专利名称：一种无槽永磁无刷电机结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无刷电机结构，具体为一种无槽永磁无刷电机结构。
背景技术：
传统的无槽电机结构，主要以空心杯电机结构为主，因为不含绕线铁芯，漏磁严重，气隙磁场强度在定子线圈内部衰减厉害，磁体利用率不高，不适合做大尺寸大功率电机；并且其绕线工艺相当复杂，生产效率极其低下，要求工装设备非常苛刻，因此生产难度和成本都较高。
发明内容本实用新型针对上述问题，设计一种无槽永磁电机，工艺、结构简单，适合大中型电机制造。本实用新型的设计方案如下一种无槽永磁无刷电机结构，由外向内分别由电机壳、导磁环、绕线定子、永磁转子、硅钢叠片和转轴构成。每个定子线圈由2瓣带有环形绕线的半圆形定子骨架构成，骨架中间为空腔，永磁转子被包裹在定子线圈的空腔内，并可以在空腔内旋转。或者定子线圈是绕线进行环绕成空腔线圈，再由高温胶水定型，2瓣空腔线圈合并后将永磁转子装在空腔内，永磁转子与定子线圈之间有间隙，可以在空腔内旋转。定子线圈的绕线结构还包括跑道型绕线线圈。定子线圈的2瓣定子骨架或2瓣空腔线圈的结合处留有间隙，永磁转子的转子轴穿过间隙，并可正常转动。定子线圈与永磁转子的作用力在绕线定子空腔内部形成。一个定子线圈和一个永磁转子组装形成一个组合单元，每一个单元构成电机的一相。三相电机由三个组合单元构成，由转子轴串联，每个单元的永磁转子磁极在径向偏转120度。根据电机相位的不同要求，设置组合单元的数量。组合单元之间用硅钢叠片隔开。定子线圈和永磁转子组合起来的各个单元的间隙在轴向是贯通的，以利于接出引线和安装霍尔传感器。永磁转子由转子骨架和包裹在外的永磁体构成，中间带有一转子轴。绕线定子上2个半圆形定子骨架对扣，结合处留有间隙，间隙大于转子轴，永磁转子的转子轴穿过间隙，并可正常转动。另外在间隙处靠定子骨架边缘位置上安装有霍尔传感器，用于检测电机相序。定子线圈和永磁转子组合起来的每个单元的间隙在轴向是贯通的，以利于接出引线和安装霍尔传感器。本实用新型的转子在定子线圈内部，定子线圈通电后，其产生的磁场在绕线内部集中并且均匀，漏磁相对非常低，开创性的运用了定子内部磁场与转子作用产生扭矩的结构，对磁能的利用率比传统电机结构高得多。另外绕线非常简单，仅仅是一种环形绕线方式，无需复杂工序工装设备，降低生产难度，能极大提高生产效率；同时本新型结构，可制造更大尺寸和更大功率的无槽电机，完全突破了一般空心杯电机的功率和尺寸极限。
[0008]图I为三相电机的轴向截面示意图；图2为三相电机的径向截面示意图图；图3为定子线圈与永磁转子的结构示意图；图4为绕线环与永磁转子的结构示意图；图5为本实用新型的磁场分布模拟图；其中I——电机壳，2——导磁环，3——绕线，4——定子骨架,5——永磁体，6——转子骨架，7—转子轴，8—硅钢叠片，9—霍尔传感器，10—绕线环。
具体实施方式
·下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型作进一步说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。实施例如图I所不，三相电机，由外向内分别由电机壳、导磁环、绕线定子、永磁转子、硅钢叠片和转轴构成。如图2和图3所示每个绕线定子由2个带有环形绕线的半圆形定子骨架构成，可以选用耐高温塑料模具注塑成型，成型的定子骨架为内部空腔的半圆结构，外部按环形绕上绕线。两个定子骨架相对，形成一个空腔的整圆，永磁转子被包裹在绕线定子的内部空腔内，永磁转子与定子线圈之间有间隙，永磁转子可以在空腔内旋转。定子线圈的绕线结构还包括跑道型绕线线圈。定子线圈的2个定子骨架的结合处留有间隙，永磁转子的转子轴穿过间隙，并可正常转动。