[发明专利]圆盘式电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有圆盘结构的无刷直流(DC)电动机型的旋转电动发电机，尤其是涉及用于这种电动发电机的定子的改进。

背景技术

对于无刷DC圆盘电动机而言，该电动机通常包括多组相邻的可磁化圆盘，这些圆盘支承着多个相互作用的磁极并且一个圆盘在可移动表面或转子内的固定磁极与用于在固定表面或定子内产生可控磁极的绕组之间相互作用产生的力矩作用下绕中心轴旋转(因此不需要滑触整流子)，其通常需要制成具有尽可能高的效率。(当然，相同的原理也可以用于发电机，其中的装置改为用于将动力转变为电能的换能器，并且该文件的范围包括发电机)。

定子设计涉及磁路方面的考虑，并且在包括高导磁率的铁磁元件(当然包括永磁铁)时，使具有低导磁率的任何磁路部分最小非常有用。因此，任何绕组内的特定电流都能产生更大的力矩(或对于发电机反之亦然)。本申请公开了改进绕线定子设计的方法，其中定子主要应用于这样的情况，即与圆盘型结合的绕组包括大量放射状的导线，例如在圆盘电动机中。目的

本发明的目的在于提供一种改进的旋转电动发电机，或者至少为公众提供一种有用的选择。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种用于平圆形旋转电动发电机的定子绕组，其具有多组通常放射状布置的导线；其中任何一组导线占据的空间朝着定子的外围较宽(从一侧到另一侧)和较浅，而朝着定子的中心较窄(从一侧到另一侧)和较深。

本发明的另一方面是提供一种平圆形的旋转电动发电机，其至少具有转子盘和支承前段所述定子绕组的定子盘。

优选的是，定子上的每组导线都位于铁磁材料上，该铁磁材料具有比空气导磁率大的导磁率。

优选的是，每组导线的截面积在与旋转轴相切的任何平面内都基本不变并且包括放射状布置的导线组。

优选的是，铁磁材料从转子从定子的外围向朝着定子的中心倾斜，以便维持铁磁材料与绕组相邻。

优选的是，铁磁材料是从包括下列材料的材料组中选择的：铁线，铁条带，铁粉和粒状铁。

优选的是，定子为成形圆盘并具有多个通常放射状布置的凹陷，这些凹陷能够容纳多匝导线，其中每个凹陷朝着圆盘的外围较宽。

优选的是，每个凹陷朝着成形圆盘的中心较深。

优选的是，转子具有2个到128个永磁极，更佳的是具有8个磁极。

本发明的另一方面是提供一种通过将多组通常放射状布置的细长导线缠绕到具有中心和外围的成形模子上来制造用于平圆形旋转电动发电机的定子绕组的方法，成形模子具有多个通常放射状布置的凹陷，这些凹陷能够容纳多匝导线，其中每个凹陷朝着外围较宽并且导线是以这样的方式缠绕的，即任一组导线占据的空间朝着定子的外围较宽(从一侧到另一侧)和较浅，而朝着模子的中心较窄(从一侧到另一侧)和较深。

本发明的另一方面是提供一种旋转电动发电机，其至少具有第一和第二相邻的可磁化表面，每个表面都成圆盘形并支承着多个磁极，其中一个表面在第一表面内的固定磁极与第二表面内的可控磁极之间的相互作用下可以绕着轴线旋转横切另一个表面，其中至少一个第二表面的磁极由多组缠绕的导线或绕组内流动的电流产生，每组导线都缠绕在成形圆盘内形成的凹陷内，每个凹陷都朝着外围横行扩大。

优选的是，每个凹陷都位于铁磁材料(具有比空气导磁率大的导磁率)上，从而形成包括相邻第一表面的一部分磁路。

优选的是每个凹陷朝着成形圆盘的中心较深。

优选的是，每个凹陷朝着成形圆盘的中心较深，因此与第二表面旋转轴线相切的平面内的截面面积包括绕组面积基本相同。

优选的是，能够缠绕在凹陷外边界下面的导线的最大匝数在与旋转轴线相切的任何平面内基本不变并且包括绕组面积。

优选的是，铁磁材料朝着成形圆盘的中心放置的较深以便能够维持铁磁材料与绕组相邻。

铁磁材料可以包括：成表发条圈形式的铁线或铁条带，铁氧体，铁粉，或在相对低的速度用于电动发电机的粒状铁。

优选的铁磁材料是缠绕成线圈形式的有磁力的柔软铁线。

另一种优选的铁磁材料为缠绕成表发条圈形式的磁性柔软铁条带。

另一种优选的铁磁材料为压缩成所需形状或由环氧/塑料粘结剂支撑的铁粉。

另一种铁磁材料尤其是在相对低的速度用于电动发电机的铁磁材料为粒状铁，更优选的为包括铁并具有相对低的磁滞的合金。

磁极的优选数量为2到128个。

更优选的是磁极数量为8个。