专利名称：一种多层重叠式无刷电机的制作方法
技术领域：
一种多层重牵式无刷电机絲领域H本发明涉及一种电机，具体涉及一种高效率的多层重叠^B腼电机，背彔技术传统的3Eim电机t采用冲压、皿、镌压成型等多道工序将多片冲压好的无取向鞋钢片 压制成铁心，再在其上绕制濂包线制作成电机定子。这种方案使附的硅钢材料多，重量重， 冲压和绕线设备易贵，加工环节多'成本居高不下。由于使用铁心，铁损不可避兔，电机总 效率难以揚樽更商，由于所有线包中磁酪相通，故难以突瑰针对独立线包的商效率低成本分 布式数宇化控制，又由乎硅销片冲压成型工艺，使得霎制造较大尺寸的电机定、转乎以达到 在相同线每驱动电滩下获得更大力矩的技术方案的成本急剧上升。还由于铁心与永久磁铁之 间巨大的吸引力,导致启动阻力大。这种结构的电机^艘只用作为普通发电机，难以傲成最 髙效率而又襞低成本的发电机。如果麥作为髙性能电动机，霈麥布性能的半导体功率器件以 及嵌入式智饞^yg黼系统，成本离，推广阻力大。
发明内容本发明赛解决的技术问癱是提供一种电机结构设计，可以实瑰童量轻、成本低、功率扩展容易的电机，又可以实现大a^低转速简4fc^m鏞的电动机6无论是发电机还是电动机，都具有簿效率低胁的特性，特剁是电动机，能够极大地节电降耗，经济和杜会意义重大. 为解决上述问邇，本发明采取的技术方案是 一种高效率多展重叠式无刷电机，包括其上有J个环状支架，每个支架上等间距安装了M个线每的定子，M》2;还包括其上 有K个轮癱式园形支架，K》1,每个支Jih等间蹈安装了 N个永久礅铁的转子，102; ^ 片定子的环状支架絲一片舒的轮接式园形支架，交替叠加,通过中心轴相连组装成电机。 安装在定子环状支架上的线包，其轴线方向与其所在支架平面的法线方向平行，至少是与该 方向的夹角不大于6T。当J》2时，同一支架上的线包等涨度雜列，不時支架上的线包沿该 处平面法线方向对齐，安装在^^支架上的永久磁铁，其磁场轴线方向与所在支架的平面法 线方向平行，至少是与该方向的夹角不大于600。当l^2时，同一支架_^的永久磁铁等孤 度摔列,相邻;^礞,场极性交错，不同支架上的永久礅铁沿该处平面員方向对齐，极 性方向相同。将定子支架和转子支架交眷重蹇装配好的电机，可以用作为篱效率发电机；配备适当的 躯动罄* W以甩作为髙效率电动机。当用作为发电机时*施加机械力驱动转,产生旋转磁场, 在定子线包中产生电动势，高效率地将机械能转化为电能。当作为电动机时，驱动电路在定 子线包中施加时序电流，组合产生旋转磁场，躯动转子旋转，高效率地将电能转化为机械能。 运用此技术方案制造的电机，效率高、成本低，应用前景广阔，市场潜力巨大，具有极好的 经济和社会效翁，一种髙效率的多层重叠式，电机的结构如围1所示。圉中l-电机转轴，2=接线盒，3"电机糠盖，4"电机辅承，5"电机紧固螺栓，6"转子轮箍式园形支架，7一永久磁铁块,8 定子环状支架，9=定子线包，10=电机金属外壳-多层重叠式无刷电机的内都核心结构如图2所示*蹈中U-转子轮痛式园形支架的镂空部分*其迎风齒向W—俯鯈斜，具有风康功能i 1》定字线包线统引出口， lh定子线包引出线插虔，l和定子支架辅助固定槽。多层童疊式无騮电机定乎结构如菌3所承，豳中15=定于环状支架中心风道孔。 多层重叠式^IHI电机2^子结构如圑4所示。图中l(N转子支架轴孔，n,子轴定位槽。 多层重叠式无刷电机定子线每结构如图S所示。圉中18=定子环状支架装配定位槽。 多层重叠式无鹏电机定子外观效果如图6所示。多展重桑式无刷电机内都通风散热通堪绪构如圉7所承。圉中1—散热风路。 采用上述技术方案，本发明有益的技术效果在于1)减少甚至根本消除电机的铁损， 减轻箧 、降低成本、提薄效率；2)易于实現不增加驱动电流而提升力矩，便于小功率半
