CN106300856A - 一种永磁式‑多层印刷电路板电机 - Google Patents

一种永磁式‑多层印刷电路板电机 Download PDF

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Abstract

本发明提供永磁式‑多层印刷电路板电机，使用多层印刷电路板作为电机的定子或转子，采用永磁磁铁作为电机的转子或定子，从而省去了使用铜线绕制电机绕组的工艺，制作电机的方法具有工艺简单、成本低、电机重量轻、体积小、转换率高的优点；多层印刷电路板接入的电流大小可改变，电流大小改变时，电机转速随之改变，从而可形成智能可控的应用；多层印刷电路板和永磁磁铁作为定子或转子的方式可以改变。

Description

一种永磁式-多层印刷电路板电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体为一种采用永磁磁铁和多层印刷电路板作为转子和定子的电机。
背景技术
随着技术和社会经济的发展，人们对交通的需求日益增长，由此而来的能源为日益严峻，新能源在汽车领域应用开始普及，由电力驱动的交通工具符合人们绿色出行的理念，受到市场青睐。而电动交通工具其核心的发动机部件需由电机驱动，电机的性能直接决定了电动车的性能，所以提供高效的电机符合市场需求。
传统电机采用铜线绕制磁感应线圈的方式制作电机绕组，作为电机的定子或转子，现有技术存在如下问题：
1、采用铜线制作绕组的方法，工艺复杂、成本高、重量和体积大；
2、所生产的电机必须包含铜线制作的绕组，从而电机也具有重量重、体积大的缺点；
3、同时，由于铜线的粗细受工艺限制，电机还具有效率转换率低的问题。
针对现有技术的缺陷和市场需求，提供一种新型、高效、质轻、价优的电机，具有广阔的市场前景。
发明内容
鉴于背景技术中的问题，本发明提出一种新型电机，该电机利用多层印刷电路板代替传统的铜线绕制电机绕组的方法，新型电机具有重量轻、体积小、效率转换率高的优点，同时可实现电机转速的智能可控。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种用作电机定子或转子的印刷电路板，其特征在于，包括电路板基板和设于电路板基板上的印刷电路，所述的电路板基板采用中空的圆形结构基板，在电路板基板的侧面设有接入电源的正极接口和负极接口，所述的印刷电路为多层线圈电路，代替现有的铜导线环绕线圈绕组，每层线圈电路之间首尾连接，中部部分相互绝缘，形成叠加的串联电路，串联电路的首尾端分别引至正极接口和负极接口。工作时，接通电源，电流流过线圈电路而形成电磁场。改变接入电流的大小，可以改变磁场强弱。
优选的，所述的线圈电路为单向传导电路，每段电路之间无交叉存在。
优选的，所述的线圈电路为圆环形或轮齿形结构。
一种永磁式-多层印刷电路板电机，包括转子、定子、传动轴、电机外壳，其特征在于，所述的定子或转子采用权利要求1所述的印刷电路板，与其对应的转子或定子采用中空的圆形结构永磁磁铁，印刷电路板和用永磁磁铁平行设置，两者之间设有间隙，传动轴穿过定子和转子，其中定子与电机外壳固定为一体，转子与传动轴连接为一体。该电机工作时，接通电源，电流流过多层印刷电路板上的印刷电路，产生电磁场，永磁磁铁受到电磁场的磁力驱动而转动，从而带动传动轴转动，对外输出动能。改变电流大小，可以改变电机的转速。可根据电机的功率大小，制定电路板大小和厚度及层数。
在其中一个实施例中，所述的印刷电路板作为定子，其左右两边各设置一个永磁磁铁作为转子，印刷电路上有连接外部电源的正负电极接口，所有定子和转子置于电机外壳内，传动轴的输出端伸出电机外壳外。
在前一个实施例中，所述的电机外壳内设置一个以上的定子，传动轴身上的转子个数比定子个数多一个，定子和转子间隔分布。
在其中一个实施例中，所述的印刷电路板作为转子，其左右两边各设置一个永磁磁铁作为定子，印刷电路板的外侧设置电刷，印刷电路板的两个输出段与电刷接触，为印刷电路板供电，电刷通过电导线与外部电源连接，所有定子和转子置于电机外壳内，传动轴的输出端伸出电机外壳外。
