电动机、轮毂电机及其定子与励磁单元的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电机领域，尤其涉及一种励磁单元、使用该励磁单元的定子和使用该 定子的电动机与轮毂电机。
【背景技术】
[0002] 电机作为机电产品中的一个重要部件，各种通用系列电动机以及专用系列电动机 (电动自行车、电动汽车、空调、风扇电动机行）等被广泛应用于工农业以及家用电器领域。 电机的扭力和输出功率与励磁单元的磁力大小有直接关系；励磁单元的磁力越大，电机能 提供的扭力和输出的功率也越高。现有电机的励磁单元，一般是在铁芯上缠绕线圈而形成。 一般使用是使用T型或U型等半敞口状或闭合状铁芯，以便将磁铁的两极集中，从而提高励 磁强度；这种铁芯结构在绝大多数的电机励磁单元上使用。为提高励磁单元的磁力强度，一 般是在铁芯上缠绕线圈的匝数的方法。由于T型、U型铁芯，线圈缠绕较为困难，现有技术 一般是将由多根导线组成成束导线，再缠绕在铁芯上，这种缠绕方法线圈相对松散，且励磁 单元体积较大。这些电机及其励磁单元经过多年的研究、设计、改进、发展，在结构设计上已 达到瓶颈，改进越来越小，特别是电机的励磁单元的结构也大多相同。而为了提高电机输出 功率和励磁单元的励磁强度，现有技术一般使用提高输入电流的方式，但随着电流提高，励 磁单元的发热量也快速增加，而影响励磁单元和电机的寿命。即现有技术的励磁单元体积 相同，在保证发热量和输入电流一定时，产生的磁力强度较小，电机效率低。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种励磁单元，旨在解决现有技术的励磁单元体积相同， 在保证发热量和输入电流一定时，产生的磁力强度较小，电机效率低的问题。
[0004] 本发明是这样实现的，一种励磁单元，包括铁芯和缠绕在所述铁芯上的线圈；所述 铁芯呈"一"字型板状；所述线圈至少为四层；每层所述线圈为多匝，每层相邻两匝所述线 圈并排且相贴靠；相邻两层所述线圈中：外层的所述线圈缠绕在与该外层的所述线圈相对 的内层的所述线圈上，并且最内层的所述线圈缠绕在所述铁芯上，各层所述线圈的缠绕方 向相同。
[0005] 进一步地，缠绕于所述铁芯上的至少四层所述线圈由单根导线沿同一方向紧密缠 绕而成。
[0006] 进一步地，所述铁芯上缠绕的各层所述线圈中：相邻两层所述线圈缠绕的长度相 同。
[0007] 进一步地，还包括粘结相邻两匝所述线圈的耐热胶，所述耐热胶填充于所述线圈 缠绕形成的间隙中。
[0008] 进一步地，还包括具有绝缘特性的粘接片，所述粘接片位于最内层的所述线圈与 所述铁芯之间，并且所述粘接片粘接于所述铁芯上。
[0009] 进一步地，所述铁芯呈薄板状，所述铁芯为软铁板或硅钢板。
[0010] 进一步地，所述铁芯由多层薄片重叠而成。
[0011] 本发明的励磁单元使用"一"字型板状铁芯，并且在铁芯上缠绕至少四层线圈，可 以将缠绕好的线圈固定在铁芯上，线圈缠绕更为方便；能更加致密地将线圈缠绕在铁芯上； 在相同铁芯长度上，可以缠绕更多匝线圈；将线圈缠绕为至少四层，而各层缠绕方向相同， 通过各层线圈产生磁场在铁芯处叠加；使得相比现有励磁单元，在相同条件下能产生更强 的磁力；另外，在相同体积下，使用"一"字型板状铁芯，铁芯更小，铁芯端部放射磁场更集 中，磁场强度更大，电磁转换效率更高，发热量也更小。
[0012] 本发明的另一目的在于提供一种定子，包括支撑环，还包括若干安装于所述支撑 环上的如上所述的励磁单元，若干所述励磁单元环形阵列于所述支撑环上；沿所述支撑环 的径向：各所述励磁单元的所述铁芯的一端固定于该支撑环上。
