多级PCB永磁无刷电机和机械设备的制作方法

本实用新型涉及电机技术领域，尤其是涉及一种多级PCB永磁无刷电机和机械设备。

背景技术：

PCB永磁无刷电机基于传统电机原理，以印制电路板替代了电机定子线圈，具有体积小、重量轻、高可靠、生产一致性好、性价比高等突出特性，是传统电机的一次革命性的进步。PCB电机非常适用于航空和电动汽车领域，此项技术为全电飞机的发展提供了全新的高科技保障。经申请人研究发现，现有PCB电机使用单个PCB印刷多层绕组，电机每相的额定电流较小，额定功率小。现有PCB电机在电路板层数一定的情况下，增大功率只能通过增加电路板的直径来解决。而且，现有PCB电机由于使用单个PCB板，在负载较大的时候发热量较大。电机直径增加给安装带来不便。

基于此，本实用新型提供了一种多级PCB永磁无刷电机以解决上述的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多级PCB永磁无刷电机，以解决现有技术中的PCB电机存在的功率小的技术问题。

基于上述目的，本实用新型提供了一种多级PCB永磁无刷电机，包括多层PCB板定子和多层一体化平面多极充磁永磁体转子；多层所述PCB板定子并联或者串联；多层所述PCB板定子与多层所述一体化平面多极充磁永磁体转子相互间隔的层叠放置。

可选的，所述PCB板定子和所述一体化平面多极充磁永磁体转子均呈圆环形。

圆环形的PCB板定子和一体化平面多极充磁永磁体转子，便于加工，加工成本低，也便于形成规则的磁场。

可选的，所述一体化平面多极充磁永磁体转子包括转子磁轭和一体化平面多极充磁永磁体；

所述转子磁轭呈环形，所述转子磁轭上设置有环形槽，所述一体化平面多极充磁永磁体呈圆环形，嵌装在所述环形槽内。

转子上如何设置永磁体，是PCB电机中重要的一环，决定了电机的性能，本申请采用平面多极充磁永磁体，获得的气隙磁场的正弦分布特性好。安装方便工作量小，安装精度高。

可选的，还包括壳体和转轴；所述转轴一端与所述壳体转动连接，另一端穿过多层所述PCB板定子和多层所述一体化平面多极充磁永磁体转子后穿出所述壳体；

多层所述PCB板定子均与所述壳体固接；多层所述一体化平面多极充磁永磁体转子与所述转轴固接。

在电机的使用过程中，PCB板定子通电，驱动一体化平面多极充磁永磁体转子转动，然后带动所述转轴输出。

可选的，所述壳体包括下盖、多级PCB安装块和上盖；

所述下盖、多级所述PCB安装块和所述上盖依次可拆卸连接。

这样设置，便于组装，由于PCB板定子为多层，因此需要分别安装，针对与此，本申请将电动机的外壳也设置成分体式，这样，整个电机就便于组装了。同时，这些多级PCB安装块均为标准件，可以任意组装，这样，针对不同层数的PCB板定子，只需要相应的改变PCB安装块的层数即可，可以形成不同输出功率的电机，满足多种需求。同样的，PCB板定子与PCB安装块也拆用可拆卸连接，一体化平面多极充磁永磁体转子与转轴也采用可拆卸连接，这样，就可以形成多种功率的电机。

可选的，所述转轴一端与所述下盖通过轴承转动连接，另一端穿出所述上盖，连接处也设置有轴承。

通过轴承实现转动连接是常用的转动连接方式，能够对转轴起到保护作用，不会轻易磨损，使用寿命长。

可选的，所述下盖上还设置有多级电路板安装块，所述多级电路板安装块上设置有安装槽，多层所述PCB板定子的周侧均设置有安装部，最下层的所述PCB板定子的所述安装部，嵌装在所述安装槽内。

