CN207691551U - 一种圆形分数槽绕组及具有其的盘式无铁芯电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆形分数槽绕组及具有其的盘式无铁芯电机，该圆形分数槽绕组包括多个圆形线圈单元，每个所述圆形线圈单元由金属导线绕制而成，且所述圆形线圈单元为平整结构，多个所述圆形线圈单元依次相连成环形结构组。本实用新型由于圆形线圈单元没有经过压制工艺，使得环形结构组在整体上呈现出平整结构，不需要经过压制工艺，在绕制定子线圈时不会对线圈本身造成损伤，而且工艺更加简单，生产效率得到提高，有利于批量生产。

Description

一种圆形分数槽绕组及具有其的盘式无铁芯电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种圆形分数槽绕组及具有其的盘式无铁芯电机。

背景技术

电机是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置，或者将一种形式的电能转换成另一种形式的电能。

现有技术中作为电机定子的线圈绕组通常需要经过压制工艺，使得线圈具有至少一个凸出的部位，例如专利号为CN201020000451.2以及专利号为CN201020547405.4的中国专利，其作为定子的线圈就经过了压制工艺。通过压制工艺制作出的定子线圈，不仅工艺复杂，而且容易对线圈本身造成损伤，不利于定子线圈的高速生产以及批量生产。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种圆形分数槽绕组及具有其的盘式无铁芯电机，以至少在一定程度上解决传统技术中由于压制线圈而带来的诸多问题。

为此，根据第一方面，一种实施例中提供了一种圆形分数槽绕组，该圆形分数槽绕组包括：

包括多个圆形线圈单元，每个所述圆形线圈单元由金属导线绕制而成，且所述圆形线圈单元为平整结构，多个所述圆形线圈单元依次相连成环形结构组。

根据第一方面所述的圆形分数槽绕组还可以包括如下的附加技术特征。

作为所述圆形分数槽绕组的进一步可选方案，所述环形结构组包括第一相组、第二相组及第三相组，所述第一相组、所述第二相组及所述第三相组共同输出三相电。

作为所述圆形分数槽绕组的进一步可选方案，所述环形结构组至少包括三根金属导线，三根所述金属导线对应绕制成所述第一相组、所述第二相组及所述第三相组。

作为所述圆形分数槽绕组的进一步可选方案，所述第一相组、所述第二相组及所述第三相组中的每一个均包括至少三个所述圆形线圈单元。

作为所述圆形分数槽绕组的进一步可选方案，所述圆形分数槽绕组还包括捆绑线，所述捆绑线捆绑在所述金属导线上，用于防止所述金属导线的走线混乱。

作为所述圆形分数槽绕组的进一步可选方案，所述第一相组、所述第二相组及所述第三相组由多个所述圆形线圈单元层叠而成。

根据第二方面，一种实施例中提供了一种盘式无铁芯电机，该盘式无铁芯电机包括：

电机主体，用于产生旋转力；

转轴，所述转轴安装在所述电机主体内，在所述旋转力的作用下实现转动；及

根据上述第一方面所述的圆形分数槽绕组，所述圆形分数槽绕组设置在所述电机主体内。

作为所述盘式无铁芯电机的进一步可选方案，所述电机主体包括绕组盘及置于所述绕组盘两侧的左磁盘和右磁盘，所述圆形分数槽绕组设置在所述绕组盘内，所述左磁盘和所述右磁盘与所述转轴固定连接。

作为所述盘式无铁芯电机的进一步可选方案，所述电机主体还包括固定连接件、左端盖及右端盖，所述固定连接件穿过所述左端盖和所述右端盖而将所述左端盖和右端盖固定连接在一起。

作为所述盘式无铁芯电机的进一步可选方案，所述电机主体还包括端盖，所述端盖上设有开孔，在所述开孔处设有引线盒，所述圆形分数槽绕组的出线端从所述开孔处出来并连接至所述引线盒。

