專利名稱：無鐵芯盤式繞組軸向磁場無刷電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種無鐵芯盤式繞組軸向磁場無刷電機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，常規(guī)的無刷電機(jī)均采用沖制硅鋼片疊鉚成電機(jī)定、轉(zhuǎn)子鐵芯，然后將銅線繞于鐵芯齒槽內(nèi)構(gòu)成電機(jī)的電磁結(jié)構(gòu)，采用這種結(jié)構(gòu)的無刷電機(jī)，由于電機(jī)的磁場為徑向磁場，整體磁回路較長，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)鐵芯內(nèi)產(chǎn)生交變磁路，導(dǎo)致鐵芯產(chǎn)生磁滯與渦流損耗進(jìn)而影響電機(jī)效率，而且由于存在鐵芯的齒槽而產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，使電機(jī)不能滿足某些精密儀器儀表領(lǐng)域的使用要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種無鐵芯盤式繞組軸向磁場無刷電機(jī)，其不使用鐵芯以徹底消除鐵芯損耗和齒槽轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，并采用軸向磁場以減小磁回路長度，從而減少磁路損耗，提高磁材料利用率，整體提高了電機(jī)的效率。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種無鐵芯盤式繞組軸向磁場無刷電機(jī)，包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，所述定子組件包括定子繞組、空心軸、電源線，所述定子繞組與所述空心軸垂直設(shè)置且固設(shè)于所述空心軸上，所述電源線從所述空心軸的內(nèi)孔穿入并從所述空心軸的側(cè)孔穿出，穿出后的所述電源線電連接到所述定子繞組上；所述轉(zhuǎn)子組件包括前端蓋、后端蓋、磁鐵，所述前端蓋和后端蓋固定配合；所述磁鐵分別固設(shè)于所述前端蓋和后端蓋的內(nèi)壁且與所述定子繞組相對設(shè)置；所述前端蓋和后端蓋分別套設(shè)于所述空心軸上且轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述定子繞組與所述磁鐵之間設(shè)有間隙。具體地，所述定子繞組為環(huán)狀，由多個(gè)線圈首尾連接、環(huán)繞形成。具體地，所述單個(gè)線圈呈扇形、圓形或多邊形。具體地，所述多個(gè)磁鐵分別在所述前端蓋和后端蓋的內(nèi)壁組合排列成環(huán)形。具體地，所述單個(gè)磁鐵呈扇形、圓形或多邊形。具體地，所述前端蓋上開設(shè)有一軸向前端蓋通孔，所述前端蓋通孔內(nèi)固設(shè)有一前端蓋軸承，所述空心軸穿設(shè)于所述前端蓋軸承上。具體地，所述后端蓋上開設(shè)有一軸向后端蓋通孔，所述后端蓋通孔內(nèi)固設(shè)有一后端蓋軸承，所述空心軸穿設(shè)于所述后端蓋軸承上。進(jìn)一步地，所述定子繞組表面包覆有一塑膠層。與常規(guī)的無刷電機(jī)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型的定子組件無鐵芯，避免了采用硅鋼片制作的鐵芯，徹底消除了使用鐵芯會產(chǎn)生的磁滯和渦流損耗，提高了產(chǎn)品的效率。2.本實(shí)用新型的定子組件無鐵芯，也無鐵芯齒槽，徹底消除了常規(guī)鐵芯電機(jī)無法避免的齒槽轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，使得電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更平滑，特別適合低速平滑運(yùn)行，常規(guī)鐵芯電機(jī)低速運(yùn)行跳動(dòng)明顯甚至可能出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。 3.本實(shí)用新型將磁鐵與定子繞組相對設(shè)置，使常規(guī)的徑向磁場改為軸向磁場，減短了磁回路長度，亦減小了該磁回路中產(chǎn)生的磁損耗，提高了磁材料利用率。 4.本實(shí)用新型將線圈制作成定子繞組并對其注塑加固，使其不但堅(jiān)固耐用，且運(yùn)行時(shí)線圈無振動(dòng)，運(yùn)行噪音更低。5.由于存在以上優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型可替代常規(guī)的無刷電機(jī)，相對更為節(jié)能，并能擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，尤其可滿足某些精密儀器儀表領(lǐng)域的使用要求，市場前景極為廣闊。