无硅钢片电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无硅钢片电机。
【背景技术】
[0002]现有的直流电机，电能的转换效率偏低，线圈和磁块的耗材较多、利用率低。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种无硅钢片电机，能够大幅降低线圈和磁块的用量。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无硅钢片电机，其包括同轴且平行设置的定子、转子；定子包括:两层或三层平行分布的线圈层，各线圈层由多个依次串接的平面扇形线圈均匀环绕分布而成；转子上同圆周均布有多个永磁块，且相邻磁块的极性相反，在定子的内侧面上设有霍尔传感器，其特点是:所述的各线圈层采用塑料复合材料热压成一体，且塑料复合材料中含有10-50wt%的磁吸粉，余量为塑料或树脂，例如PP、PS、PC等中的一种或多种。
[0005]所述三层线圈层中，各线圈层的结构和形状大小一致，且各线圈层的始端相差120°分布，各线圈层的终端相连接。
[0006]各平面扇形线圈的匝数为至少2匝，可根据电机功率需要任意调整。
[0007]各线圈层中的平面扇形线圈个数为至少4个，且绕制方式一致，平面扇形线圈的个数可根据电机功率需要任意调整。
[0008]各永磁块呈扇形，且同圆周中心对称分布，永磁块的个数可根据电机功率需要任意调整。
[0009]当平面扇形线圈个数较多(例如7个以上)，则同一线圈层中，相邻平面扇形线圈之间部分相叠交。
[0010]所述霍尔传感器包括三个，当其中一个处于一对相邻永磁块之间时，其余的两个分别与该对永磁块相对设置。
[0011]各线圈层由单根导线绕制而成，以确保电机的品质。
[0012]所述定子包括对称设于转子两侧的一对，与各定子邻近的盖板为导磁盖板；所述转子包括:由非导磁材料的隔板隔离的一对导磁盘体，设于该导磁盘体上的永磁块；该对导磁盘体与所述隔板同轴平行设置；该对导磁盘体上的永磁块的极性对称。所述定子包括对称的一对，利于提高电机功率，同时使转子两侧受力均匀，定子包括对称设于转子两侧的一对，转子上的永磁块嵌于转子本体的安装孔中，或转子包括相邻背向设置的结构相同的一对，该对转子上的永磁块的极性对称。
[0013]具体实施时，所述转子固定于转轴上，转轴轴承配合于一对轴承座中，定子、转子处于该对轴承座之间；所述的各导磁盖板、定子、转子设于一非导磁的环形外壳中。
[0014]相对于现有技术，本发明具有的技术效果是:(I)本发明的无硅钢片电机，无需硅钢片，定子采用多层线圈层经塑料复合材料热压呈环形，厚度一般为小于1cm，该复合材料含有磁吸粉，其仅在线圈通电时导磁，且绝缘性能良好。因此无漏磁且磁路阻抗小，导磁率高，故而可大幅降低线圈匝数，减小铜线的用量。相对于传统无刷永磁电机，相同功率的条件下，总的线圈匝数可减小1/3，磁块使用量减少1/2，相同能耗的条件下，电机输出功率提高15-20%，有效功率达88%。(2)本申请的电机无需硅钢片，定子采用多层线圈层经塑料复合材料热压呈环形，厚度一般为小于Icm,该复合材料含有磁吸粉，其仅在线圈通电时导磁，且绝缘性能良好。(3)由于本申请的电机中定子、转子平行相邻且同轴设置，定子厚度薄，因此体积较小，线圈层产生的磁场与转子上的永磁块构成封闭磁路。
【附图说明】
[0015]为了清楚说明本发明的创新原理及其相比于现有产品的技术优势，下面借助于附图通过应用所述原理的非限制性实例说明可能的实施例。在图中:
图1为本发明的单定子、单转子的小功率无硅钢片电机的剖面结构图；
图2为本发明的双定子、单转子的大功率无硅钢片电机的剖面结构示意图；
图3为本发明转子的一种实施方式；
图4为本发明转子的另一种实施方式，其中给出了 ；
图5为所述电机中A相线圈的端面结构图；
图6为所述电机中B相线圈的端面结构图；
图7为所述电机中C相线圈的端面结构图；
图8为所述三相电机中的线圈分布结构示意图；
图9为所述线圈层中的多个平面扇形线圈分离开后的结构示意图；
图10为所述三个霍尔传感器与转子上的一对相邻永磁块之间位置对应图；
附图标记:1.环形外壳，2.导磁盖板,3.永磁块,4.A相线圈层，5.B相线圈层,6.C相线圈层，7.轴承座，8.轴承，9转轴，10.定子，11.霍尔传感器，12转子，13.隔磁板，14.非导磁盖板，15.扇形平面线圈。
【具体实施方式】
[0016]如图1-10所示，本发明所述的无硅钢片电机，包括环形外壳1，同轴设于该外壳中的定子10、转子12，与该转子12的转轴9轴承配合的一对轴承座7，各轴承座7通过相应的盖板固定在所述环形外壳I中，定子上的各线圈层包括18、21、24或27个扇形平面线圈15。
[0017]转子12上的永磁块3为2-20个，同圆周中心对称分布。
[0018]所述的各线圈层采用塑料复合材料热压成一体,且塑料中含有20wt%或10 wt%或30wt%或40 wt%或50 wt%的磁吸粉。磁吸粉为氧化铁磁粉、钴-氧化铁磁粉、二氧化铬磁粉中的一种或多种。
