CN202167901U - 无铁芯盘式绕组轴向磁场无刷电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于电机领域，提供了一种无铁芯盘式绕组轴向磁场无刷电机，本实用新型的无刷电机的定子组件无铁芯，彻底消除了铁芯损耗和齿槽转矩波动，并采用轴向磁场以减小磁回路长度，从而减少磁路损耗，提高磁材料利用率，整体提高了电机的效率，扩大了产品的应用领域。
Description
技术领域
本实用新型属于电机领域，尤其涉及一种无铁芯盘式绕组轴向磁场无刷电机。
背景技术
目前，常规的无刷电机均采用冲制硅钢片叠铆成电机定、转子铁芯，然后将铜线绕于铁芯齿槽内构成电机的电磁结构，采用这种结构的无刷电机，由于电机的磁场为径向磁场，整体磁回路较长，电机转动时铁芯内产生交变磁路，导致铁芯产生磁滞与涡流损耗进而影响电机效率，而且由于存在铁芯的齿槽而产生齿槽转矩波动，使电机不能满足某些精密仪器仪表领域的使用要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种无铁芯盘式绕组轴向磁场无刷电机，其不使用铁芯以彻底消除铁芯损耗和齿槽转矩波动，并采用轴向磁场以减小磁回路长度，从而减少磁路损耗，提高磁材料利用率，整体提高了电机的效率。
本实用新型是这样实现的，一种无铁芯盘式绕组轴向磁场无刷电机，包括定子组件和转子组件，
所述定子组件包括定子绕组、空心轴、电源线，所述定子绕组与所述空心轴垂直设置且固设于所述空心轴上，所述电源线从所述空心轴的内孔穿入并从所述空心轴的侧孔穿出，穿出后的所述电源线电连接到所述定子绕组上；
所述转子组件包括前端盖、后端盖、磁铁，所述前端盖和后端盖固定配合；
所述磁铁分别固设于所述前端盖和后端盖的内壁且与所述定子绕组相对设置；
所述前端盖和后端盖分别套设于所述空心轴上且转动连接；
所述定子绕组与所述磁铁之间设有间隙。
具体地，所述定子绕组为环状，由多个线圈首尾连接、环绕形成。
具体地，所述单个线圈呈扇形、圆形或多边形。
具体地，所述多个磁铁分别在所述前端盖和后端盖的内壁组合排列成环形。
具体地，所述单个磁铁呈扇形、圆形或多边形。
具体地，所述前端盖上开设有一轴向前端盖通孔，所述前端盖通孔内固设有一前端盖轴承，所述空心轴穿设于所述前端盖轴承上。
具体地，所述后端盖上开设有一轴向后端盖通孔，所述后端盖通孔内固设有一后端盖轴承，所述空心轴穿设于所述后端盖轴承上。
进一步地，所述定子绕组表面包覆有一塑胶层。
与常规的无刷电机相比，本实用新型具有如下优点：
1.本实用新型的定子组件无铁芯，避免了采用硅钢片制作的铁芯，彻底消除了使用铁芯会产生的磁滞和涡流损耗，提高了产品的效率。
2.本实用新型的定子组件无铁芯，也无铁芯齿槽，彻底消除了常规铁芯电机无法避免的齿槽转矩波动，使得电机运转更平滑，特别适合低速平滑运行，常规铁芯电机低速运行跳动明显甚至可能出现卡死现象。
3.本实用新型将磁铁与定子绕组相对设置，使常规的径向磁场改为轴向磁场，减短了磁回路长度，亦减小了该磁回路中产生的磁损耗，提高了磁材料利用率。
4.本实用新型将线圈制作成定子绕组并对其注塑加固，使其不但坚固耐用，且运行时线圈无振动，运行噪音更低。
5.由于存在以上优点，本实用新型可替代常规的无刷电机，相对更为节能，并能扩大应用领域，尤其可满足某些精密仪器仪表领域的使用要求，市场前景极为广阔。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的无铁芯盘式绕组轴向磁场无刷电机的剖视图；
图2是本实用新型实施例提供的线圈的示意图；
图3是本实用新型实施例提供的定子绕组的示意图；
图4是本实用新型实施例提供的磁铁的示意图；
图5是本实用新型实施例提供的磁铁环绕固设于前端盖上的示意图；
图6是本实用新型实施例提供的磁铁环绕固设于后端盖上的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参阅图1，本实用新型实施例提供的一种无铁芯盘式绕组轴向磁场无刷电机，包括定子组件和转子组件，其中，
