸軸承配合于一對(duì)軸承座中，定子、轉(zhuǎn)子處于該對(duì)軸承座之間；所述的各導(dǎo)磁蓋板、定子、轉(zhuǎn)子設(shè)于一非導(dǎo)磁的環(huán)形外殼中。
[0014]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有的技術(shù)效果是:(I)本發(fā)明的無硅鋼片電機(jī)，無需硅鋼片，定子采用多層線圈層經(jīng)塑料復(fù)合材料熱壓呈環(huán)形，厚度一般為小于1cm，該復(fù)合材料含有磁吸粉，其僅在線圈通電時(shí)導(dǎo)磁，且絕緣性能良好。因此無漏磁且磁路阻抗小，導(dǎo)磁率高，故而可大幅降低線圈匝數(shù)，減小銅線的用量。相對(duì)于傳統(tǒng)無刷永磁電機(jī)，相同功率的條件下，總的線圈匝數(shù)可減小1/3，磁塊使用量減少1/2，相同能耗的條件下，電機(jī)輸出功率提高15-20%，有效功率達(dá)88%。(2)本申請(qǐng)的電機(jī)無需硅鋼片，定子采用多層線圈層經(jīng)塑料復(fù)合材料熱壓呈環(huán)形，厚度一般為小于Icm,該復(fù)合材料含有磁吸粉，其僅在線圈通電時(shí)導(dǎo)磁，且絕緣性能良好。(3)由于本申請(qǐng)的電機(jī)中定子、轉(zhuǎn)子平行相鄰且同軸設(shè)置，定子厚度薄，因此體積較小，線圈層產(chǎn)生的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子上的永磁塊構(gòu)成封閉磁路。
【附圖說明】
[0015]為了清楚說明本發(fā)明的創(chuàng)新原理及其相比于現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，下面借助于附圖通過應(yīng)用所述原理的非限制性實(shí)例說明可能的實(shí)施例。在圖中:
圖1為本發(fā)明的大功率無硅鋼片電機(jī)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為所述三個(gè)霍爾傳感器與轉(zhuǎn)子上的一對(duì)相鄰永磁塊之間位置對(duì)應(yīng)圖；
圖3為本發(fā)明轉(zhuǎn)子的一種實(shí)施方式；
圖4為本發(fā)明轉(zhuǎn)子的另一種實(shí)施方式，其中給出了 ；
圖5為所述電機(jī)中A相線圈的端面結(jié)構(gòu)圖；
圖6為所述電機(jī)中B相線圈的端面結(jié)構(gòu)圖；
圖7為所述電機(jī)中C相線圈的端面結(jié)構(gòu)圖；
圖8為所述三相電機(jī)中的線圈分布結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9為所述線圈層中的多個(gè)平面扇形線圈分離開后的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖標(biāo)記:1.環(huán)形外殼，2.導(dǎo)磁蓋板,3.永磁塊,4.A相線圈層，5.B相線圈層,6.C相線圈層，7.軸承座，8.軸承，9轉(zhuǎn)軸，10.定子，11.霍爾傳感器，12轉(zhuǎn)子，13.隔磁板，14.非導(dǎo)磁蓋板，15.扇形平面線圈。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1-9所示，本發(fā)明所述的無硅鋼片電機(jī)，包括環(huán)形外殼1，同軸設(shè)于該外殼中的一對(duì)定子10、轉(zhuǎn)子12，與該轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)軸9軸承配合的一對(duì)軸承座7，各軸承座7通過相應(yīng)的蓋板固定在所述環(huán)形外殼I中，定子上的各線圈層包括18、21、24或27個(gè)扇形平面線圈15。
[0017]轉(zhuǎn)子12上的永磁塊3為2-20個(gè)，同圓周中心對(duì)稱分布。
[0018]所述的各線圈層采用塑料復(fù)合材料熱壓成一體,且塑料中含有20wt%或10 wt%或30wt%或40 wt%或50 wt%的磁吸粉。磁吸粉為氧化鐵磁粉、鈷-氧化鐵磁粉、二氧化鉻磁粉中的一種或多種。
[0019]定子10的外側(cè)設(shè)有導(dǎo)磁蓋板2，所述導(dǎo)磁蓋板2、定子10、轉(zhuǎn)子12設(shè)于非導(dǎo)磁的環(huán)形外殼I中。
[0020]本申請(qǐng)的電機(jī)無需硅鋼片，定子采用多層線圈層經(jīng)塑料復(fù)合材料熱壓呈環(huán)形，厚度一般為小于lcm，該復(fù)合材料含有磁吸粉，其僅在線圈通電時(shí)導(dǎo)磁，且絕緣性能良好。
[0021]由于本申請(qǐng)的電機(jī)中定子、轉(zhuǎn)子12平行相鄰且同軸設(shè)置，定子厚度薄，因此體積較小，線圈層產(chǎn)生的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子12上的永磁塊構(gòu)成封閉磁路。
[0022]由于復(fù)合材料僅在線圈通電時(shí)才導(dǎo)磁，因此無漏磁且磁路阻抗小，導(dǎo)磁率高，故而可大幅降低線圈匝數(shù)，減小銅線的用量。
[0023]相對(duì)于傳統(tǒng)無刷永磁電機(jī)，相同功率的條件下，總的線圈匝數(shù)可減小1/3，磁塊使用量減少1/2，相同能耗的條件下，電機(jī)輸出功率提高15-20%，有效功率達(dá)88%。