[0019]定子10的外侧设有导磁盖板2，所述导磁盖板2、定子10、转子12设于非导磁的环形外壳I中。
[0020]本申请的电机无需硅钢片，定子采用多层线圈层经塑料复合材料热压呈环形，厚度一般为小于lcm，该复合材料含有磁吸粉，其仅在线圈通电时导磁，且绝缘性能良好。
[0021]由于本申请的电机中定子、转子12平行相邻且同轴设置，定子厚度薄，因此体积较小，线圈层产生的磁场与转子12上的永磁块构成封闭磁路。
[0022]由于复合材料仅在线圈通电时才导磁，因此无漏磁且磁路阻抗小，导磁率高，故而可大幅降低线圈匝数，减小铜线的用量。
[0023]相对于传统无刷永磁电机，相同功率的条件下，总的线圈匝数可减小1/3，磁块使用量减少1/2，相同能耗的条件下，电机输出功率提高15-20%，有效功率达88%。
[0024]图1为小功率的无硅钢片电机，其中，邻近定子10的盖板为导磁盖板2，邻近转子12的盖板为非导磁盖板14。该导磁盘体上设有永磁块3。
[0025]图2为大功率的无硅钢片电机，其中，邻近定子10的盖板为导磁盖板2，转子的盖板为非导磁盖板14。所述定子10包括对称设于转子两侧的一对，与各定子10外侧邻近的盖板为导磁盖板2 ;所述转子12包括:由非导磁材料的隔板13隔离的一对导磁盘体，设于该导磁盘体上的永磁块3 ;该对导磁盘体与所述隔板13同轴平行设置；该对导磁盘体上的永磁块3的极性对称。所述转子固定于转轴上，转轴轴承配合于一对轴承座中，定子、转子处于该对轴承座之间；所述的各导磁盖板、定子、转子设于一非导磁的环形外壳中。
[0026]上述电机的控制原理，可采用现有技术真的无刷永磁直流电机的控制原理，或参见《平面电机设计与控制》，作者:潘剑飞，曹广忠，张宙，出版社:科学出版社出版时间:2011-6-1，I S B N:9787030309594。
[0027]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
【主权项】
1.一种无硅钢片电机，包括:同轴且平行设置的定子、转子； 定子包括:两层或三层平行分布的线圈层，各线圈层由多个依次串接的平面扇形线圈均匀环绕分布而成；转子上同圆周均布有多个永磁块，其特征在于:所述的各线圈层采用塑料复合材料热压成一体，且塑料复合材料中含有10-50wt%的磁吸粉。
2.如权利要求1所述的无硅钢片电机，其特征在于:所述三层线圈层中，各线圈层的结构和形状大小一致，且各线圈层的始端相差120°分布，各线圈层的终端相连接。
3.如权利要求1所述的无硅钢片电机，其特征在于:各平面扇形线圈的匝数为至少2匝。
4.如权利要求1所述的无硅钢片电机，其特征在于:各线圈层中的平面扇形线圈个数为至少4个，且绕制方式一致。
5.如权利要求1所述的无硅钢片电机，其特征在于:转子上的相邻磁块的极性相反，且各永磁块呈扇形。
6.如权利要求1所述的无硅钢片电机，其特征在于:同一线圈层中，相邻平面扇形线圈之间部分相叠交。
7.如权利要求1所述的无硅钢片电机，其特征在于:在所述定子的内侧面上设有三个霍尔传感器，当其中一个处于一对相邻永磁块之间时，其余的两个分别与该对永磁块相对设置。
8.如权利要求1所述的无硅钢片电机，其特征在于:各线圈层由单根导线绕制而成。
9.如权利要求1所述的无硅钢片电机，其特征在于:所述定子包括对称设于转子两侧的一对，与各定子邻近的盖板为导磁盖板；所述转子包括由非导磁材料的隔板隔离的一对导磁盘体，设于该导磁盘体上的永磁块，该对导磁盘体与所述隔板同轴平行设置； 该对导磁盘体上的永磁块的极性对称。
10.如权利要求2所述的无硅钢片电机，其特征在于:所述转子固定于转轴上，转轴轴承配合于一对轴承座中，定子、转子处于该对轴承座之间；所述的各导磁盖板、定子、转子设于一非导磁的环形外壳中。
【专利摘要】本发明涉及一种无硅钢片电机，其包括定子、转子；转子上同圆周均布有多个永磁块，且相邻磁块的极性相反，在定子的内侧面上设有霍尔传感器，其特点是：所述的各线圈层采用塑料复合材料热压成一体，且塑料中含有磁吸粉。本发明的定子采用多层线圈层经塑料复合材料热压呈环形，该复合材料含有磁吸粉，其仅在线圈通电时导磁，且绝缘性能良好。因此无漏磁且磁路阻抗小，导磁率高，故而可大幅降低线圈匝数，减小铜线的用量。相对于传统无刷永磁电机，相同功率的条件下，总的线圈匝数可减小1/3，磁块使用量减少1/2，相同能耗的条件下，电机输出功率提高15-20%，有效功率达88%。
【IPC分类】H02K3-02, H02K16-04, H02K29-06, H02K3-28, H02K1-27
【公开号】CN104716762
【申请号】CN201310683863
【发明人】陈国芳, 龚天波, 陈俊
【申请人】陈国芳
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年12月13日