在前一个实施例中，所述的电机外壳内设置一个以上的定子，传动轴身上的转子个数比定子个数少一个，定子和转子间隔分布。
上述两个实施例中，所述的印刷电路板与永磁磁铁结构相同，两者大小成正比设计。
本发明具有以下有益效果：
1、使用多层印刷电路板作为电机的定子或转子，采用永磁磁铁作为转子或定子，从而省去了使用铜线绕制电机绕组的工艺，制作电机的方法具有工艺简单、成本低、电机重量轻、体积小、转换率高的优点；
2、多层印刷电路板接入的电流大小可改变，电流大小改变时，电机转速随之改变，从而可形成智能可控的应用；
3、多层印刷电路板和永磁磁铁作为定子或转子的方式可以改变；
4、在传动轴上可设置多组定子和转子，形成多组定子或转子串联，增大了整个电机的扭矩，也有效地降低了电阻。
附图说明
图1一种用作电机定子或转子的印刷电路板结构示意图；
图2为电路板上多层印刷电路为圆形的结构示意图；
图3为电路板上多层印刷电路为轮齿形的结构示意图；
图4一种印刷电路板做定子的新型电机结构示意图；
图5一种印刷电路板做转子的新型电机结构示意图；
图6为具有多层印刷电路板的新型电机结构示意图；
图中：1、电路板基层，2、印刷电路，3、负极接口，4、正极接口，5、多层印刷电路板，6、永磁磁铁，7、传动轴，8、电机外壳，9、电源接口，10、电导线，11、电刷。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。
多层印刷电路板
如图1所示，一种用作电机定子或转子的印刷电路板，包括电路板基板1和设于电路板基板1上的印刷电路2，电路板基板1采用中空的圆形结构基板，在电路板基板1的侧面设有接入电源的正极接口4和负极接口3，印刷电路2为多层线圈电路，代替现有的铜导线环绕线圈绕组，每层线圈电路之间首尾连接，中部部分相互绝缘，形成叠加的串联电路，串联电路的首尾端分别引至正极接口4和负极接口3。工作时，接通电源，电流流过多层线圈印刷电路2而形成电磁场。改变接入电流的大小，可以改变磁场强弱。
由于线圈电路作为感应线圈，每层之间和每圈之间应需要隔离绝缘，要求线圈电路为单向传导电路，每段电路之间无交叉存在，根据需要可设定线圈电路的形状为圆环形或轮齿形结构，如附图2和3所示，还可以选择其他形式。每层线圈电路两个自由端，各层之间的线圈电路通过自由端串联，形成一条串联的线圈，至于电路基板1内，整个多层线圈电路的首尾自由端与电源正极接口4和负极接口3连接。
多层印刷电路板做定子的新型电机的实施例一
如图4所示，一种永磁式-多层印刷电路板电机，包括转子、定子、传动轴7、电机外壳8，采用如上所述的多层印刷电路板5作为定子，其左右两边各设置一个永磁磁铁6作为转子，永磁磁铁6采用中空的圆形结构，印刷电路板和用永磁磁铁平行设置，两者之间设有间隙，多层印刷电路板5的大小与两端的永磁磁铁6的大小成正比设计，印刷电路上有连接外部电源的正负电极接口。定子与转子通过同一中心轴，定子与转子相邻布置，转子固定在转动轴上，连接到传动轴7，定子与电机外壳8固定为一体，定子上有电源接口9和连接外部电源的电导线10，所有定子和转子置于电机外壳8内，传动轴的输出端伸出电机外壳8外。
工作时，接通电源，电流流过多层印刷电路板5上的印刷电路2，产生电磁场，永磁磁铁6受到电磁场的磁力驱动而转动，从而带动传动轴7转动，对外输出动能。改变电流大小，可以改变电机的转速。可根据电机的功率大小，制定多层印刷电路板5大小和厚度及层数。
多层印刷电路板做转子的新型电机的实施例二
如图5所示，一种新型电机，包括转子、定子、传动7、电机外壳8，采用如上所述的多层印刷电路板5作为转子，其左右两边各设置一个永磁磁铁6作为定子，多层印刷电路板5的大小与两端的永磁磁铁6的结构相同，大小成正比设计，定子与转子通过同一中心轴，定子与转子相邻布置，转子固定在转动轴上，连接到传动轴7，定子固定在定轴上，电机内设置电刷11给多层印刷电路板5供电，并有连接外部电源的电导线10，所有定子和转子置于电机外壳8内，传动轴的输出端伸出电机外壳8外。
