專利名稱：一種多層重疊式無刷電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種多層重牽式無刷電機絲領(lǐng)域H本發(fā)明涉及一種電機，具體涉及一種高效率的多層重疊^B靦電機，背彔技術(shù)傳統(tǒng)的3Eim電機t采用沖壓、皿、鐫壓成型等多道工序?qū)⒍嗥瑳_壓好的無取向鞋鋼片 壓制成鐵心，再在其上繞制濂包線制作成電機定子。這種方案使附的硅鋼材料多，重量重， 沖壓和繞線設(shè)備易貴，加工環(huán)節(jié)多'成本居高不下。由于使用鐵心，鐵損不可避兔，電機總 效率難以揚樽更商，由于所有線包中磁酪相通，故難以突瑰針對獨立線包的商效率低成本分 布式數(shù)宇化控制，又由乎硅銷片沖壓成型工藝，使得霎制造較大尺寸的電機定、轉(zhuǎn)乎以達到 在相同線每驅(qū)動電灘下獲得更大力矩的技術(shù)方案的成本急劇上升。還由于鐵心與永久磁鐵之 間巨大的吸引力,導(dǎo)致啟動阻力大。這種結(jié)構(gòu)的電機^艘只用作為普通發(fā)電機，難以傲成最 髙效率而又襞低成本的發(fā)電機。如果麥作為髙性能電動機，霈麥布性能的半導(dǎo)體功率器件以 及嵌入式智饞^yg黼系統(tǒng)，成本離，推廣阻力大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明賽解決的技術(shù)問癱是提供一種電機結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以實瑰童量輕、成本低、功率擴展容易的電機，又可以實現(xiàn)大a^低轉(zhuǎn)速簡4fc^m鏞的電動機6無論是發(fā)電機還是電動機，都具有簿效率低脅的特性，特剁是電動機，能夠極大地節(jié)電降耗，經(jīng)濟和杜會意義重大. 為解決上述問邇，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是 一種高效率多展重疊式無刷電機，包括其上有J個環(huán)狀支架，每個支架上等間距安裝了M個線每的定子，M》2;還包括其上 有K個輪癱式園形支架，K》1,每個支Jih等間蹈安裝了 N個永久礅鐵的轉(zhuǎn)子，102; ^ 片定子的環(huán)狀支架絲一片舒的輪接式園形支架，交替疊加,通過中心軸相連組裝成電機。 安裝在定子環(huán)狀支架上的線包，其軸線方向與其所在支架平面的法線方向平行，至少是與該 方向的夾角不大于6T。當(dāng)J》2時，同一支架上的線包等漲度雜列，不時支架上的線包沿該 處平面法線方向?qū)R，安裝在^^支架上的永久磁鐵，其磁場軸線方向與所在支架的平面法 線方向平行，至少是與該方向的夾角不大于600。當(dāng)l^2時，同一支架_^的永久磁鐵等孤 度摔列,相鄰;^礞,場極性交錯，不同支架上的永久礅鐵沿該處平面員方向?qū)R，極 性方向相同。將定子支架和轉(zhuǎn)子支架交眷重蹇裝配好的電機，可以用作為籬效率發(fā)電機；配備適當(dāng)?shù)?軀動罄* W以甩作為髙效率電動機。當(dāng)用作為發(fā)電機時*施加機械力驅(qū)動轉(zhuǎn),產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場, 在定子線包中產(chǎn)生電動勢，高效率地將機械能轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)作為電動機時，驅(qū)動電路在定 子線包中施加時序電流，組合產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，軀動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，高效率地將電能轉(zhuǎn)化為機械能。 運用此技術(shù)方案制造的電機，效率高、成本低，應(yīng)用前景廣闊，市場潛力巨大，具有極好的 經(jīng)濟和社會效翁，一種髙效率的多層重疊式，電機的結(jié)構(gòu)如圍1所示。圉中l(wèi)-電機轉(zhuǎn)軸，2=接線盒，3"電機糠蓋，4"電機輔承，5"電機緊固螺栓，6"轉(zhuǎn)子輪箍式園形支架，7一永久磁鐵塊,8 定子環(huán)狀支架，9=定子線包，10=電機金屬外殼-多層重疊式無刷電機的內(nèi)都核心結(jié)構(gòu)如圖2所示*蹈中U-轉(zhuǎn)子輪痛式園形支架的鏤空部分*其迎風(fēng)齒向W—俯鯈斜，具有風(fēng)康功能i 1》定字線包線統(tǒng)引出口， lh定子線包引出線插虔，l和定子支架輔助固定槽。多層童疊式無騮電機定乎結(jié)構(gòu)如菌3所承，豳中15=定于環(huán)狀支架中心風(fēng)道孔。 多層重疊式^IHI電機2^子結(jié)構(gòu)如圑4所示。圖中l(wèi)(N轉(zhuǎn)子支架軸孔，n,子軸定位槽。 多層重疊式無刷電機定子線每結(jié)構(gòu)如圖S所示。圉中18=定子環(huán)狀支架裝配定位槽。 多層重疊式無鵬電機定子外觀效果如圖6所示。多展重桑式無刷電機內(nèi)都通風(fēng)散熱通堪緒構(gòu)如圉7所承。圉中1—散熱風(fēng)路。 采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于1)減少甚至根本消除電機的鐵損， 減輕篋 、降低成本、提薄效率；2)易于實現(xiàn)不增加驅(qū)動電流而提升力矩，便于小功率半
