专利名称：永磁盘式电机的构成方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机械换向器的盘式电枢电动机，尤其涉及定子为永久磁体的盘式电机的构成方法和装置。
背景技术：
现有技术电机的定、转子大都由铁芯和线圈绕组构成，电机在运行时，存在着铜损和铁损，其效率难以大幅度提高；对于现有技术的直流有刷电机，受其换向器结构限制，其轴向尺寸形状难以做得很薄，使其在特殊场合的应用受到限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了避免上述现有技术的不足之处而提出一种永磁盘式电机的构成方法和装置本发明的转子、定子都设计成扁平的盘式形状，定子内侧粘固若干组片状永磁体；转子由绝缘材料成型为可内含多个绕组的盘状体并固定在一根实心轴上；与现有技术显著不同是本发明转子、定子的磁场方向都与转轴方向平行，而且在转子的前或后设置有一个以上的定子。
本发明解决上述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现。
实施永磁盘式电机的构成方法，包括步骤①.首先设置一电机的转轴，再设置至少一个盘形的转子，转子套于转轴上后紧密结合为一体；在转子上加工有线圈槽并固定有换向器；②.将事先绕好的盘形线圈分别置入各个线圈槽内，各线圈的一个同名端相连接，各线圈另一个同名端分别连接换向器的各接线端子，再将线圈封固在线圈槽内；③.再设置包括至少一个盘形定子的定子组，在第一定子的中心设置轴承，在该定子的一面上设置偶数个片形永磁体，设置时，N极和S极交错排列；在该定子另一面固定电刷底座，电刷底座上连结电刷支架，电刷支架的末端连结电刷；④.将所述第一定子从转子上有换向器的一端套入转轴，使电刷与换向器相接触；
⑤.再设置电机外壳，将装配在一起所述第一定子和转子装配在其中，所述第一定子的外缘与外壳的内壁紧密接触，电源线从电刷支架上引出。
步骤③所述的定子组还包括第二定子，在第二定子的中心设置轴承，在该定子的一面上设置偶数个片形永磁体，设置时，N极和S极交错排列；在步骤④将第一定子套入转轴时，也将第二定子从转轴的另一端套入；在步骤⑤所述将第一定子和转子装配到外壳中时，第二定子也随之装入外壳，也与外壳紧密接触。
步骤⑤所述的外壳中心可设置轴承。
本发明解决上述技术问题还可以通过以下的技术方案得到进一步实施加工制造永磁盘式电机装置，该装置包括转轴和电源线，尤其是还包括至少一个盘形的转子以及包括一个盘形定子的定子组和外壳；所述转子上加工有至少三个线圈槽并固定有换向器；所述定子组包括第一定子，在第一定子的中心设置轴承；在第一定子的一面上设置偶数个片形永磁体，这些永磁体N极和S极交错排列；在第一定子的另一面固定有电刷底座，电刷底座上连结电刷支架，电刷支架的末端连结电刷。
所述各线圈槽中置有盘形的线圈，各线圈的一个同名端相连接，各线圈另一个同名端分别连接换向器的各接线端子。
所述定子组还包括第二定子，在第二定子的中心也设置轴承；在第二定子的一面上也设置偶数个片形永磁体，这些永磁体N极和S极也交错排列。所述两定子的外缘与外壳的内壁紧密接触。
所述各线圈封固在线圈槽内。
所述电刷支架上引出电源线。
所述外壳的中心设置轴承。
与现有技术相比较，本发明采用无铁芯、树脂成型的薄板状刚体结构转子，其轴向尺寸可以缩短到一般电动机的1/3到1/5。
本发明采用稀土永磁材料用较薄的磁体就能提供给盘式电机足够的磁势，具有大的转矩体积比，是现有技术电机输出转矩的3-5倍。
由于电枢无铁芯又采用了永磁激磁，所以无铁损和激磁损耗，效率比有铁芯电枢电机要高1.2倍以上。
本发明的线圈构造，能够提高导线的占空比，从而提高电动机功率。绕组两端面直接与空气接触，有助于电枢散热，使电机可承受较大的电负荷。
图1是本发明永磁盘式电机最佳实施例定子的侧视图；图2是最佳实施例定子上永磁体设置示意图；图3是最佳实施例转子的主视图；图4是最佳实施例线圈示意图；图5是最佳实施例换向器示意图；图6是最佳实施例转子侧视图。
图7是本发明永磁盘式电机最佳实施例的装配图。
具体实施例方式