[0013] 该定子使用了上述励磁单元，从而在相同大小和输入条件下，比现有的定子能产 生更强的磁力，具有更高的电磁转换效率，更小的发热量。
[0014] 本发明的另一目的在于提供一种轮毂电机，包括用于支撑车轮胎的外罩壳、枢接 于所述外罩壳上的中心轴、安装于所述中心轴上的支架、安装于所述支架上的轮毂定子和 固定于所述外罩壳上的轮毂转子，所述轮毂转子固定于与所述外罩壳中，所述轮毂定子为 如上所述的定子。
[0015] 该轮毂电机使用了上述轮毂定子，与现有轮毂电机相比，相同体积和输入条件下， 轮毂定子产生的磁场强度大，电磁转换效率高，能产生更大扭矩，承载更大的重量，输出更 高功率，轮毂电机效率高，发热量小，同时启动电流小。
[0016] 本发明的另一目的在于提供一种电动机，包括外壳、枢接于所述外壳中的转轴、安 装于所述转轴上的电机转子和与所述电机转子配合的电机定子，所述电机定子为如上所述 的定子。
[0017] 该电动机使用了上述电机定子，与现有电动机相比，相同体积和输入条件下，电机 定子产生的磁场强度大，电磁转换效率高，输出更高功率，电动机效率高，发热量小，同时启 动电流小。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明实施例一提供的一种励磁单元的立体结构示意图；
[0019] 图2是图1的励磁单元的俯视结构示意图。
[0020] 图3是本发明实施例二提供的一种定子的正视结构示意图。
[0021] 图4是本发明实施例三提供的一种定子的正视结构示意图。
[0022] 图5是本发明实施例四提供的一种轮毂电机的剖视结构示意图；
[0023] 图6是图5的轮毂电机中部分结构的放大示意图；
[0024] 图7是图6中A部分的放大示意图；
[0025] 图8是本发明实施例五提供的一种电动机的剖视结构示意图。
【具体实施方式】
[0026] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0027] 实施例一：
[0028] 请参阅图1和图2, 一种励磁单元10,包括铁芯11和缠绕在铁芯11上的线圈12 ; 其中：铁芯11呈"一"字型板状；线圈12缠绕在铁芯11上至少缠绕了四层，即线圈12至 少为四层；每一层都包括缠绕的多匝线圈12,每层线圈12为多匝并且每层相邻两匝线圈12 并排并且相贴缠绕，即每层线圈12中，某匝线圈12与该匝线圈12相邻的一匝线圈12是靠 在一起；相邻两层线圈12中：相对外层的线圈12缠绕在相对内层的线圈12上，并且最内 层的线圈12缠绕在铁芯11上，从而形成多层线圈12,即外层的线圈12缠绕在与该外层的 线圈12相对的内层的线圈上；各层线圈12的缠绕方向相同，这样在通过电后，各层线圈12 产生的磁场方向相同，以提高励磁单元10的励磁强度。
[0029] 该励磁单元10使用"一"字型板状铁芯11，能更加致密地将线圈12缠绕在铁芯 11上；在相同铁芯11长度上，可以缠绕更多匝线圈12 ;并且在铁芯11上缠绕至少四层线圈 12,将线圈12缠绕为至少四层，而各层缠绕方向相同，通过各层线圈12产生磁场在铁芯11 处叠加；使得相比现有励磁单元10,在相同条件下能产生更强的磁力。在相同体积下，使用 "一"字型板状铁芯11，相对的铁芯11更小，铁芯11端部放射磁场更集中，磁场强度更大， 电磁转换效率更高，发热量也更小。使用可以将缠绕好的线圈12热压在铁芯11上，线圈12 缠绕更为方便；另外，使用"一"字型板状铁芯11，可以在外部进行线圈1