[发明专利]电磁电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机领域，包括电动机和发电机，具体涉及一种电磁电机。 

背景技术

电磁电机已有近200年的历史，用于基于电磁效应进行电能与机械能之间的转换。由于发电机与电动机的可逆性，本文中所称电机既包括发电机也包括电动机，或者是具有双重功能的可逆电机。简明起见，以下以电动机为例进行讨论，但本领域技术人员悉知，所涉及的技术也适用于发电机。

经过漫长的发展，电磁电机具有丰富的种类，但通常都具有定子和动子，本文中，将电机中运动的部件称为动子，将电机中相对固定的部件称为定子。可以按照不同的特性对电机的种类进行划分，例如，按照驱动电流，可分为直流电机和交流电机；按照定子与动子的结构，可分为轴向电机和盘式电机；按照励磁方式，可分为带励磁绕组的电机和不带励磁绕组的电机；按照动子的运动形态，可分为旋转电机和直线电机，其中旋转电机的动子又称为转子。上述不同特性可以叠加存在，产生各种不同形态的电机。

传统电机中的绕组通常采用铜线绕制而成，为保证绕线的一致性，有时使用专门的绕线设备进行绕制。这使得传统电机难以进入某些应用领域，例如微型电机领域。在这些领域，发展出其他类型的电机来取代电磁电机。例如超声电机（USM，Ultra Sonic Moto）。但是超声电机也有其局限性，工作电压高，制作的一致性不好，在共振模态下工作，生产效率不高等。 

发明内容

依据本发明提供一种电磁电机，包括定子和动子，定子或动子之一具有绕组，或二者皆具有绕组，其中，至少一个绕组由印刷电路制成。

依据本发明的电磁电机，使用印刷电路作为绕组，不仅节省了用铜线绕制绕组的工时以及铜材料，且能够实现精确的线路设计，有利于电磁电机的小型化。

以下结合附图，对依据本发明的具体示例进行详细说明。

附图说明

图1是依据本发明的一种轴向电机的定子和动子截面示意图；

图2是依据本发明的一种4层印刷电路的绕线方式示意图；

图3是依据本发明的另一种4层印刷电路的绕线方式示意图；

图4是依据本发明的一种印刷电路的平面布置方式示意图；

图5是实施例1的盘式电机的结构示意图；

图6是实施例1中动子的磁极面示意图；

图7是实施例2的盘式电机的定子和动子端面示意图；

图8是实施例2中定子和动子的磁芯与PCB或FPC绕组的组合示意图；

图9是实施例3的复合式电机定子和动子端面示意图；

图10是实施例3中定子端面的磁芯与PCB或FPC绕组的组合示意图；

图11是实施例4的直线电机的结构示意图；

图12是实施例4中定子的磁芯与PCB或FPC绕组的组合示意图；

图13是依据本发明的另一种直线电机的结构示意图。

具体实施方式

依据本发明的电磁电机的一个示例结构可参照图1，不失一般性地，图1中以轴向电机为例进行说明，适用于本发明的电机可以是其他类型的电机，例如盘式电机、直线电机等。本示例中，电机包括定子11和动子12，定子和动子均具有绕组13（简明起见，图中只画出了位于一个绕线槽中的绕组），这些绕组由印刷电路制成。当然，根据具体的电机设计，定子或动子也可以只有一者具有绕组。

本发明所称印刷电路可制作于硬板，例如印刷电路板（PCB, Print Circuit Board），也可制作于软板，例如柔性印刷电路板（FPC, Flexi ble Printed Circuit）。每一块PCB或FPC可以具有单层电路，也可以由两层以上电路组成，例如两层、四层、六层、八层、十层、十二层电路等。采用多层电路能够大幅压缩绕组所占的空间，减少线材成本，降低电阻损耗，减少发热。

印刷电路采用导电材料制成，例如可采用常规的铜材料或者其他金属及其复合材料，也可优选地采用超导材料，从而大幅降低电机的铜损和发热，提高电机的性能和可靠性，并有利于减小尺寸。例如已有提出的锡氟（Stanene）复合超导材料（斯坦福大学，张首晟教授），由其制成的锡氟单层晶格复合材料薄膜，其边缘具有常温下的超导性能，将这种超导薄膜材料用于PCB或FPC的电路制作，将带来优越的性能。