本实用新型的有益效果：

依据以上实施例中的圆形分数槽绕组，由于其整体呈现出平整结构，不需要经过压制工艺，在绕制定子线圈时不会对线圈本身造成损伤，而且工艺更加简单，生产效率得到提高，有利于批量生产。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了根据本实用新型实施例一所提供的一种圆形分数槽绕组的单个圆形线圈单元的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例一所提供的一种圆形分数槽绕组的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型实施例一所提供的一种圆形分数槽绕组的圆形线圈单元的层叠示意图；

图4示出了根据本实用新型实施例二所提供的一种盘式无铁芯电机的剖视图；

图5示出了根据本实用新型实施例二所提供的一种盘式无铁芯电机的绕组盘的结构示意图；并示出了根据本实用新型实施例二所提供的一种盘式无铁芯电机的外形图。

主要元件符号说明：

1000-环形结构组；2000-电机主体；3000-转轴；1100-第一相组；1200-第二相组；1300-第三相组；2100-绕组盘；2200-左磁盘；2300-右磁盘；2400-固定连接件；2500-左端盖；2600-右端盖；2700-引线盒；2800-轴承；3100-键槽；100-圆形线圈单元；200-引线；300-引线端子；400-捆绑线。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

本实施例一提供了一种圆形分数槽绕组。

请一并参考图1-2，该圆形分数槽绕组包括多个圆形线圈单元100，每个圆形线圈单元100由金属导线绕制而成，且圆形线圈单元100为平整结构，多个圆形线圈单元100依次相连成环形结构组1000。

如此，由于其整体呈现出平整结构，不需要经过压制工艺，在绕制定子线圈时不会对线圈本身造成损伤，而且工艺更加简单，生产效率得到提高，有利于批量生产。

可以理解的是，上述环形结构组1000就构成了电机的定子线圈，由于其没有经过压制工艺，会使得定子线圈至少在厚度方向上的尺寸更小，使得定子线圈的体积更小，从而在对定子线圈进行封装时，可减少封装所使用的材料量，一定程度上降低了成本。另一方面，由于体积小以及封装材料的使用量减少，这样还可以同时降低定子线圈乃至整个电机的重量。

另外，由于本实用新型实施方式中的定子线圈采用的是分数槽绕组，由于分数槽绕组具有短距的优点，还可以节省金属导线的用量。同时采用分数槽绕组还能够使得电机的电势更加接近正弦波，以提高电机的伺服性能。

需要说明的是，本实用新型实施方式中，上文所提到的封装材料可选择树脂或者聚氨酯固封材料，同时在上述材料中还可以添加一些导热体等，该导热体可以是纤维状或者片状，其具有不导电、导磁特性，以此来提高前述圆形分数槽绕组即定子线圈的散热性能，这对于制造大功率的电机具有重要意义。

另外，需要说明的是，上文中所提到的金属导线可选择铜导线，以确保圆形线圈单元100或者环形结构组1000在工作时的稳定性。

请参考图2，在本实用新型实施方式中，前述环形结构组1000包括第一相组1100、第二相组1200及第三相组1300，第一相组1100、第二相组1200及第三相组1300共同输出三相电。

具体而言，为了形成上述第一相组1100、第二相组1200或者第三相组1300，可通过一根金属导线绕制而成。请一并参考图1，以形成第一相组1100为例进行说明：

首先绕制成单个的圆形线圈单元100：按照规定的进线点以及出线点绕制即可，例如在图1所示的实例中，就可按照进线点a以及出线点b依次绕制成第一个圆形线圈单元100即可，当然在其它实施方式中还可以按照另外的进线点以及出线点来绕制；

接着绕制成第一相组1100：将前述出线端继续按照前述步骤绕制成第二个圆形线圈单元100以及第三个圆形线圈单元100，此时第二个圆形线圈单元100以及第三个圆形线圈单元100与前述绕制的第一个圆形线圈单元100就形成了第一相组1100，其出线端通过引线200引出即可，形成第一相组1100的引线端子300。