導(dǎo)體器件組合式控斜，達到既降低成本、又捶離性錄的目的3)總體的材料成本和制造成 本^下降，可^it優(yōu)貭離效產(chǎn)品;4)所有材料和制鴦工藝節(jié)能環(huán)保；S)所有零部件易于 逆向回收,不會造成環(huán)壤污染，附粗說明
圖1是多層重疊式無刷電機結(jié)構(gòu)示意圉，掛2是多層重疊式無樹電機內(nèi),心結(jié)構(gòu)示意圑。租$是多JgM^無刷電機定子結(jié)構(gòu)示意圉*閣4是多虔童疊式兔糾電機轉(zhuǎn)字結(jié)構(gòu)殺衆(zhòng)圖，圖S是多展童疊式無刷電機定孝線包結(jié)構(gòu)示意圖。圖6幾多展n營^e刷電機定子外艱效果示聿圉。頃7是多層重疊式5en電機內(nèi)都通風(fēng)散熱,緒構(gòu)示意掛。具體實麄方式實旖例一、多層重璺式觀發(fā)電機，突齒的優(yōu)點是成本低、重量輕、效率髙、發(fā)熱少、壽*長、易于維護、fif于安裝和拆卸。實麄例=、多層重疊式無鵬電動機，優(yōu)點是:定子的線包數(shù)量與轉(zhuǎn)子的磁鐵數(shù)量的比值 選取耱圍寬，容易實現(xiàn)低轉(zhuǎn)速大力矩電機設(shè)計和制造，簡化、甚至省去變速箱，進一歩大大 ,電動系統(tǒng)總^0
權(quán)利要求1、 一種多層重疊式無刷電機，其特征是多個環(huán)狀支架構(gòu)成的定子和多個輪箍式園 形支架構(gòu)成的轉(zhuǎn)子，定、轉(zhuǎn)子的支架交替疊加，同軸裝配成電機。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述多層重疊式無刷電機，其特征是定子有J個環(huán)狀支架，轉(zhuǎn) 子有K個輪箍式園形支架，J》l， K=J+1，作為功率擴展的設(shè)計，J》2， J+DK》J一1。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層重疊式無刷電機，其定子特征是有J個用于安裝線 包的環(huán)狀支架，線包在各支架上沿環(huán)形等間距排列；當(dāng)J〉1時，各支架上的線包數(shù)量相等， 并沿支架平面的法線方向?qū)R。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多層重疊式無刷電機，其特征是定子線包的軸線方向平 行于支架平面的法線方向，至少是與該方向的夾角不大于60° 。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層重疊式無刷電機，其轉(zhuǎn)子特征是有K個用于安裝 永久磁鐵的輪箍式園形支架，支架上安裝的永久磁鐵沿環(huán)形等間距排列。當(dāng)K〉1時，各支架 上的永久磁鐵數(shù)量相等，不同支架上的永久磁鐵按照等弧度排列，沿支架平面法線方向?qū)R。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 5所述的多層重疊式無刷電機，其特征是永久磁鐵的磁場 軸線方向平行于支架平面的法線方向，至少與該方向夾角不大于60° 。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3所述的多層重疊式無刷電機，其特征是線包的骨架為非 鐵心骨架。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3所述的多層重疊式無刷電機，其特征是線包的骨架使用 鐵心。
專利摘要本實用新型公開了一種多層重疊式無刷電機結(jié)構(gòu)，包括多片環(huán)狀支架的定子，以及與定子同軸而交替重疊排列的多片輪箍式園形支架的轉(zhuǎn)子。各片定子上等間距環(huán)形排列的線包窗口軸線沿電機軸平行，各轉(zhuǎn)子上等間距環(huán)形排列的永久磁鐵的磁極沿電機軸平行。在同一定子上相鄰排列的永久磁鐵的極性相反，不同定子上沿定子平面法線對齊的磁鐵極性方向相同。本結(jié)構(gòu)的優(yōu)越之處在于既適合做發(fā)電機，也適合做電動機，定、轉(zhuǎn)子支架疊加層數(shù)可根據(jù)功率要求合理增刪。由于不用鐵心無鐵損，即便線包骨架用少量鐵心，損耗很小，加之磁場軸向交替排列，耦合系數(shù)高，發(fā)熱少效率高。
文檔編號H02K16/00GK201038948SQ20062001606
公開日2008年3月19日 申請日期2006年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月29日
發(fā)明者呂大明, 石為民 申請人:呂大明;石為民