一种具有单元式分层铁芯的轴向磁场永磁电动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及旋转电机，特别是一种具有单元式分层铁芯的轴向磁场永磁电动机。
【背景技术】
[0002]轴向磁场电动机，目前有两种典型结构。一种是，用带材边冲孔边卷绕，最后形成有孔、有槽、有轭的定子铁芯；另一种，先用带材卷成独立的柱状体，然后以紧固件与支承部件结合成完整的定子铁芯。前者，硅钢带上任何相邻孔的孔距都不相等，要求加工精度高，工艺复杂，设备昂贵，单机造价不菲，成为推广的瓶颈。后者，结构和工艺都很简单，单机造价较为低廉，但是在性能上，远远满足不了使用上的要求。因为定子绕组线圈，是直接绕在柱状铁芯上，为了放置绕组线圈，每个柱状铁芯之间，需要留有足够的间隔，造成槽口与槽宽相等，气隙的有效截面积大大减小了，增大了气隙磁通的磁阻，磁势损耗较大。更主要的是，引起较大的定位力矩及槽口效应，导致大的振动和噪音。另外，线圈直接绕在柱状铁芯上而成为全节距绕组，定子电流会产生方波磁势，造成一系列的气隙高次谐波，再度引起振动及噪音等，增大了电机的附加损耗，降低电机性能。由于运行质量和效率低下，一般只能在功率不大，要求不高的场合下使用，这样，结构简单造价低廉的优点，便失去了实际意义。
【发明内容】
[0003]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种具有单元式分层铁芯的轴向磁场永磁电动机，可保留结构简单、造价低廉优点的同时，有效解决运行质量及效率低下的问题。
[0004]本实用新型解决的技术方案是，包括分层铁芯和轴向充磁的永磁体，分层铁芯固定在定子板上，构成定子，永磁体固定在转子轭上，构成转子，定子和转子均设置在轴上，定子与轴紧固在一起，转子绕轴旋转，定、转子轴向相对设置，定子和转子之间形成气隙，构成轴向磁场结构，所述的分层铁芯包括内铁芯、绕装在内铁芯外周上的内线圈、套装在内线圈外周上的外铁芯和套装在外铁芯外周上的套筒，套筒的两端设置有向外的凸沿，两端的凸沿之间在套筒的外周上绕装有外线圈。
[0005]所述的定子和转子极数的比为:m: (m+1)，其中m为相数。
[0006]本实用新型结构新颖独特，简单合理，增大气隙有效截面，减少主磁势在气隙中的损耗，减少高次谐波及其造成的振动和噪音，提高电机运行质量及机电转换效率，易生产，寿命长，使用方便，效果好，是轴向磁场永磁电动机上的创新。
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型双转子、单定子轴向磁场永磁电动机的剖视图。
[0008]图2为本实用新型双定子、单转子轴向磁场永磁电动机的结构示意图。
[0009]图3为本实用新型单定子、单转子轴向磁场永磁电动机的结构示意图。
[0010]图4为本实用新型分层铁芯的剖视图。
[0011]图5为本实用新型设置有中间绕组(I层)的分层铁芯的剖视图。
[0012]图6为本实用新型定子布置示意图(极数为6，相数为3)。
[0013]图7为本实用新型转子布置示意图(极数为8，相数为3)。
[0014]图8为本实用新型套筒的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0016]由图1-7给出，本实用新型包括分层铁芯和轴向充磁的永磁体，分层铁芯I固定在定子板4上，构成定子，永磁体2固定在转子轭3上，构成转子，定子和转子均设置在轴5上，定子与轴5紧固在一起，转子绕轴旋转，定、转子轴向相对设置，定子和转子之间形成气隙7，构成轴向磁场结构，所述的分层铁芯I包括内铁芯11、绕装在内铁芯11外周上的内线圈12、套装在内线圈12外周上的外铁芯13和套装在外铁芯13外周上的套筒14，套筒的两端设置有向外的凸沿141，两端的凸沿之间在套筒的外周上绕装有外线圈15。
[0017]分层铁芯I的加工方法为:将内线圈12密排绕在内铁芯11上，而后套上外铁芯13 (包括套筒14)，再绕制外线圈15，注胶固化成为完整的单元式分层铁芯。再一方法为:将内铁芯、内线圈、外铁芯(包括套筒)、外线圈，按设计的形状、尺寸、匝数加工完毕，依上述顺序，依次套入，注胶固化成为一体的单元式分层铁芯。
[0018]为保证使用效果，所述的内线圈12和外铁芯13之间设置有一层或多层中间铁芯16，中间铁芯16上绕装有中间线圈17，最内侧的中间铁芯套装在内线圈12的外周上，外铁芯13套装在最外侧中间线圈的外周上，形成至少是三层同心式绕组，进而减少绕组磁势的高次谐波，降低了振动和噪音，提高电机性能和运行质量；
[0019]所述的定子和转子极数的比为:m: (m+1)，其中m为相数；以三相的电动机为例，即相数m=3，则定子和转子极数的比应满足:定子极数:转子极数=3:4，也就是说，定子极数为3的倍数，相对应的转子极数应为4的倍数且满足上述比例关系，如若定子极数为6时(如图6所示)，转子极数应为8 (如图7所示);这样定子极数始终少于转子极数，而且定、转子极数，随相数的增加，越来越接近，定子结构越简单，尤其对于多极低转速大力矩电机和中高频发电机提供更多方便。另外，当使用这种比例关系时，若某相获得最大感生电势时，该相每个定子极正好与相邻的两个转子极同时相对，这一位置即可确定其绕组系数为I。
[0020]所述的凸沿141的端面与内铁芯11的端面平齐，相邻两分层铁芯的套筒凸沿之间构成槽口 8，从而增大定子端面有效截面积，减小槽口宽度，消除定位力矩；
[0021]所述的转子轭3经轴承6装在固定轴5上，构成转子绕固定轴的旋转结构。
[0022]所述的分层铁芯呈圆周均布在定子板4上，其具体是通过套筒的凸沿固定在非导磁材料制成的定子板上，构成定子，永磁体2呈极性交替圆周均布固定在导磁材料制成的转子轭3上，构成转子，永磁体2为轴向充磁的平板磁钢，转子轭上装有轴承6，并通过轴承绕不动的轴旋转，定子居中，转子有2个，分别设置在定子的两侧，定子和转子之间形成双气隙，构成双转子、单定子轴向磁场永磁电动机(如图1所示);
[0023]所述的分层铁芯呈圆周均布在导磁材料制成的定子轭41上，构成定子，永磁体2呈极性交替圆周均布在嵌放非导磁材料制成的转子板31上，构成转子，永磁体2为轴向充磁的平板磁钢，转子居中，定子有2个，分别设置在转子的两侧，定子和转子之间形成双气隙，构成双定子、单转子轴