第二相组1200以及第三相组1300分别另取一根金属导线按照上述步骤绕制即可。绕制完成后就会最终引出三相引线端子300。

可以理解的是，上述实施例中的第一相组1100、第二相组1200及第三相组1300中的每一个均包括至少三个圆形线圈单元100；例如9个线圈组成绕组盘2100时，每个圆形线圈单元100所对应的圆心角为40度。

另外，可以知道的是，为了形成整体的环形结构组1000，前述用于形成第一相组1100、第二相组1200及第三相组1300的三根金属导线的进线点会相交于一点，如图2所示实例中的c点，即三根金属导线的第一端相交于一点，而另一端则分别引出形成引线端子300。基于此，为了保证上述相交的可靠性，在某些实施方式中，在该相交点还可以设置热缩套筒以及铜扣等，通过焊锡来进行连接。

在某些实施方式中，为了防止在绕制的过程中金属导线的走线出现混乱，在金属导线上还可以设置捆绑线400，例如在图2所示的实例中，捆绑线400捆绑在金属导线除形成圆形线圈单元100的其余部位上。

在一些具体的实施方式中，上述捆绑线400可以采用尼龙线等。

需要说明的是，前述只是为了举例来说明从单个圆形线圈单元100到整个环形结构组1000的形成，可以理解还可以采用其它方式来形成环形结构组1000。另外，前述实施例中的环形结构组1000包括第一相组1100、第二相组1200及第三相组1300，可以理解，在其它实施方式中还可以作出变更，换言之，相组的数目不作限定。同时，第一相组1100、第二相组1200及第三相组1300中均包含有三个圆形线圈单元100，可以理解，在其它实施方式中，还可以作出变更，即每个相组所包含的圆形线圈单元100的数目不作限定。

请一并参考图1及图3，在某些实施方式中，为了增强环形结构组1000的电磁效率以制作出高功率的电机，第一相组1100、第二相组1200及第三相组1300可由多个圆形线圈单元100层叠而成。例如，在厚度方向上进行层叠，或者在圆周方向(即沿着环形结构组1000的环绕方向)上进行层叠，其整体呈现出平整结构。

实施例二

本实施例二提供了一种盘式无铁芯电机。

请参考图4，该盘式无铁芯电机包括电机主体2000、转轴3000及圆形分数槽绕组。

其中，电机主体2000用于产生旋转力。转轴3000安装在电机主体2000内，在旋转力的作用下实现转动，即实现电机的功能。圆形分数槽绕组在实施例一中有详细介绍，在此不再赘述。

如此，通过在盘式无铁芯电机中设置分数槽绕组，可使得电机的制造成本更低、体积更小，且该盘式无铁芯电机的制作工艺得到简化，使得盘式无铁芯电机的生产效率得以提高，有利于批量生产。同时，由于分数槽绕组的使用，电机反电势波形更加接近正弦波，还能使得盘式无铁芯电机的伺服性能更好。

进一步的，请结合参考图5，电机主体2000包括绕组盘2100及置于绕组盘2100两侧的左磁盘2200和右磁盘2300，圆形分数槽绕组设置在绕组盘2100内，左磁盘2200和右磁盘2300与转轴3000固定连接。

至此，给圆形分数槽绕组施加电流就可使得左磁盘2200和右磁盘2300旋转，继而带动转轴3000的转动，从而实现了电机的功能。

具体而言，上述左磁盘2200及右磁盘2300分别由磁钢、磁轭做成，再加上前述绕组盘就形成了电机的磁路系统，绕组盘2100通电产生的旋转磁场和左、右磁盘上的磁钢相互吸引以最终产生旋转力。

在某些具体的实施方式中，为了完成左磁盘2200和右磁盘2300与转轴3000的固定连接，在转轴3000上设置有键槽3100，如此通过相应的键就可实现左磁盘2200和右磁盘2300与转轴3000的固定连接。

