一种半导体电路板电机的制作方法

本发明属于能量转换技术领域，具体涉及一种半导体电路板电机。

背景技术：

传统电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，主要由定子、转子、机座及其他附件等组成，其利用漆包线定子通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩，将电能转化为机械能，作为电器或各种机械的动力源。传统电机构造复杂，部件非常多，制作复杂需要工时高；漆包线定子线圈绕线需要人工参与,包括美日企业都不能做成全自动生产线，漆包线铜线如果品质好，就成本非常贵；而且鼠笼式电机始终存在齿槽转矩效应，控制系统目前没有完美的解决方案。

因此，电机领域迫切需要不再用漆包线，成本便宜，体积小重量轻，便于全自动制作的一种电机。随着工业改革的推进，出现了体积紧凑的印制电路板电机。然而，现有的印制电路板电机仍存在诸多问题，尚未广泛应用。例如：印刷电路板电机对机械强度都有要求，一般可用1.0-3.0毫米厚，三层电路板实现三相励磁，然后叠加电路板实现磁场加强，而磁场腔体有限不能放置太多层电路板，一般都是10层以内。

因此，对于现有电机有待于做进一步的改进。

技术实现要素：

本发明之目的提供了一种半导体电路板电机，旨在改善现有印刷版电机放置层数少、磁场弱的技术问题。

本发明提供一种半导体电路板电机，包括轴、定子与转子，所述定子包括一层或多层半导体电路板和电接口，所述电接口电连接到所述半导体电路板上的励磁微电路；

所述定子上设置有三相励磁绕组，每层所述半导体电路板上包括多个结构相同的扇形绕组单元围城的盘形结构，每个绕组单元包括扇形的半导体电路板，扇形的半导体电路板正反面均沿周向并排设置有三个回转电路，三个回转电路的三相引头依次通电后产生具有相位差的三相电路从而产生旋转磁场，并且正反面对应回转电路进行串联连接，多层半导体电路板之间进行并联连接；

所述转子上设置有2n数目的扇区，n是自然数，所述转子上扇区数量与所述定子扇区数量相同；

其中，所述轴穿过所述定子与转子并与所述转子固定连接。

优选地，所述励磁绕组的连接是每相邻所述励磁绕组线圈串联。

优选地，所述定子上刻制有几十层到几百层半导体电路板。

优选地，每层所述半导体电路板厚度为纳米级半导体电路板。

优选地，所述定子是由半导体材料采用单片工艺、薄膜工艺或厚膜工艺集成制作的多层三相微电路励磁定子。

优选地，还包括外壳，所述外壳用于容纳所述定子和所述转子，所述定子与所述外壳固定连接。

优选地，所述转子设置有多个，定子位于至少两个转子之间，其中所述定子位于所述转子之间的磁场区域，多个所述转子之间预留有空隙，用于散热。

优选地，还包括导热膜，所述导热膜附接在所述定子上。

优选地，所述转子包括2n数目的磁极，其中2n数目的磁极位置互相间隔设置，并且磁极的位置与所述定子上的扇形半导体电路板相对应。

优选地，所述外壳上设置有真空抽气孔，用于在抽真空后使得所述外壳与定子固定连接。

本发明的半导体电路板电机相对于现有技术具有以下有益技术效果：

1、本发明的半导体电路板电机通过采用半导体技术制作的微米和纳米厚度导线组成励磁电路，从而数以百倍地提高空间利用率，数以百倍地提高磁场强度，从而大大地增大了功率输出。

2、本发明的半导体电路板电机通过半导体集成工艺可以在半导体基板上集成10层以上的微电路，可以大大提高空间利用率，同时可以大大提高磁场强度，也可以大大增强电机输出功率。

3、本发明的半导体电路板电机克服了印制电路板(毫米级)电机层数不足的缺点，可以刻制n级层数(几十层甚至上百层以上)，从而n倍提高了洛伦兹力，极大地提高输出功率，减少了电机体积和重量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅用于解释本发明的构思。