所述定子组件包括定子绕组1、空心轴2、电源线3，定子绕组1与空心轴2垂直设置且固设于空心轴2上，电源线3与外部电源连接，电源线3从空心轴2的内孔21穿入并从空心轴2的侧孔22穿出，穿出后的电源线3电连接到定子绕组1上；
所述转子组件包括前端盖4、后端盖5、磁铁6，前端盖4和后端盖5固定配合，磁铁6分别固设于前端盖4和后端盖5的内壁且与定子绕组1相对设置；
所述前端盖4和后端盖5分别分别套设于空心轴2上且转动连接；
所述定子绕组1与磁铁6之间设有间隙，从而使得整个转子组件可相对于定子组件自由地转动。本领域中，定子绕组1和磁铁6之间的间隙通常称为气隙，它是磁场的通路，是能量转换的通路，可以引起磁路和磁阻的变化，一般情况下气隙为0.2～0.5mm。
本实用新型提供的无刷电机工作时，首先将电机的空心轴2固定于外部支撑架上，并将电源线3接上驱动电源，通电后电机即开始工作，电流从电源线3输送到定子绕组1上，依据电磁感应原理，通电后的定子绕组1产生轴向磁场，磁力垂直穿入固定于前端盖4和后端盖5上的磁铁6，使磁铁6受力，驱动前端盖4和后端盖5转动，从而使整个转子组件绕空心轴2转动，达到功率输出的目的。
与常规的无刷电机相比，本实用新型的定子组件无铁芯，避免了采用硅钢片制作的铁芯，彻底消除了使用铁芯会产生的磁滞和涡流损耗，提高了产品的效率；本实用新型的定子组件无铁芯，也无铁芯齿槽，彻底消除了常规铁芯电机无法避免的齿槽转矩波动，使得电机运转更平滑，特别适合低速平滑运行，常规铁芯电机低速运行跳动明显甚至可能出现卡死现象；本实用新型将常规的径向磁场改设计为轴向磁场，减短了磁回路长度，亦减小了该磁回路中产生的磁损耗，提高了磁材料利用率。因此，本实用新型可替代常规的无刷电机，相对更为节能，并能扩大应用领域，尤其可满足某些精密仪器仪表领域的使用要求，市场前景极为广阔。
如图2和图3所示，本实施例中，定子绕组1为环状，由多个线圈11按指定的电磁场顺序首尾连接、环绕形成；单个线圈11的形状为扇形、圆形或多边形等形状。
如图4、图5和图6所示，本实施例中，多个磁铁6分别在前端盖4和后端盖5的内壁组合排列成环形，并以前端盖4和后端盖5的中心点为环形排列的圆心。单个磁铁6的形状为扇形、圆形或多边形等形状。
如图1所示，本实施例中，前端盖4和空心轴2之间的转动连接方式为：前端盖4上开设有一轴向前端盖通孔41，前端盖通孔41内固设有一前端盖轴承42，空心轴2穿设于前端盖轴承42上，从而实现前端盖4和空心轴2之间转动连接的目的。
如图1所示，本实施例中，后端盖5和空心轴2之间的转动连接方式为：后端盖5上开设有一轴向后端盖通孔51，后端盖通孔51内固设有一后端盖轴承52，空心轴2穿设于后端盖轴承52上，从而实现后端盖5和空心轴2之间转动连接的目的。
如图1所示，本实施例中，前端盖4和后端盖5之间固定连接的方式为：前端盖4和后端盖5的边缘分别对应开设有多个螺钉孔43、53，前端盖4和后端盖5通过多个穿设于螺钉孔43、53内的螺钉7实现固定连接。
如图1所示，本实施例中，电源线3和定子绕组1之间的电连接方式为：电源线3焊接到定子绕组1的预留焊脚(未示出)上。
如图1～图6所示，本实用新型还提供了一种无铁芯盘式绕组轴向磁场无刷电机的制造工艺，包括如下步骤：
(1)将导线绕制成预设的线圈形状，线圈11可以为扇形、圆形或多边形等形状；
(2)将多个线圈11按指定的电磁场顺序首尾连接、组合排列成环形，制成定子绕组1；
(3)将定子绕组1送入成型模具内压制成型；
(4)再将压制成型后的定子绕组1送入注塑模具内注塑成型，在定子绕组1整个表面覆盖上一塑胶层，并在定子绕组1中心成型出定子通孔12，通过将线圈11制作成定子绕组1并对其注塑加固，使其不但坚固耐用，且运行时线圈11无振动，运行噪音更低；
(5)将空心轴2套入注塑成型后的定子通孔12内，使空心轴2与定子通孔12紧配合；
