绕组结构及具有其的电机结构的制作方法

本发明涉及电机，具体而言，涉及一种绕组结构及具有其的电机结构。

背景技术：

1、磁悬浮平面电机能够直接实现空间多自由度复合运动，其具有结构轻便、可实现高速、高精度的空间轨迹控制等特点，磁悬浮平面电机一般具有定子和可被驱动的动子，动子通过磁悬浮原理被驱动。

2、然而，在相关技术中，动子在低速运动时会有较大的振动，此振动的原因在于线圈的密度较低，导致线圈通电时其产生的磁场的连续性较差，由此导致动子在低速运动时受力不均产生震动。

3、因此，目前，在本领域中存在动子在低速运动时会产生较大振动的问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种绕组结构及具有其的电机结构，以解决相关技术中的动子在低速运动时会产生较大振动的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种绕组结构，包括叠置设置的第一绕组结构和第二绕组结构，其中，第一绕组结构包括沿第一方向延伸设置的多个第一线圈，第一线圈包括多个u线圈、多个第一v线圈和多个w线圈，多个u线圈、多个第一v线圈和多个w线圈形成叠置设置的第一线圈层和第二线圈层，相邻设置的一个u线圈、一个第一v线圈和一个w线圈形成一个绕组单元，一个绕组单元中的u线圈和w线圈相邻设置且位于第一线圈层和第二线圈层中的一层，绕组单元中的第一v线圈位于第一线圈层和第二线圈层中的另一层且与u线圈和w线圈叠置且错位设置；第二绕组结构包括沿第二方向延伸设置的多个第二线圈，第二方向与第一方向相交设置；其中，在一个绕组单元中，第一v线圈的中心线与u线圈和w线圈的对接面相对应。

3、进一步地，所有绕组单元中的u线圈和w线圈位于同一层，所有绕组单元中的第一v线圈位于同一层。

4、进一步地，相邻设置的两个绕组单元的两个第一v线圈之间设置有一个第二v线圈。

5、进一步地，相邻设置的两个绕组单元中的两个第一v线圈错层设置。

6、进一步地，第一线圈包括完整线圈和局部线圈，其中，第一线圈层和第二线圈层中的至少一个包括多个完整线圈和设置在多个完整线圈侧部的局部线圈。

7、进一步地，第一线圈层和第二线圈层均包括整数个第一线圈，其中第一线圈层的两侧均向外突出于第二线圈层的两侧。

8、进一步地，第一线圈层印刷在第一pcb板上形成第一绕组板，第二线圈层印刷在第二pcb板上形成第二绕组板，第一绕组板和第二绕组板叠置设置；或者，第一线圈层和第二线圈层印刷在第三pcb板的两侧形成第三绕组板，第一绕组结构包括叠置设置的多个第三绕组板。

9、进一步地，绕组结构包括基座，基座内设置有流液槽，基座的第一表面上设置有用于绕设u线圈的u线圈齿和用于绕设w线圈的w线圈齿，基座上与第一表面相对设置的第二表面上设置有用于绕设第一v线圈的v线圈齿。

10、进一步地，第一绕组结构包括m个第一线圈层和n个第二线圈层，其中，m和n均为正整数，m＝n，或者，m＝n±1，或者m＝(2*x±1)*n，其中，x为正整数。

11、进一步地，每个第一线圈的极距为p，每个第一线圈的长度l与p之间满足：l＝6*n*p，其中，n为正整数；和/或，每个第一线圈的长度l满足：l＝120+60*y，其中，y为正整数。

12、进一步地，第一绕组结构还包括设置在第一线圈中心处的磁传感器。

13、进一步地，第二绕组结构与第一绕组结构的结构相同。

14、根据本发明的另一方面，提供了一种电机结构，包括定子和动子，定子和动子中的一个包括磁铁阵列；定子和动子中的另一个包括绕组结构，绕组结构为上述的绕组结构。

15、进一步地，动子包括磁铁阵列，定子包括绕组结构，定子还包括底座和盖设在底座上的盖板，底座上具有容纳腔，第一绕组结构和第二绕组结构设置在容纳腔内，底座和/或盖板由金属材料制成，动子朝向定子的一侧设置有万向轮，万向轮用于与盖板配合设置。

16、进一步地，磁铁阵列包括第一磁体组和第二磁体组，第一磁体组包括按照一排设置的多个第一磁体，第二磁体组包括按照一排设置的多个第二磁体，其中，第一磁体组的布置方向与第二磁体组的布置方向相交设置。

17、进一步地，第一磁体组的中部设置有多个第一主级磁体，第一磁体组的两端分别设置有第一次级磁体，第一主级磁体的宽度大于第一次级磁体的宽度；第二磁体组的中部设置有多个第二主级磁体，第二磁体组的两端分别设置有第二次级磁体，第二主级磁体的宽度大于第二次级磁体的宽度。

18、进一步地，第一磁体组的中部设置有多个第一主级磁体，第一磁体组的两端分别设置有第一次级磁体，第一主级磁体的磁距t1与绕组结构的第一线圈的极距p之间满足：t1＝2/3p，第一次级磁体的磁距t2与第一线圈的极距p之间满足：t2＝1/6p；或者，第一磁体组的中部设置有多个第一主级磁体，第一磁体组的两端均设置有第二次级磁体和第三次级磁体，第二次级磁体位于第一主级磁体和第三次级磁体之间，第一主级磁体的磁距t1与绕组结构的第一线圈的极距p之间满足：t1＝2/3p，第二次级磁体的磁距t3与第一线圈的极距p之间满足：t3＝1/3p，第三次级磁体的磁距t4与第一线圈的极距p之间满足：t4＝1/6p。