下面结合本发明永磁盘式电机的各个附图对本发明的最佳实施例做进一步详尽的说明。由图1～7可知实施永磁盘式电机的构成方法，包括步骤(一)、首先设置电机转轴10，再设置至少一个盘形的转子60，转子60套于转轴10上后紧密结合为一体；在转子60上加工有线圈槽61并固定有换向器80；(二)、将事先绕好的盘形线圈70分别置入各个线圈槽61内，各线圈的一个同名端互相连接，各线圈另一个同名端分别连接换向器80的各接线端子，再将线圈70封固在线圈槽61内；(三)、再设置包括至少一个盘形定子的定子组，所述定子组包括定子42，在该定子42的中心设置轴承22，在定子42的一面上设置偶数个片形永磁体50，设置时，N极和S极交错排列；在定子42的另一面固定电刷底座110，电刷底座110上连结电刷支架90，电刷支架90的末端连结电刷100；(四)、将所述定子42从转子60上有换向器80的一端套入转轴10，使电刷100与换向器80相接触；(五)、再设置电机外壳31和32，将装配在一起的定子42和转子60装配在其中，定子42的外缘与外壳31和32的内壁紧密接触，电源线120从电刷支架90上引出。
步骤(三)所述定子组还包括定子41，在其中心设置轴承21，在所述定子41的一面上设置偶数个片形永磁体50，设置时，将N极和S极交错排列；在步骤(四)将定子42套入转轴10时，也将定子41从转轴10的另一端套入；在步骤(五)所述将定子42和转子60装配到外壳31、32中时，定子41也随之装入外壳，也与外壳31、32紧密接触。
在步骤(五)所述的外壳31中心设置轴承23。
本发明解决上述技术问题还可以通过以下的技术方案得到进一步实施加工制造永磁盘式电机装置，该装置的最佳实施例如图7所示包括转轴10和电源线120，尤其是还包括至少一个盘形的转子60以及包括一个以上盘形定子的定子组和外壳31和32。
如图3所示所述转子60上加工有至少三个线圈槽61并固定有换向器80。
如图2和图7所示所述定子组包括定子42，定子42的中心设置轴承22；在定子42的一面上设置偶数个片形永磁体50，这些永磁体N极和S极交错排列；在定子42的另一面固定电刷底座110，电刷底座110上连结电刷支架90，电刷支架90的末端连结电刷100；本发明仅设置定子42就能很好地工作。
若想使本发明更好地工作，如图1和图7所示所述定子组还包括定子41。定子41的中心也设置轴承21；在定子41的一面上也设置偶数个片形永磁体50，这些永磁体N极和S极也交错排列。转子60的前后各设置一定子，会大大提高本发明的性能。
所述定子41、42的外缘与外壳31和32的内壁紧密接触；所述电刷支架90上引出电源线120；所述外壳31的中心设置轴承23。
如图4所示所述各线圈槽61中置有盘形的线圈70。如图5所示各线圈70的一个同名端相连接，各线圈70另一个同名端分别连接换向器80的各接线端子。
如图6所示所述各线圈70封固在各线圈槽61内。
在本发明的另一个实施例中，转子60是由绝缘材料先压制成具有至少三个线圈槽61的盘式体，以自粘性漆包线绕制成的单个线圈70直接镶嵌在盘式体的线圈槽61里，然后装入模具中，二次成型，做成一种以线圈70为镶件的线圈树脂复合体，是一种耐热的，机械和电器性能均十分优异的整体。
本发明的电源线120接通直流电源之后，线圈70产生的磁场与永磁体50的磁场相互作用，电机的转子60便旋转起来。
实践证明，本发明因为转子无铁芯，定子无绕组，铜损和铁损都最小，效率比有铁芯电枢电机要高1.2倍以上。
本发明采用无铁芯、树脂成型的薄板状刚体结构转子，其轴向尺寸可以缩短到一般电动机长度的1/3到1/5。
本发明采用稀土永磁材料用较薄的磁体就能提供给盘式电机足够的磁势，具有大的转矩体积比，是传统电机输出转矩的3-5倍。
本发明采用的稀土永磁体材料具有高磁密和高矫顽力的特点，前者使电机在控制时有良好的响应特性，后者使电机有较大的安匝数，能承受大电流冲击，本发明的绕组两端面直接与空气接触，有助于电枢散热，使电机可承受较大的电负荷。电机的换向器引脚与印刷电路板上的换向器基压制在一起，碳刷安装在电机的内，可以方便地予以更换。
本发明重量轻、转动惯量小，可靠性高，尤其适合在特定的场合应用。
权利要求