通过嵌装的方式，连接更稳固，也便于安装，安装方便，不会破坏PCB板的工作部分。进一步的，所述安装部和所述安装槽之间还用过螺栓固定。

可选的，多级所述PCB安装块均呈环形，层叠放置；多级所述PCB安装块的周侧均设置有安装槽，除最下层的所述PCB板定子的所述安装部外，其余的所述安装部一一对应的嵌装在所述安装槽中。

同样的，通过嵌装的方式，连接更稳固，也便于安装，安装方便，不会破坏PCB板的工作部分。进一步的，所述安装部和所述安装槽之间还用过螺栓固定。优选的，多层PCB板定子和多级所述PCB安装块以及所述下盖的多级电路板安装块之间通过贯通的较长螺栓固定。这样便于加工和组装。

可选的，多级所述PCB安装块之间通过螺栓固定。

所述上盖、多级所述PCB安装块和所述下盖，采用贯穿的长螺栓固定，便于组装，加工成本也低。

同时，本实用新型还提供了一种机械设备,所述机械设备应用了如上所述的多级PCB永磁无刷电机。

本实用新型提供的所述多级PCB永磁无刷电机，在现有的PCB电机的基础上进行了改进，设置多层PCB板定子和多层一体化平面多极充磁永磁体转子，多层PCB板定子串联或者并联。这样，多层串联的PCB板定子，相当于增多了电机每相的匝数。多层并联的PCB板定子，相当于增大了电机每相的导线的直径。多层PCB板定子并联，额定电流变大，温升小，增大了电机的额定功率。多层PCB板定子串联，磁场强度增大，扭矩增大，同样增大了电机的功率。而且，由于层与层之间是层叠设置的，因此电机直径不变，仅是增加了长度，便于安装使用。在原有永磁转子上进行技术革新，使得多极充磁永磁体呈圆形一体化，获得的气隙磁场的正弦分布特性好。安装方便工作量小，安装精度高。同时整个电机的成本也很低。

基于此，本实用新型较之原有技术，具有功率大、成本低、便于安装使用的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的多级PCB永磁无刷电机的爆炸示意；

图2为图1的A处的放大图；

图3为图1的B处的放大图；

图4为本实用新型实施例提供的多级PCB永磁无刷电机分解示意图；

图5为一体化平面多极充磁永磁体转子的示意图。

图标：1-PCB板定子；2-一体化平面多极充磁永磁体转子；3-转轴；4-下盖；5-PCB安装块；6-上盖；7-轴承；8-多级电路板安装块；9-安装部；10-安装槽；11-转子磁轭；12-一体化平面多极充磁永磁体；13-环形槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

多级PCB永磁无刷电机实施例一

如图1-4所示，在本实施例中提供了一种多级PCB永磁无刷电机，所述多级PCB永磁无刷电机包括多层PCB板定子1和多层一体化平面多极充磁永磁体转子2；多层所述PCB板定子1并联或者串联；多层所述PCB板定子1与多层所述一体化平面多极充磁永磁体转子2相互间隔的层叠放置。

本实用新型提供的所述多级PCB永磁无刷电机，在现有的PCB电机的基础上进行了改进，设置多层PCB板定子1和多层一体化平面多极充磁永磁体转子2，多层PCB板定子1串联或者并联。这样，多层串联的PCB板定子1，相当于增多了电机每相的匝数。多层并联的PCB板定子1，相当于增大了电机每相的导线的直径。多层PCB板定子1并联，额定电流变大，温升小，增大了电机的额定功率。多层PCB板定子1串联，磁场强度增大，扭矩增大，同样增大了电机的功率。而且，由于层与层之间是层叠设置的，因此电机直径不变，仅是增加了长度，便于安装使用。同时，整个电机的成本也很低。