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的無鐵芯盤式繞組軸向磁場無刷電機(jī)的剖視圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的線圈的示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的定子繞組的示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的磁鐵的示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的磁鐵環(huán)繞固設(shè)于前端蓋上的示意圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的磁鐵環(huán)繞固設(shè)于后端蓋上的示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。參閱圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種無鐵芯盤式繞組軸向磁場無刷電機(jī)，包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，其中，所述定子組件包括定子繞組1、空心軸2、電源線3，定子繞組1與空心軸2垂直設(shè)置且固設(shè)于空心軸2上，電源線3與外部電源連接，電源線3從空心軸2的內(nèi)孔21穿入并從空心軸2的側(cè)孔22穿出，穿出后的電源線3電連接到定子繞組1上；所述轉(zhuǎn)子組件包括前端蓋4、后端蓋5、磁鐵6，前端蓋4和后端蓋5固定配合，磁鐵 6分別固設(shè)于前端蓋4和后端蓋5的內(nèi)壁且與定子繞組1相對設(shè)置；所述前端蓋4和后端蓋5分別分別套設(shè)于空心軸2上且轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述定子繞組1與磁鐵6之間設(shè)有間隙，從而使得整個(gè)轉(zhuǎn)子組件可相對于定子組件自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。本領(lǐng)域中，定子繞組1和磁鐵6之間的間隙通常稱為氣隙，它是磁場的通路， 是能量轉(zhuǎn)換的通路，可以引起磁路和磁阻的變化，一般情況下氣隙為0. 2 0. 5mm。本實(shí)用新型提供的無刷電機(jī)工作時(shí)，首先將電機(jī)的空心軸2固定于外部支撐架上，并將電源線3接上驅(qū)動(dòng)電源，通電后電機(jī)即開始工作，電流從電源線3輸送到定子繞組 1上，依據(jù)電磁感應(yīng)原理，通電后的定子繞組1產(chǎn)生軸向磁場，磁力垂直穿入固定于前端蓋4 和后端蓋5上的磁鐵6，使磁鐵6受力，驅(qū)動(dòng)前端蓋4和后端蓋5轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使整個(gè)轉(zhuǎn)子組件繞空心軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到功率輸出的目的。與常規(guī)的無刷電機(jī)相比，本實(shí)用新型的定子組件無鐵芯，避免了采用硅鋼片制作的鐵芯，徹底消除了使用鐵芯會產(chǎn)生的磁滯和渦流損耗，提高了產(chǎn)品的效率；本實(shí)用新型的定子組件無鐵芯，也無鐵芯齒槽，徹底消除了常規(guī)鐵芯電機(jī)無法避免的齒槽轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，使得電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更平滑，特別適合低速平滑運(yùn)行，常規(guī)鐵芯電機(jī)低速運(yùn)行跳動(dòng)明顯甚至可能出現(xiàn)卡死現(xiàn)象；本實(shí)用新型將常規(guī)的徑向磁場改設(shè)計(jì)為軸向磁場，減短了磁回路長度，亦減小了該磁回路中產(chǎn)生的磁損耗，提高了磁材料利用率。因此，本實(shí)用新型可替代常規(guī)的無刷電機(jī)，相對更為節(jié)能，并能擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，尤其可滿足某些精密儀器儀表領(lǐng)域的使用要求，市場前景極為廣闊。如圖2和圖3所示，本實(shí)施例中，定子繞組1為環(huán)狀，由多個(gè)線圈11按指定的電磁場順序首尾連接、環(huán)繞形成；單個(gè)線圈11的形狀為扇形、圓形或多邊形等形狀。如圖4、圖5和圖6所示，本實(shí)施例中，多個(gè)磁鐵6分別在前端蓋4和后端蓋5的內(nèi)壁組合排列成環(huán)形，并以前端蓋4和后端蓋5的中心點(diǎn)為環(huán)形排列的圓心。單個(gè)磁鐵6的形狀為扇形、圓形或多邊形等形狀。如圖1所示，本實(shí)施例中，前端蓋4和空心軸2之間的轉(zhuǎn)動(dòng)連接方式為前端蓋4 上開設(shè)有一軸向前端蓋通孔41，前端蓋通孔41內(nèi)固設(shè)有一前端蓋軸承42，空心軸2穿設(shè)于前端蓋軸承42上，從而實(shí)現(xiàn)前端蓋4和空心軸2之間轉(zhuǎn)動(dòng)連接的目的。如圖1所示，本實(shí)施例中，后端蓋5和空心軸2之間的轉(zhuǎn)動(dòng)連接方式為后端蓋5 上開設(shè)有一軸向后端蓋通孔51，后端蓋通孔51內(nèi)固設(shè)有一后端蓋軸承52，空心軸2穿設(shè)于后端蓋軸承52上，從而實(shí)現(xiàn)后端蓋5和空心軸2之間轉(zhuǎn)動(dòng)連接的目的。如圖1所示，本實(shí)施例中，前端蓋4和后端蓋5之間固定連接的方式為前端蓋4 和后端蓋5的邊緣分別對應(yīng)開設(shè)有多個(gè)螺釘孔43、53，前端蓋4和后端蓋5通過多個(gè)穿設(shè)于螺釘孔43、53內(nèi)的螺釘7實(shí)現(xiàn)固定連接。