图1为本发明的半导体电路板电机的爆炸示意图；

图2为单层半导体电路板的结构示意图；

图3为多层半导体电路板的结构示意图；

图4为本发明的半导体电路板电机的结构示意图；

图5为转子的结构示意图；

图6为定子的结构示意图。

附图标记汇总：

1、轴2、定子21、导热膜

22、半导体电路板3、转子4、外壳

41、真空抽气孔

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明的实施例的目的旨在克服现有技术存在的不足和缺陷，如图1所示，本发明的半导体电路板电机包括轴1、定子2与转子3，定子2包括一层或多层半导体电路板22和电接口，电接口电连接到半导体电路板22上的励磁微电路。定子2上设置有三相励磁绕组，每层半导体电路板22上包括多个结构相同的扇形绕组单元围城的盘形结构，每个绕组单元包括扇形的半导体电路板22，扇形的半导体电路板22正反面均沿周向并排设置有三个回转电路，三个回转电路的三相引头依次通电后产生具有相位差的三相电路从而产生旋转磁场，并且正反面对应回转电路进行串联连接，多层半导体电路板22之间进行并联连接。其中，励磁绕组的连接是每相邻励磁绕组线圈串联。

本发明的半导体电路板电机克服了现有的毫米级印制电路板电机层数不足的缺点，可以刻制n级层数，例如可以为几十层甚至上百层以上，从而实现了可以n倍提高洛伦兹力，极大地提高输出功率，减少了电机体积和重量。同时，由于本发明的半导体电路板电机通过采用半导体技术制作的微米和纳米级厚度导线组成励磁电路，从而可以数以百倍地提高空间利用率，数以百倍地提高磁场强度，从而大大地增大了功率输出效率。

在本发明的进一步实施例中，定子2是由半导体材料采用单片工艺、薄膜工艺或厚膜工艺集成制作的多层三相微电路励磁定子2。其中，定子2上可以刻制有几十层到几百层半导体电路板22，即本发明的定子2上可以根据具体需求刻制不同层数的半导体电路板22，如图2所示，可以是一层半导体电路板22，此时该层半导体电路板22可以是毫米级或微米级，但是如图3所示，如果定子2上刻制有n层半导体电路板22，当刻制10层以上时，此时每层半导体电路板22厚度为纳米级半导体电路板。这样设计可以极大地利用电机内部空间，以及最大限度地提高空间利用率，还可以数以百倍地提高磁场强度，减小电机的重量和体积，还可以高效率地输出电机功率。

如图4所示，本发明的半导体电路板电机还包括外壳4，该外壳4用于容纳定子2和转子3，定子2与外壳4固定连接。其中，轴1穿过定子2与转子3并与转子3固定连接。上述外壳4可以设计为现有的一般外壳，仅仅用于容纳与固定定子2与转子3；或者，为了使得固定定子2的两个外壳4连接更加紧密，同时保证外壳4的密封性，可以将外壳4设置为真空式外壳，此时可以在外壳4上设置有真空抽气孔41，通过该真空抽气孔41可以将外壳4空间内部进行抽真空，一旦抽气完毕，大气压力将更加压实电机外壳4，使得外壳4连接更加牢固。

在本发明的进一步实施例中，转子3可以设置有多个，定子2位于至少两个转子3之间，其中定子2位于转子3之间的磁场区域，多个转子3之间预留有空隙，用于散热。

如图5所示，转子3上设置有2n数目的扇区，n是自然数，转子3上扇区数量与定子2扇区数量相同。具体地，转子3包括2n数目的磁极，其中2n数目的磁极位置互相间隔设置，并且磁极的位置与定子2上的扇形半导体电路板22相对应。

在本发明的进一步实施例中，如图6所示，半导体电路板22电机还可以包括导热膜21，该导热膜21附接在定子2上。其中，该导热膜21是石墨烯导热层。

最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。