基于此，本实用新型较之原有技术，具有功率大、成本低、便于安装使用的优点。

如图1-4，本实施例的可选方案中，所述PCB板定子1和所述一体化平面多极充磁永磁体转子2均呈圆环形。

圆环形的PCB板定子1和一体化平面多极充磁永磁体转子2，便于加工，加工成本低，也便于形成规则的磁场。

本实施例的优选方案中，所述一体化平面多极充磁永磁体转子2包括转子磁轭11和一体化平面多极充磁永磁体12；

所述转子磁轭11呈环形，所述转子磁轭11上设置有环形槽13，所述一体化平面多极充磁永磁体12呈环形，嵌装在所述环形槽13内。

转子上如何设置永磁体，是PCB电机中重要的一环，决定了电机的性能，本申请采用一体化平面多极充磁永磁体，能够获得正弦分布特性较好的气隙磁场。

本实施例的优选方案中，还包括壳体和转轴3；所述转轴3一端与所述壳体转动连接，另一端穿过多层所述PCB板定子1和多层所述一体化平面多极充磁永磁体转子2后穿出所述壳体；

多层所述PCB板定子1均与所述壳体固接；多层所述一体化平面多极充磁永磁体转子2与所述转轴3固接。

在电机的使用过程中，PCB板定子1通电，驱动一体化平面多极充磁永磁体转子2转动，然后带动所述转轴3输出。

进一步的，所述壳体包括下盖4、多级PCB安装块5和上盖6；

所述下盖4、多级所述PCB安装块5和所述上盖6依次可拆卸连接。

这样设置，便于组装，由于PCB板定子1为多层，因此需要分别安装，针对与此，本申请将电动机的外壳也设置成分体式，这样，整个电机就便于组装了。同时，这些多级PCB安装块5均为标准件，可以任意组装，这样，针对不同层数的PCB板定子1，只需要相应的改变PCB安装块5的层数即可，可以形成不同输出功率的电机，满足多种需求。同样的，PCB板定子1与PCB安装块5也拆用可拆卸连接，一体化平面多极充磁永磁体转子2与转轴3也采用可拆卸连接，这样，就可以形成多种功率的电机。

进一步的，所述转轴3一端与所述下盖4通过轴承7转动连接，另一端穿出所述上盖6，连接处也设置有轴承7。

通过轴承7实现转动连接是常用的转动连接方式，能够对转轴3起到保护作用，不会轻易磨损，使用寿命长。

进一步的，所述下盖4上还设置有多级电路板安装块8，所述多级电路板安装块8上设置有安装槽10，多层所述PCB板定子1的周侧均设置有安装部9，最下层的所述PCB板定子1的所述安装部9，嵌装在所述安装槽10内。

通过嵌装的方式，连接更稳固，也便于安装，安装方便，不会破坏PCB板的工作部分。进一步的，所述安装部9和所述安装槽10之间还用过螺栓固定。优选的，多级电路板安装块8上设置有穿线孔，便于穿线。

进一步的，多级所述PCB安装块5均呈环形，层叠放置；多级所述PCB安装块5的周侧均设置有安装槽10，除最下层的所述PCB板定子1的所述安装部9外，其余的所述安装部9一一对应的嵌装在所述安装槽10中。

同样的，通过嵌装的方式，连接更稳固，也便于安装，安装方便，不会破坏PCB板的工作部分。进一步的，所述安装部9和所述安装槽10之间还用过螺栓固定。优选的，多层PCB板定子1和多级所述PCB安装块5以及所述下盖4的多级电路板安装块8之间通过贯通的较长螺栓固定。这样便于加工和组装。

同样的，多级所述PCB安装块5之间也通过螺栓固定。

优选的，所述上盖6、多级所述PCB安装块5和所述下盖4，采用贯穿的长螺栓固定，便于组装，加工成本也低。

机械设备实施例

该实施例提供了一种机械设备，所述机械设备所述机械设备应用了如上所述的多级PCB永磁无刷电机。

本申请的多级PCB永磁无刷电机相对于现有的PCB电机，具有功率大、成本低、便于安装使用的优点，具有高功率密度、效率很高、结构简单紧凑，大幅度减低电机质量，低速下运行平稳等技术优势。在原有永磁转子上进行技术革新，使得多极充磁永磁体呈圆形一体化，获得的气隙磁场的正弦分布特性好。安装方便工作量小，安装精度高。任何使用上述的多级PCB永磁无刷电机的机械设备，均应在本申请的保护范围内。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。