一个绕线定子和一个永磁转子组装形成一个组合，电机壳内安装有3个绕线定子和永磁转子组合，由转子轴串联，每个单元的永磁转子磁极在径向偏转120度。每个组合之间用硅钢叠片隔开，电机壳内壁安装导磁环，选用硅钢片冲制或者导磁带材卷制，此导磁环一方面用于形成磁路通道，一方面用于屏蔽磁场向电机壳外福射。永磁转子由转子骨架和包裹在外的永磁体构成，中间带有一转子轴。绕线定子上2个半圆形定子骨架对扣，结合处留有间隙，在间隙处靠定子骨架边缘位置上安装有霍尔传感器，用于检测电机相序。间隙的存在也使得电机的引线布置较方便。定子线圈，按设计参数选取漆包线，上机绕制到定子骨架上，采用简单的环形绕线方式即可。另外，如果是小型电机制作，也可以不需要定子骨架，采用漆包线直接在一个半圆模上绕成绕线环，再用高温胶进行定型，形成空腔半圆形绕线环，再按照上诉方式组装，如图4所示。相应的制作不同相位的电机时，在电机壳内安装有相应数量的绕线定子和永磁转子组合即可，其余组装结构与上所述的相同。本实用新型的设计方案最关键的特征是电机扭力是由定子线圈的内部磁场与永磁转子作用而产生。见图5 :通电线圈内部磁场具有集中、分布较均匀的特点，内部转子根据磁阻最小原理，向磁阻最小方向旋转。本实用新型电机结构，具备无铁芯电机的诸多优点(铁损耗小、无齿槽效应、效率高等)、同时极大的简化了传统定子的绕线复杂程度、并且开创性的运用了定子线圈内部磁场与转子作用产生扭矩的结构，大大加强了磁能利用率，真正做到了简化工艺、增大电机功率密度、提高效率和节能。
权利要求1.一种无槽永磁无刷电机结构，由外向内分别由电机壳、导磁环、定子线圈、永磁转子、硅钢叠片和转轴构成，其特征在于，永磁转子被包裹在定子线圈的内部空腔内，定子线圈由2瓣绕线环构成，结合处留有一定间隙，一个电机内包括I个或I个以上的定子线圈和永磁转子组合，组合之间用硅钢叠片隔开。
2.根据权利要求I所述的一种无槽永磁无刷电机结构，其特征在于永磁转子由转子骨架和包裹在外的永磁体构成，中间带有一转子轴。
3.根据权利要求I所述的一种无槽永磁无刷电机结构，其特征在于定子线圈的每瓣绕线各自绕在一个骨架上，骨架中间为空腔，可装入永磁转子并且转子能在空腔内旋转，或者定子线圈是绕线进行环绕成空腔线圈，再由高温胶水定型，2个空腔线圈合并后形成内部空腔，转子装在空腔内并可以旋转。
4.根据权利要求3所述的一种无槽永磁无刷电机结构，其特征在于定子线圈的绕线结构还包括跑道型绕线线圈。
5.根据权利要求3所述的一种无槽永磁无刷电机结构，其特征在于所述的定子线圈的2瓣绕线环结合处留有间隙，永磁转子的转子轴穿过间隙，并可正常转动。
6.根据权利要求2所述的一种无槽永磁无刷电机结构，其特征在于定子线圈，加上其内部可旋转的永磁转子，形成一个单元，每一个单元构成电机的一相，三相电机由三个单元构成，由转轴串联，每个单元的转子磁极在径向偏转120度。
7.根据权利要求5所述的一种无槽永磁无刷电机结构，其特征在于定子线圈和永磁转子组合起来的每个单元的间隙在轴向是贯通的，以利于接出引线和安装霍尔传感器。
专利摘要本实用新型涉及无刷电机结构，具体为一种无槽永磁无刷电机结构由外向内分别由电机壳、导磁环、绕线定子、永磁转子、硅钢叠片和转轴构成。每个定子线圈由2瓣带有环形绕线的半圆形定子骨架构成，骨架中间为空腔，永磁转子被包裹在定子线圈的空腔内，并可以在空腔内旋转。或者定子线圈是绕线进行环绕成空腔线圈，再由高温胶水定型，2瓣空腔线圈合并后将永磁转子装在空腔内，永磁转子与定子线圈之间有间隙，可以在空腔内旋转。本实用新型开创性的运用了定子内部磁场与转子作用产生扭矩的结构，对磁能的利用率比传统电机结构高得多。
文档编号H02K1/12GK202602410SQ20122014930
公开日2012年12月12日 申请日期2012年4月11日 优先权日2012年4月11日
发明者葛建勇 申请人:葛建勇