1.永磁盘式电机的构成方法，其特征在于该方法包括步骤①.首先设置电机转轴(10)，再设置至少一个盘形的转子(60)，转子(60)套于转轴(10)上后紧密结合为一体；在转子(60)上加工有线圈槽(61)并固定有换向器(80)；②.将事先绕好的盘形线圈(70)分别置入各个线圈槽(61)内，各线圈的一个同名端互相连接，各线圈另一个同名端分别连接换向器(80)的各接线端子，再将线圈(70)封固在线圈槽(61)内；③.再设置包括至少一个盘形定子的定子组，所述定子组包括定子(42)，在该定子(42)的中心设置轴承(22)，在定子(42)的一面上设置偶数个片形永磁体(50)，设置时，N极和S极交错排列；在定子(42)的另一面固定电刷底座(110)，电刷底座(110)上连结电刷支架(90)，电刷支架(90)的末端连结电刷(100)；④.将所述定子(42)从转子(60)上有换向器(80)的一端套入转轴(10)，使电刷(100)与换向器(80)相接触；⑤.再设置电机外壳(31)和(32)，将装配在一起的定子(42)和转子(60)装配在其中，定子(42)的外缘与外壳(31)和(32)的内壁紧密接触，电源线(120)从电刷支架(90)上引出。
2.根据权利要求1所述的永磁盘式电机的构成方法，其特征在于步骤③所述定子组还包括定子(41)，在其中心设置轴承(21)，在所述定子(41)的一面上设置偶数个片形永磁体(50)，设置时，将N极和S极交错排列；在步骤④将定子(42)套入转轴(10)时，也将定子(41)从转轴(10)的另一端套入；在步骤⑤所述将定子(42)和转子(60)装配到外壳(31)、(32)中时，定子(41)也随之装入外壳，也与外壳(31)、(32)紧密接触。
3.据权利要求1所述的永磁盘式电机的构成方法，其特征在于在步骤⑤所述的外壳(31)中心设置轴承(23)。
4.如权利要求1所述方法构成的永磁盘式电机装置，包括转轴(10)和电源线(120)，其特征在于还包括至少一个盘形的转子(60)以及包括一个以上盘形定子的定子组和外壳(31)、(32)；所述转子(60)上加工有至少三个线圈槽(61)并固定有换向器(80)；所述定子组包括定子(42)，定子(42)的中心设置轴承(22)；在定子(42)的一面上设置偶数个片形永磁体(50)，所述永磁体(50)N极和S极交错排列；在定子(42)的另一面固定有电刷底座(110)，电刷底座(110)上连结电刷支架(90)，电刷支架(90)的末端连结电刷(100)。
5.根据权利要求4所述的永磁盘式电机装置，其特征在于所述各线圈槽(61)中置有盘形的线圈(70)，各线圈(70)的一个同名端相连接，各线圈(70)另一个同名端分别连接换向器(80)的各接线端子。
6.根据权利要求4所述的永磁盘式电机装置，其特征在于所述定子组还包括定子(41)，定子(41)的中心设置轴承(21)；在定子(41)的一面上设置偶数个片形永磁体(50)，所述永磁体(50)N极和S极交错排列；所述定子(41)、(42)的外缘与外壳(31)和(32)的内壁紧密接触。
7.根据权利要求5所述的永磁盘式电机装置，其特征在于所述各线圈(70)封固在线圈槽(61)内。
8.根据权利要求4所述的永磁盘式电机装置，其特征在于所述电刷支架(90)上引出电源线(120)。
9.根据权利要求4所述的永磁盘式电机装置，其特征在于所述外壳(31)的中心设置轴承(23)。
全文摘要
永磁盘式电机装置，包括转轴(10)和电源线(120)，尤其是还包括至少一个盘形的转子(60)以及包括一个以上盘形定子的定子组；所述转子(60)上加工有线圈槽(61)并固定有换向器(80)；所述定子组包括定子(42)，定子(42)的中心设置轴承(22)；在定子(42)的一面上设置偶数个片形永磁体(50)，所述永磁体(50)N极和S极交错排列；在定子(42)的另一面固定连结电刷(100)；本发明盘式电机轴向尺寸可以缩短到一般电动机的1/3到1/5，转矩体积比是现有技术电机输出转矩的3－5倍，效率比有铁芯电枢电机要高1.2倍以上。
文档编号H02K23/02GK1599212SQ03146898
公开日2005年3月23日 申请日期2003年9月18日 优先权日2003年9月18日
发明者胡广生, 张习斌 申请人:胡广生, 张习斌