如圖1所示，本實(shí)施例中，電源線3和定子繞組1之間的電連接方式為電源線3 焊接到定子繞組1的預(yù)留焊腳(未示出)上。如圖1 圖6所示，本實(shí)用新型還提供了一種無鐵芯盤式繞組軸向磁場無刷電機(jī)的制造工藝，包括如下步驟(1)將導(dǎo)線繞制成預(yù)設(shè)的線圈形狀，線圈11可以為扇形、圓形或多邊形等形狀；(2)將多個(gè)線圈11按指定的電磁場順序首尾連接、組合排列成環(huán)形，制成定子繞組1 ；(3)將定子繞組1送入成型模具內(nèi)壓制成型；(4)再將壓制成型后的定子繞組1送入注塑模具內(nèi)注塑成型，在定子繞組1整個(gè)表面覆蓋上一塑膠層，并在定子繞組1中心成型出定子通孔12，通過將線圈11制作成定子繞組1并對其注塑加固，使其不但堅(jiān)固耐用，且運(yùn)行時(shí)線圈11無振動(dòng)，運(yùn)行噪音更低；(5)將空心軸2套入注塑成型后的定子通孔12內(nèi)，使空心軸2與定子通孔12緊配合；(6)將電源線3從空心軸2的內(nèi)孔21穿入，并從空心軸2的側(cè)孔22穿出，然后焊接到注塑成型后的定子繞組1預(yù)留的焊腳上，實(shí)現(xiàn)電源線3和定子繞組1電連接的目的；(7)將磁鐵6按環(huán)形排列方式分別固定于前端蓋4和后端蓋5的內(nèi)壁，并以前端蓋 4和后端蓋5的中心點(diǎn)為環(huán)形排列的圓心；(8)將前端蓋軸承42固設(shè)于前端蓋4上的前端蓋通孔41內(nèi)，將后端蓋軸承52固設(shè)于后端蓋5上的后端蓋通孔51內(nèi)；[0052](9)將空心軸2的兩端分別穿設(shè)于前端蓋軸承42和后端蓋軸承52上，從而使得空心軸2分別與前端蓋4和后端蓋5轉(zhuǎn)動(dòng)連接，進(jìn)而完成整個(gè)電機(jī)的制造過程。本實(shí)用新型的制造工藝，流程簡單、容易操作，生產(chǎn)效率高，制成的無刷電機(jī)的定子組件無鐵芯，徹底消除了鐵芯損耗和齒槽轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，并采用軸向磁場以減小磁回路長度， 從而減少磁路損耗，提高磁材料利用率，整體提高了電機(jī)的效率，擴(kuò)大了產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種無鐵芯盤式繞組軸向磁場無刷電機(jī)，包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，其特征在于 所述定子組件包括定子繞組、空心軸、電源線，所述定子繞組與所述空心軸垂直設(shè)置且固設(shè)于所述空心軸上，所述電源線從所述空心軸的內(nèi)孔穿入并從所述空心軸的側(cè)孔穿出， 穿出后的所述電源線電連接到所述定子繞組上；所述轉(zhuǎn)子組件包括前端蓋、后端蓋、磁鐵，所述前端蓋和后端蓋固定配合； 所述磁鐵分別固設(shè)于所述前端蓋和后端蓋的內(nèi)壁且與所述定子繞組相對設(shè)置； 所述前端蓋和后端蓋分別套設(shè)于所述空心軸上且轉(zhuǎn)動(dòng)連接； 所述定子繞組與所述磁鐵之間設(shè)有間隙。
2.如權(quán)利要求1所述的無鐵芯盤式繞組軸向磁場無刷電機(jī)，其特征在于所述定子繞組為環(huán)狀，由多個(gè)線圈首尾連接、環(huán)繞形成。
3.如權(quán)利要求2所述的無鐵芯盤式繞組軸向磁場無刷電機(jī)，其特征在于所述單個(gè)線圈呈扇形、圓形或多邊形。
4.如權(quán)利要求1所述的無鐵芯盤式繞組軸向磁場無刷電機(jī)，其特征在于所述多個(gè)磁鐵分別在所述前端蓋和后端蓋的內(nèi)壁組合排列成環(huán)形。
5.如權(quán)利要求1或4所述的無鐵芯盤式繞組軸向磁場無刷電機(jī)，其特征在于所述單個(gè)磁鐵呈扇形、圓形或多邊形。
6.如權(quán)利要求1所述的無鐵芯盤式繞組軸向磁場無刷電機(jī)，其特征在于所述前端蓋上開設(shè)有一軸向前端蓋通孔，所述前端蓋通孔內(nèi)固設(shè)有一前端蓋軸承，所述空心軸穿設(shè)于所述前端蓋軸承上。
7.如權(quán)利要求1所述的無鐵芯盤式繞組軸向磁場無刷電機(jī)，其特征在于所述后端蓋上開設(shè)有一軸向后端蓋通孔，所述后端蓋通孔內(nèi)固設(shè)有一后端蓋軸承，所述空心軸穿設(shè)于所述后端蓋軸承上。
8.如權(quán)利要求1所述的無鐵芯盤式繞組軸向磁場無刷電機(jī)，其特征在于所述定子繞組表面包覆有一塑膠層。
專利摘要本實(shí)用新型適用于電機(jī)領(lǐng)域，提供了一種無鐵芯盤式繞組軸向磁場無刷電機(jī)，本實(shí)用新型的無刷電機(jī)的定子組件無鐵芯，徹底消除了鐵芯損耗和齒槽轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，并采用軸向磁場以減小磁回路長度，從而減少磁路損耗，提高磁材料利用率，整體提高了電機(jī)的效率，擴(kuò)大了產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號H02K5/04GK202167901SQ201120252548
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者劉晉權(quán), 吳化新 申請人:深圳市雙環(huán)全新機(jī)電股份有限公司