由此，可确保左磁盘2200与右磁盘2300的正对，防止出现磁场紊乱的现象，以保证电机的正常工作。

在某些实施方式中，电机主体2000还包括固定连接件2400，固定连接件2400穿过左端盖2500和右端盖2600而将左端盖2500和右端盖2600固定连接在一起。

在一些具体的实施方式中，上述固定连接件2400可选用螺钉或者螺栓等。

进一步的，请一并参考图5，电机主体2000还包括端盖，端盖上设有开孔，在开孔处设有引线盒2700，圆形分数槽绕组的出线端从开孔处出来并连接至引线盒2700以最终形成引线端子300。

具体的，端盖包括盖合在左磁盘2200所在一侧的左端盖2500及盖合在右磁盘2300所在一侧的右端盖2600，端盖作为整个电机的外包壳，可防止其它一些异物等进入到电机内部以影响电机的正常性能。

更进一步的，为了保证上述转轴3000转动的连贯性与可靠性，在端盖上靠近转轴3000处还设有轴承2800等。

另外，在各个部件的连接处还设有平垫或者弹簧垫圈等，例如固定连接件2400与左磁盘2200或者右磁盘2300的连接处。

通过以上本是实用新型各实施方式的描述可知，本实用新型至少具备如下的技术效果：

1、不会对线圈本身造成损伤；

2、工艺简单，生产效率高，有利于批量生产；

3、体积小、重量轻；

4、成本低；

5、电机的伺服性能更加优良。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种圆形分数槽绕组，其特征在于，包括多个圆形线圈单元，每个所述圆形线圈单元由金属导线绕制而成，且所述圆形线圈单元为平整结构，多个所述圆形线圈单元依次相连成环形结构组。

2.如权利要求1所述的圆形分数槽绕组，其特征在于，所述环形结构组包括第一相组、第二相组及第三相组，所述第一相组、所述第二相组及所述第三相组共同输出三相电。

3.如权利要求2所述的圆形分数槽绕组，其特征在于，所述环形结构组至少包括三根金属导线，三根所述金属导线对应绕制成所述第一相组、所述第二相组及所述第三相组。

4.如权利要求3所述的圆形分数槽绕组，其特征在于，所述第一相组、所述第二相组及所述第三相组中的每一个均包括至少三个所述圆形线圈单元。

5.如权利要求3所述的圆形分数槽绕组，其特征在于，所述圆形分数槽绕组还包括捆绑线，所述捆绑线捆绑在所述金属导线上，用于防止所述金属导线的走线混乱。

6.如权利要求2所述的圆形分数槽绕组，其特征在于，所述第一相组、所述第二相组及所述第三相组由多个所述圆形线圈单元层叠而成。

7.一种盘式无铁芯电机，其特征在于，包括：

电机主体，用于产生旋转力；

转轴，所述转轴安装在所述电机主体内，在所述旋转力的作用下实现转动；及

如权利要求1-6中任一项所述的圆形分数槽绕组，所述圆形分数槽绕组设置在所述电机主体内。

8.如权利要求7所述的盘式无铁芯电机，其特征在于，所述电机主体包括绕组盘及置于所述绕组盘两侧的左磁盘和右磁盘，所述圆形分数槽绕组设置在所述绕组盘内，所述左磁盘和所述右磁盘与所述转轴固定连接。

9.如权利要求8所述的盘式无铁芯电机，其特征在于，所述电机主体还包括固定连接件、左端盖及右端盖，所述固定连接件穿过所述左端盖和所述右端盖而将所述左端盖和右端盖固定连接在一起。

10.如权利要求7所述的盘式无铁芯电机，其特征在于，所述电机主体还包括端盖，所述端盖上设有开孔，在所述开孔处设有引线盒，所述圆形分数槽绕组的出线端从所述开孔处出来并连接至所述引线盒。