工作时，接通电源，多层印刷电路板5处于永磁磁铁6产生的电磁场中，电流流过多层印刷电路板5上的印刷电路2时，受到永磁磁铁6的磁场的磁力驱动而转动，从而带动传动轴转动，对外输出动能。改变电流大小，可以改变电机的转速。可根据电机的功率大小，制定多层印刷电路板5大小和厚度及层数。
实施例三
另外，本发明中的多层印刷电路板5可在传动轴7设置多个，每个印刷电路板之间至少设置一个永磁磁铁6，这样多层印刷电路板5作为定子或转子的结构与上述两个实施例布置相同。
如附图6所示，在该图中设置了三个多层印刷电路板5和4个永磁磁铁6，每个多层印刷电路板5的下方均设有电源接口9，三个电源接口9串联。这样在相邻的多层印刷电路板5之间均设置了永磁磁铁6，并且传动轴7上，两端也用永磁磁铁6包围，这样每个多层印刷电路板5的两侧均有永磁磁铁6，形成单独的电机，整体三个电机串联，增加了整个电机的扭矩。
通过以上几种实施例，说明本发明中新型电机与铜线绕制而成的电机相比，其工艺简单、成本低、电机重量轻、体积小、转换率高的优点，同时电流大小改变时，电机转速随之改变，从而可形成智能可控的应用。
以上所述描述了本发明产品的基本原理和主要特征和新型优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种用作电机定子或转子的印刷电路板，其特征在于，包括电路板基板(1)和设于电路板基板(1)上的印刷电路(2)，所述的电路板基板(1)采用中空的圆形结构基板，在电路板基板(1)的侧面设有接入电源的正极接口(4)和负极接口(3)，所述的印刷电路(2)为多层线圈电路，代替现有的铜导线环绕线圈绕组，每层线圈电路之间首尾连接，中部部分相互绝缘，形成叠加的串联电路，串联电路的首尾端分别引至正极接口(4)和负极接口(3)。
2.根据权利要求1所述的一种用作电机定子或转子的印刷电路板，其特征在于，所述的线圈电路为单向传导电路，每段电路之间无交叉存在。
3.根据权利要求2所述的一种用作电机定子或转子的印刷电路板，其特征在于，所述的线圈电路为圆环形或轮齿形结构。
4.一种永磁式-多层印刷电路板电机，包括转子、定子、传动轴(7)、电机外壳(8)，其特征在于，所述的定子或转子采用权利要求1所述的印刷电路板，与其对应的转子或定子采用中空的圆形结构永磁磁铁，印刷电路板和用永磁磁铁平行设置，两者之间设有间隙，传动轴(7)穿过定子和转子，其中定子与电机外壳(8)固定为一体，转子与传动轴(7)连接为一体。
5.根据权利要求4所述的一种永磁式-多层印刷电路板电机，其特征在于，所述的印刷电路板作为定子，其左右两边各设置一个永磁磁铁(6)作为转子，印刷电路上有连接外部电源的正负电极接口，所有定子和转子置于电机外壳(8)内，传动轴(7)的输出端伸出电机外壳(8)外。
6.根据权利要求5所述的一种永磁式-多层印刷电路板电机，其特征在于，所述的电机外壳(8)内设置一个以上的定子，传动轴(7)身上的转子个数比定子个数多一个，定子和转子间隔分布。
7.根据权利要求4所述的一种永磁式-多层印刷电路板电机，其特征在于，所述的印刷电路板作为转子，其左右两边各设置一个永磁磁铁(6)作为定子，印刷电路板的外侧设置电刷(11)，印刷电路板的两个输出段与电刷(11)接触，为印刷电路板供电，电刷(11)通过电导线(10)与外部电源连接，所有定子和转子置于电机外壳(8)内，传动轴(7)的输出端伸出电机外壳(8)外。
8.根据权利要求7所述的一种永磁式-多层印刷电路板电机，其特征在于，所述的电机外壳(8)内设置一个以上的定子，传动轴(7)身上的转子个数比定子个数少一个，定子和转子间隔分布。
9.根据权利要求5或7所述的一种永磁式-多层印刷电路板电机，其特征在于，所述的印刷电路板与永磁磁铁(6)结构相同，两者大小成正比设计。
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