19、应用本发明的技术方案，第一绕组结构具有沿第一方向设置的多个能够与动子上的永磁体耦合的第一线圈，使得动子可以沿着与第一方向垂直的方向运动；第二绕组结构具有沿第二方向设置的多个能够与动子上的永磁体耦合的第二线圈，使得动子可以沿着与第二方向垂直的方向运动；当同时驱动第一绕组结构和第二绕组结构时，可以实现动子的旋转、换向等操作。第一绕组结构具有第一线圈层和第二线圈层，u线圈和w线圈在第一线圈层或第二线圈层中的同一层，与u线圈和w线圈对应的第一v线圈位于第一线圈层或第二线圈层中的另一层，并且第一v线圈与u线圈和w线圈错位设置，第一v线圈与u线圈和w线圈共同形成一个绕组单元，也即一个三相绕组，此三相绕组的设置宽度即为u线圈和w线圈的总宽度，本发明的三相绕组的设置宽度更小，本发明的绕组结构具有更高的磁密度，进而使得绕组结构在通电时产生的磁场的连续性更好，增加了动子在运动时的运动精度，使得动子在低速运动时可以受到更稳定的驱动力，从而减轻了动子在低速运动时的振动，使得动子的运动更加平稳。因此，本申请的技术方案能够有效地解决相关技术中的动子在低速运动时会产生较大振动的问题。

技术特征：

1.一种绕组结构，其特征在于，包括叠置设置的第一绕组结构(10)和第二绕组结构(20)，其中，

2.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，所有所述绕组单元(14)中的所述u线圈(141)和所述w线圈(143)位于同一层，所有所述绕组单元(14)中的所述第一v线圈(142)位于同一层。

3.根据权利要求2所述的绕组结构，其特征在于，相邻设置的两个所述绕组单元(14)的两个所述第一v线圈(142)之间设置有一个第二v线圈(152)。

4.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，相邻设置的两个所述绕组单元(14)中的两个所述第一v线圈(142)错层设置。

5.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，所述第一线圈(13)包括完整线圈(131)和局部线圈(132)，其中，所述第一线圈层(11)和所述第二线圈层(12)中的至少一个包括多个所述完整线圈(131)和设置在多个所述完整线圈(131)侧部的所述局部线圈(132)。

6.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，所述第一线圈层(11)和第二线圈层(12)均包括整数个所述第一线圈(13)，其中所述第一线圈层(11)的两侧均向外突出于所述第二线圈层(12)的两侧。

7.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，所述第一线圈层(11)印刷在第一pcb板上形成第一绕组板，所述第二线圈层(12)印刷在第二pcb板上形成第二绕组板，所述第一绕组板和所述第二绕组板叠置设置；或者，所述第一线圈层(11)和所述第二线圈层(12)印刷在第三pcb板的两侧形成第三绕组板，所述第一绕组结构(10)包括叠置设置的多个所述第三绕组板。

8.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，所述绕组结构包括基座(30)，所述基座(30)内设置有流液槽(36)，所述基座(30)的第一表面(31)上设置有用于绕设所述u线圈(141)的u线圈齿(33)和用于绕设所述w线圈(143)的w线圈齿(34)，所述基座(30)上与所述第一表面(31)相对设置的第二表面(32)上设置有用于绕设所述第一v线圈(142)的v线圈齿(35)。

9.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，所述第一绕组结构(10)包括m个所述第一线圈层(11)和n个所述第二线圈层(12)，其中，m和n均为正整数，m＝n，或者，m＝n±1，或者m＝(2*x±1)*n，其中，x为正整数。

10.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，

11.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，所述第一绕组结构(10)还包括设置在所述第一线圈(13)中心处的磁传感器。

12.根据权利要求1至11任一项所述的绕组结构，其特征在于，所述第二绕组结构(20)与所述第一绕组结构(10)的结构相同。

13.一种电机结构，所述电机结构包括定子和动子，其特征在于，

14.根据权利要求13所述的电机结构，其特征在于，所述动子包括磁铁阵列，所述定子包括绕组结构，所述定子还包括底座和盖设在所述底座上的盖板，所述底座上具有容纳腔，所述第一绕组结构(10)和所述第二绕组结构(20)设置在所述容纳腔内，所述底座和/或所述盖板由金属材料制成，所述动子朝向所述定子的一侧设置有万向轮，所述万向轮用于与所述盖板配合设置。

15.根据权利要求13所述的电机结构，其特征在于，所述磁铁阵列包括第一磁体组(50)和第二磁体组(51)，所述第一磁体组(50)包括按照一排设置的多个第一磁体(501)，所述第二磁体组(51)包括按照一排设置的多个第二磁体(511)，其中，所述第一磁体组(50)的布置方向与所述第二磁体组(51)的布置方向相交设置。

16.根据权利要求15所述的电机结构，其特征在于，

17.根据权利要求15所述的电机结构，其特征在于，

技术总结
本发明提供了一种绕组结构及具有其的电机结构，其中，绕组结构包括：第一绕组结构包括沿第一方向延伸设置的第一线圈，第一线圈包括U线圈、第一V线圈和W线圈，其形成叠置设置的第一线圈层和第二线圈层，相邻设置的U线圈、第一V线圈和W线圈形成绕组单元，绕组单元中的U线圈和W线圈相邻设置且位于第一线圈层，绕组单元中的第一V线圈位于第二线圈层且与U线圈和W线圈叠置且错位设置；第二绕组结构包括沿第二方向延伸设置的第二线圈，第二方向与第一方向相交设置；其中，在绕组单元中，第一V线圈的中心线与U线圈和W线圈的对接面相对应。本申请的技术方案能够有效地解决动子在低速运动时会产生较大振动的问题。

技术研发人员：池峰,李文华,何亚鹏
受保护的技术使用者：上海果栗自动化科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15