[发明专利]一种无刷无铁芯盘式永磁电机的定子绕组结构及具有该定子绕组结构的电机

说明书

本发明涉及一种无刷无铁芯盘式永磁电机及其内的定子绕组结构。它包括有2组错开夹角且沿顺时针方向依次向下叠压形成封闭环形结构的单位线圈组，各单位线圈组包括有3个错开夹角且沿顺时针方向依次向上叠压的线圈，各线圈包括有一对或一对以上的磁铁扫射边和连接在磁铁扫射边内外端部的内、外无效边，各线圈的磁铁扫射边沿圆周径向排列分布形成圆环面，且绕组中所有的磁铁扫射边位于同一平面内且高度一致，各线圈的内、外无效边相互叠压形成下凸起的内、外叠合部。绕组中所有的磁铁扫射边设置成位于同一平面内且高度一致，使线圈的满槽率和产生的电磁场利用率更高，大大提高了电机的效率，减少了电机定子的发热量。

技术领域

本发明涉及一种无刷无铁芯盘式永磁电机的部件，尤其涉及其内的定子的绕组结构及具有该定子绕组结构的电机。

背景技术

电机定子现在包括带铁芯电机和无铁芯电机两种。带铁芯的电机定子是由铁芯和缠绕在铁芯上的线圈组成，由于露出在铁芯的顶端面和底端面的部分线圈形状不规则，在定子中安装转子时产生一点的阻碍，即转子装不进，或者即使安装进去转子的运行也产生影响，另外在定子安装在定子外壳时，这些露出铁芯顶端面和底端面的形状不规则的部分线圈也影响定子自身安装，因此，在定子每次套接好线后都要进行整形工序。无铁芯结构由于无铁芯，电机功率只能做很小，无铁芯结构又叫注塑或灌注成型结构，注塑或灌注成型一般是将绕制好的线圈放在模具内，注塑或者灌注成一体成型的工艺，采用此工艺制成的定子磁场气隙比较大，磁场功率密度利用率低，所以普遍能效也比较低。如中国专利：“一种盘式电机定子的新型结构（CN02132315.1）”，其盘式定子由线圈绕组、热固材料组成，线圈绕组固化在热固材料体中，其线圈绕组由若干个用一根或多根导线绕制的多边形线圈叠置并相互错开若干角度。但是，在三相的无刷无铁芯盘式永磁电机中，电机定子中的线圈绕组至少需要有3对引出线与外接线路连接才能正常工作，因此，线圈绕组需要3的正整数倍个的线圈叠合才能使用，由于每个线圈本身具有一定的厚度，尤其是在需要电机的功率较大的情况下，则需要较多个数的线圈进行叠合或者增加单个线圈的绕制圈数来实现，使得叠合形成的线圈绕组的厚度较大，因而使得生产出的定子的体积较大，增大了电机的体积。同时，电机在工作时，转子设置在定子的两侧面转动，电机工作时所能利用的是各线圈的有效段与转子上的磁钢对应部分即磁铁扫射边所产生的磁场，由于线圈绕组上的各线圈与转子通常是平行设置的，因此，远离转子的线圈所产生的磁场到达转子时会变得较弱，使得电机的磁利用率较低，生产出的电机扭矩小，且由于线圈绕组上的各线圈与两侧的转子之间的距离存在差异，技术人员很难精确地设计出电机的实际所需功率大小。还有，由于叠合形成线圈绕组的单个线圈都是平面的环形结构，即线圈的内、外无效边与磁铁扫射边相平，因此叠合形成的线圈绕组在注塑成定子后，线圈绕组的内外边缘部无法与定子的内外部凸起形状配合，使得注塑成的定子的结构强度较低。正是由于上述这些缺陷的存在，使得现有的无刷无铁芯盘式永磁电机无法实现大功率电机的生产应用。

发明内容

本发明提供了一种各线圈的磁铁扫射边位于同一平面内且高度一致的无刷无铁芯盘式永磁电机的定子绕组结构，使得生产出的电机体积较小，磁场的利用率高，电机的功率可根据实际需要精确设计；解决了现有技术中存在的无刷无铁芯盘式永磁电机体积较大、磁场的利用率低及电机的功率难以精确设计等的技术问题。

本发明同时还提供了一种各线圈的内、外无效边分别相对各自对应的磁铁扫射边上下弯折同时相互叠合的无刷无铁芯盘式永磁电机的定子绕组结构，形成相对磁铁扫射边上下凸起的内、外叠合部与定子的内外部凸起形状配合，解决了现有技术中存在的无刷无铁芯盘式永磁电机的定子结构强度低的技术问题。