(6)将电源线3从空心轴2的内孔21穿入，并从空心轴2的侧孔22穿出，然后焊接到注塑成型后的定子绕组1预留的焊脚上，实现电源线3和定子绕组1电连接的目的；
(7)将磁铁6按环形排列方式分别固定于前端盖4和后端盖5的内壁，并以前端盖4和后端盖5的中心点为环形排列的圆心；
(8)将前端盖轴承42固设于前端盖4上的前端盖通孔41内，将后端盖轴承52固设于后端盖5上的后端盖通孔51内；
(9)将空心轴2的两端分别穿设于前端盖轴承42和后端盖轴承52上，从而使得空心轴2分别与前端盖4和后端盖5转动连接，进而完成整个电机的制造过程。
本实用新型的制造工艺，流程简单、容易操作，生产效率高，制成的无刷电机的定子组件无铁芯，彻底消除了铁芯损耗和齿槽转矩波动，并采用轴向磁场以减小磁回路长度，从而减少磁路损耗，提高磁材料利用率，整体提高了电机的效率，扩大了产品的应用领域。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种无铁芯盘式绕组轴向磁场无刷电机，包括定子组件和转子组件，其特征在于：
所述定子组件包括定子绕组、空心轴、电源线，所述定子绕组与所述空心轴垂直设置且固设于所述空心轴上，所述电源线从所述空心轴的内孔穿入并从所述空心轴的侧孔穿出，穿出后的所述电源线电连接到所述定子绕组上；
所述转子组件包括前端盖、后端盖、磁铁，所述前端盖和后端盖固定配合；
所述磁铁分别固设于所述前端盖和后端盖的内壁且与所述定子绕组相对设置；
所述前端盖和后端盖分别套设于所述空心轴上且转动连接；
所述定子绕组与所述磁铁之间设有间隙。
2.如权利要求1所述的无铁芯盘式绕组轴向磁场无刷电机，其特征在于：所述定子绕组为环状，由多个线圈首尾连接、环绕形成。
3.如权利要求2所述的无铁芯盘式绕组轴向磁场无刷电机，其特征在于：所述单个线圈呈扇形、圆形或多边形。
4.如权利要求1所述的无铁芯盘式绕组轴向磁场无刷电机，其特征在于：所述多个磁铁分别在所述前端盖和后端盖的内壁组合排列成环形。
5.如权利要求1或4所述的无铁芯盘式绕组轴向磁场无刷电机，其特征在于：所述单个磁铁呈扇形、圆形或多边形。
6.如权利要求1所述的无铁芯盘式绕组轴向磁场无刷电机，其特征在于：所述前端盖上开设有一轴向前端盖通孔，所述前端盖通孔内固设有一前端盖轴承，所述空心轴穿设于所述前端盖轴承上。
7.如权利要求1所述的无铁芯盘式绕组轴向磁场无刷电机，其特征在于：所述后端盖上开设有一轴向后端盖通孔，所述后端盖通孔内固设有一后端盖轴承，所述空心轴穿设于所述后端盖轴承上。
8.如权利要求1所述的无铁芯盘式绕组轴向磁场无刷电机，其特征在于：所述定子绕组表面包覆有一塑胶层。
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|---|---|---|---|---|
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| CN104218758A (zh) * | 2014-09-03 | 2014-12-17 | 洛阳市贝叶机电有限公司 | 一种永磁无铁芯无刷电机 |
| CN104218762A (zh) * | 2014-09-26 | 2014-12-17 | 洛阳市贝叶机电有限公司 | 一种永磁无铁芯电机的转子与定子的安装结构 |
| CN107154714A (zh) * | 2017-07-12 | 2017-09-12 | 上海僖舜莱机电设备制造有限公司 | 自控温圆盘式高功率密度发电机 |
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- 2011-07-18 CN CN2011202525487U patent/CN202167901U/zh not_active Expired - Lifetime
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