[发明专利]一种无槽永磁无刷电机结构

说明书

技术领域

本发明涉及无刷电机结构，具体为一种无槽永磁无刷电机结构。

背景技术

传统的无槽电机结构，主要以空心杯电机结构为主，因为不含绕线铁芯，漏磁严重，气隙磁场强度在定子线圈内部衰减厉害，磁体利用率不高，不适合做大尺寸大功率电机；并且其绕线工艺相当复杂，生产效率极其低下，要求工装设备非常苛刻，因此生产难度和成本都较高。

发明内容

本发明针对上述问题，设计一种无槽永磁电机，工艺、结构简单，适合大中型电机制造。

本发明的设计方案如下：一种无槽永磁无刷电机结构，由外向内分别由电机壳、导磁环、绕线定子、永磁转子、硅钢叠片和转轴构成。每个定子线圈由2瓣带有环形绕线的半圆形定子骨架构成，骨架中间为空腔，永磁转子被包裹在定子线圈的空腔内，并可以在空腔内旋转。或者定子线圈是绕线进行环绕成空腔线圈，再由高温胶水定型，2瓣空腔线圈合并后将永磁转子装在空腔内，永磁转子与定子线圈之间有间隙，可以在空腔内旋转。定子线圈的绕线结构还包括跑道型绕线线圈。定子线圈的2瓣定子骨架或2瓣空腔线圈的结合处留有间隙，永磁转子的转子轴穿过间隙，并可正常转动。

定子线圈与永磁转子的作用力在绕线定子空腔内部形成。一个定子线圈和一个永磁转子组装形成一个组合单元，每一个单元构成电机的一相。三相电机由三个组合单元构成，由转子轴串联，每个单元的永磁转子磁极在径向偏转120度。根据电机相位的不同要求，设置组合单元的数量。组合单元之间用硅钢叠片隔开。定子线圈和永磁转子组合起来的各个单元的间隙在轴向是贯通的，以利于接出引线和安装霍尔传感器。

永磁转子由转子骨架和包裹在外的永磁体构成，中间带有一转子轴。绕线定子上2个半圆形定子骨架对扣，结合处留有间隙，间隙大于转子轴，永磁转子的转子轴穿过间隙，并可正常转动。另外在间隙处靠定子骨架边缘位置上安装有霍尔传感器，用于检测电机相序。定子线圈和永磁转子组合起来的每个单元的间隙在轴向是贯通的，以利于接出引线和安装霍尔传感器。

本发明的转子在定子线圈内部，定子线圈通电后，其产生的磁场在绕线内部集中并且均匀，漏磁相对非常低，开创性的运用了定子内部磁场与转子作用产生扭矩的结构，对磁能的利用率比传统电机结构高得多。另外绕线非常简单，仅仅是一种环形绕线方式，无需复杂工序工装设备，降低生产难度，能极大提高生产效率；同时本新型结构，可制造更大尺寸和更大功率的无槽电机，完全突破了一般空心杯电机的功率和尺寸极限。

附图说明

图1为三相电机的轴向截面示意图；

图2为三相电机的径向截面示意图图；

图3为定子线圈与永磁转子的结构示意图；

图4为绕线环与永磁转子的结构示意图；

图5为本发明的磁场分布模拟图；

其中1——电机壳，2——导磁环，3——绕线，4——定子骨架，5——永磁体，6——转子骨架，7——转子轴，8——硅钢叠片，9——霍尔传感器，10——绕线环。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本发明作进一步说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1所示，三相电机，由外向内分别由电机壳、导磁环、绕线定子、永磁转子、硅钢叠片和转轴构成。如图2和图3所示每个绕线定子由2个带有环形绕线的半圆形定子骨架构成，可以选用耐高温塑料模具注塑成型，成型的定子骨架为内部空腔的半圆结构，外部按环形绕上绕线。两个定子骨架相对，形成一个空腔的整圆，永磁转子被包裹在绕线定子的内部空腔内，永磁转子与定子线圈之间有间隙，永磁转子可以在空腔内旋转。定子线圈的绕线结构还包括跑道型绕线线圈。定子线圈的2个定子骨架的结合处留有间隙，永磁转子的转子轴穿过间隙，并可正常转动。

一个绕线定子和一个永磁转子组装形成一个组合，电机壳内安装有3个绕线定子和永磁转子组合，由转子轴串联，每个单元的永磁转子磁极在径向偏转120度。每个组合之间用硅钢叠片隔开，电机壳内壁安装导磁环，选用硅钢片冲制或者导磁带材卷制，此导磁环一方面用于形成磁路通道，一方面用于屏蔽磁场向电机壳外辐射。

永磁转子由转子骨架和包裹在外的永磁体构成，中间带有一转子轴。绕线定子上2个半圆形定子骨架对扣，结合处留有间隙，在间隙处靠定子骨架边缘位置上安装有霍尔传感器，用于检测电机相序。间隙的存在也使得电机的引线布置较方便。

定子线圈，按设计参数选取漆包线，上机绕制到定子骨架上，采用简单的环形绕线方式即可。