[0024]圖1為大功率的無硅鋼片電機(jī)，其中，鄰近定子10的蓋板為導(dǎo)磁蓋板2，轉(zhuǎn)子的蓋板為非導(dǎo)磁蓋板14。所述定子10包括對(duì)稱設(shè)于轉(zhuǎn)子兩側(cè)的一對(duì)，與各定子10外側(cè)鄰近的蓋板為導(dǎo)磁蓋板2 ;所述轉(zhuǎn)子12包括:由非導(dǎo)磁材料的隔板13隔離的一對(duì)導(dǎo)磁盤體，設(shè)于該導(dǎo)磁盤體上的永磁塊3 ;該對(duì)導(dǎo)磁盤體與所述隔板13同軸平行設(shè)置；該對(duì)導(dǎo)磁盤體上的永磁塊3的極性對(duì)稱。所述轉(zhuǎn)子固定于轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸軸承配合于一對(duì)軸承座中，定子、轉(zhuǎn)子處于該對(duì)軸承座之間；所述的各導(dǎo)磁蓋板、定子、轉(zhuǎn)子設(shè)于一非導(dǎo)磁的環(huán)形外殼中。
[0025]上述電機(jī)的控制原理，可采用現(xiàn)有技術(shù)真的無刷永磁直流電機(jī)的控制原理，或參見《平面電機(jī)設(shè)計(jì)與控制》，作者:潘劍飛，曹廣忠，張宙，出版社:科學(xué)出版社出版時(shí)間:2011-6-1，I S B N:9787030309594。
[0026]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無硅鋼片電機(jī)，包括:同軸且平行設(shè)置的定子、轉(zhuǎn)子； 定子包括:三層平行分布的線圈層，各線圈層由多個(gè)依次串接的平面扇形線圈均勻環(huán)繞分布而成；轉(zhuǎn)子上同圓周均布有多個(gè)永磁塊，且相鄰磁塊的極性相反，在定子的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有霍爾傳感器，其特征在于:所述的各線圈層采用塑料復(fù)合材料熱壓成一體，且塑料復(fù)合材料中含有5-50wt%的磁吸粉。
2.如權(quán)利要求1所述的無硅鋼片電機(jī)，其特征在于:所述三層線圈層中，各線圈層的結(jié)構(gòu)和形狀大小一致，且各線圈層的始端相差120°分布，各線圈層的終端相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的無硅鋼片電機(jī)，其特征在于:各平面扇形線圈的匝數(shù)為至少2匝。
4.如權(quán)利要求1所述的無硅鋼片電機(jī)，其特征在于:各線圈層中的平面扇形線圈個(gè)數(shù)為至少4個(gè)，且繞制方式一致。
5.如權(quán)利要求1所述的無硅鋼片電機(jī)，其特征在于:各永磁塊呈扇形，且同圓周中心對(duì)稱分布。
6.如權(quán)利要求1所述的無硅鋼片電機(jī)，其特征在于:同一線圈層中，相鄰平面扇形線圈之間部分相疊交。
7.如權(quán)利要求1所述的無硅鋼片電機(jī)，其特征在于:所述霍爾傳感器包括三個(gè)，當(dāng)其中一個(gè)處于一對(duì)相鄰永磁塊之間時(shí)，其余的兩個(gè)分別與該對(duì)永磁塊相對(duì)設(shè)置。
8.如權(quán)利要求1所述的無硅鋼片電機(jī)，其特征在于:各線圈層由單根導(dǎo)線繞制而成。
9.如權(quán)利要求1所述的無硅鋼片電機(jī)，其特征在于:所述定子包括對(duì)稱設(shè)于轉(zhuǎn)子兩側(cè)的一對(duì)，與各定子鄰近的蓋板為導(dǎo)磁蓋板；所述轉(zhuǎn)子包括由非導(dǎo)磁材料的隔板隔離的一對(duì)導(dǎo)磁盤體，設(shè)于該導(dǎo)磁盤體上的永磁塊，該對(duì)導(dǎo)磁盤體與所述隔板同軸平行設(shè)置； 該對(duì)導(dǎo)磁盤體上的永磁塊的極性對(duì)稱。
10.如權(quán)利要求8所述的無硅鋼片電機(jī)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子固定于轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸軸承配合于一對(duì)軸承座中，定子、轉(zhuǎn)子處于該對(duì)軸承座之間；所述的各導(dǎo)磁蓋板、定子、轉(zhuǎn)子設(shè)于一非導(dǎo)磁的環(huán)形外殼中。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大功率無硅鋼片電機(jī)，其包括定子、轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子上同圓周均布有多個(gè)永磁塊，且相鄰磁塊的極性相反，在定子的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有霍爾傳感器，其特點(diǎn)是：所述的各線圈層采用塑料復(fù)合材料熱壓成一體，且塑料中含有磁吸粉。本發(fā)明的定子采用多層線圈層經(jīng)塑料復(fù)合材料熱壓呈環(huán)形，該復(fù)合材料含有磁吸粉，其僅在線圈通電時(shí)導(dǎo)磁，且絕緣性能良好。因此無漏磁且磁路阻抗小，導(dǎo)磁率高，故而可大幅降低線圈匝數(shù)，減小銅線的用量。相對(duì)于傳統(tǒng)無刷永磁電機(jī)，相同功率的條件下，總的線圈匝數(shù)可減小1/3，磁塊使用量減少1/2，相同能耗的條件下，電機(jī)輸出功率提高15-20%，有效功率達(dá)88%。
【IPC分類】H02K16-04, H02K1-27, H02K3-47, H02K29-06
【公開號(hào)】CN104716767
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310686907
【發(fā)明人】陳國(guó)芳, 龔天波, 陳俊
【申請(qǐng)人】陳國(guó)芳
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2013年12月13日
【公告號(hào)】WO2015085771A1