导体器件组合式控斜，达到既降低成本、又捶离性錄的目的3)总体的材料成本和制造成 本^下降，可^it优貭离效产品;4)所有材料和制鸯工艺节能环保；S)所有零部件易于 逆向回收,不会造成环壤污染，附粗说明
图1是多层重叠式无刷电机结构示意圉，掛2是多层重疊式无樹电机内,心结构示意圑。租$是多JgM^无刷电机定子结构示意圉*阁4是多虔童叠式兔糾电机转字结构杀衆图，图S是多展童叠式无刷电机定孝线包结构示意图。图6幾多展n營^e刷电机定子外艰效果示聿圉。頃7是多层重叠式5en电机内都通风散热,绪构示意掛。具体实麄方式实旖例一、多层重璺式观发电机，突齒的优点是成本低、重量轻、效率髙、发热少、寿*长、易于维护、fif于安装和拆卸。实麄例=、多层重叠式无鹏电动机，优点是:定子的线包数量与转子的磁铁数量的比值 选取耱围宽，容易实现低转速大力矩电机设计和制造，簡化、甚至省去变速箱，进一歩大大 ,电动系统总^0
权利要求1、 一种多层重叠式无刷电机，其特征是多个环状支架构成的定子和多个轮箍式园 形支架构成的转子，定、转子的支架交替叠加，同轴装配成电机。
2、 根据权利要求l所述多层重叠式无刷电机，其特征是定子有J个环状支架，转 子有K个轮箍式园形支架，J》l， K=J+1，作为功率扩展的设计，J》2， J+DK》J一1。
3、 根据权利要求2所述的多层重叠式无刷电机，其定子特征是有J个用于安装线 包的环状支架，线包在各支架上沿环形等间距排列；当J〉1时，各支架上的线包数量相等， 并沿支架平面的法线方向对齐。
4、 根据权利要求3所述的多层重叠式无刷电机，其特征是定子线包的轴线方向平 行于支架平面的法线方向，至少是与该方向的夹角不大于60° 。
5、 根据权利要求2所述的多层重叠式无刷电机，其转子特征是有K个用于安装 永久磁铁的轮箍式园形支架，支架上安装的永久磁铁沿环形等间距排列。当K〉1时，各支架 上的永久磁铁数量相等，不同支架上的永久磁铁按照等弧度排列，沿支架平面法线方向对齐。
6、 根据权利要求l、 2、 5所述的多层重叠式无刷电机，其特征是永久磁铁的磁场 轴线方向平行于支架平面的法线方向，至少与该方向夹角不大于60° 。
7、 根据权利要求l、 2、 3所述的多层重叠式无刷电机，其特征是线包的骨架为非 铁心骨架。
8、 根据权利要求l、 2、 3所述的多层重叠式无刷电机，其特征是线包的骨架使用 铁心。
专利摘要本实用新型公开了一种多层重叠式无刷电机结构，包括多片环状支架的定子，以及与定子同轴而交替重叠排列的多片轮箍式园形支架的转子。各片定子上等间距环形排列的线包窗口轴线沿电机轴平行，各转子上等间距环形排列的永久磁铁的磁极沿电机轴平行。在同一定子上相邻排列的永久磁铁的极性相反，不同定子上沿定子平面法线对齐的磁铁极性方向相同。本结构的优越之处在于既适合做发电机，也适合做电动机，定、转子支架叠加层数可根据功率要求合理增删。由于不用铁心无铁损，即便线包骨架用少量铁心，损耗很小，加之磁场轴向交替排列，耦合系数高，发热少效率高。
文档编号H02K16/00GK201038948SQ20062001606
公开日2008年3月19日 申请日期2006年11月29日 优先权日2006年11月29日
发明者吕大明, 石为民 申请人:吕大明;石为民