導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)及具有該結(jié)構(gòu)的定子盤和無鐵芯盤式電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及機(jī)械電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)，W及具有該導(dǎo)磁介 質(zhì)結(jié)構(gòu)的定子盤及無鐵忍盤式電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電氣設(shè)備小型化趨勢(shì)，對(duì)微型電機(jī)的需求日益增加，盤式電機(jī)具有體積小、重 量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備中。在現(xiàn)有技術(shù)中，用于盤式 電機(jī)的定子盤大多是有鐵忍或無鐵忍結(jié)構(gòu)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，相電流通過線圈能夠在其 周圍產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)，使得永磁體的轉(zhuǎn)子按旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的目 的。
[0003] 有鐵忍結(jié)構(gòu)多是由帶形秒鋼片沖制間距不等的邊槽卷繞構(gòu)成，通常采用單邊齒槽 或雙邊齒槽的結(jié)構(gòu)。由于齒槽的存在給電機(jī)帶來了齒槽轉(zhuǎn)矩，增加電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，使電機(jī) 的運(yùn)行效果大打折扣。基于磁路的設(shè)計(jì)，齒槽的輛部需要提供磁通路徑，并且中間定子結(jié)構(gòu) 的雙邊磁路都要通過輛部，為了防止輛部磁場(chǎng)密度過高導(dǎo)致過熱，影響效率和電機(jī)性能，輛 部需要保證一定的厚度，同時(shí)加上齒本身的厚度，定子部分的厚度較大，致使整個(gè)電機(jī)的軸 向長(zhǎng)度較長(zhǎng)，不利于在一些結(jié)構(gòu)安裝要求緊湊的場(chǎng)合使用。由于厚度的增加，必然需要足夠 的氣隙空間保證電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為了使磁場(chǎng)強(qiáng)度維持在一定范圍內(nèi)，必須增加轉(zhuǎn)子的永 磁體厚度，運(yùn)需要大量的磁鋼，極大提高了電機(jī)的制造成本。同時(shí)，定子部分鐵損較多，發(fā)熱 比較嚴(yán)重。中間轉(zhuǎn)子往往將磁鋼固定在非導(dǎo)磁材料制成的轉(zhuǎn)子支架上，在高轉(zhuǎn)速、高功率密 度的情況下，為確保使用安全，運(yùn)種結(jié)構(gòu)封裝十分困難，批產(chǎn)難度很高。
[0004] 無鐵忍結(jié)構(gòu)又稱為注塑或灌注成形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是將繞制好的線圈放在模具內(nèi)， 注塑或灌注成一體成型的工藝，繞組制造工藝復(fù)雜，采用此工藝制成的定子盤較厚，造成電 機(jī)等效氣隙長(zhǎng)度增大，導(dǎo)致所需激磁磁勢(shì)大，磁場(chǎng)功率密度利用率較低。由于無鐵忍結(jié)構(gòu)去 除了定子盤中間的鐵忍材料，相比使用同等永磁材料的有鐵忍結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生的扭矩偏小，如果 要達(dá)到相同的扭矩，則無鐵忍結(jié)構(gòu)需要使用更多的永磁材料，必然增加了電機(jī)的制造成本。
[0005] 綜上，現(xiàn)有技術(shù)存在的主要缺陷是:第一，有鐵忍結(jié)構(gòu)齒槽的存在給電機(jī)帶來了齒 槽轉(zhuǎn)矩，增加電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，使電機(jī)的運(yùn)行效果大打折扣;第二，無鐵忍結(jié)構(gòu)雖然沒有齒 槽，但為了達(dá)到與有鐵忍結(jié)構(gòu)相同的扭矩，不得不增加永磁體材料使用量，大大增加了電機(jī) 的制造成本;第S，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)對(duì)封裝的要求很高，制作工藝復(fù)雜，批產(chǎn)難度很高;第四，現(xiàn)有 結(jié)構(gòu)造成電機(jī)的軸向長(zhǎng)度較長(zhǎng)，不利于緊湊型場(chǎng)合的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有盤式電機(jī)無鐵忍或有鐵忍定子盤技術(shù)方案中 存在的上述問題，提供了一種內(nèi)嵌導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)的無鐵忍定子盤盤式電機(jī)，無齒槽結(jié)構(gòu)去 除了有鐵忍電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，提高電機(jī)運(yùn)行效果，并減少定子盤軸向長(zhǎng)度從而減少電機(jī)尺 寸，使電機(jī)能夠應(yīng)用于更多場(chǎng)合，加入導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)使得磁場(chǎng)強(qiáng)度顯著增加，在相同扭矩的 情況下能夠減少永磁材料的使用量，降低電機(jī)的制造成本。
[0007]為此，本發(fā)明提供一種導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)（1)用于無鐵忍盤式電機(jī) 的定子盤(2)，其包括:相互獨(dú)立的導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)（1)設(shè)置于無鐵忍盤式電機(jī)定子盤(2)的基 板(22)上。
[000引進(jìn)一步的，相互獨(dú)立的導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)（1)包括至少一個(gè)凸出的固定位（11)，由彈性 材料(12)髓住后固定于定子盤(2)的基板(22)預(yù)設(shè)的安裝位(24)中。
[0009] 進(jìn)一步的，相互獨(dú)立的導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)（1)膠粘于基板(22)上。
[0010] 進(jìn)一步的，相互獨(dú)立的導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)（1)預(yù)留位置傳感器缺口（13)。
[0011] 進(jìn)一步的，相互獨(dú)立的導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)（1)設(shè)置于基板(22)的同一面上或兩面上。
[0012] 本發(fā)明還提供一種定子盤，所述定子盤(2)包括:具有軸孔(21)的基板(22)，如上 所述的任一導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)，其中相互獨(dú)立的導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)（1)設(shè)置于基板(22)上，及線圈繞 組(23)分別獨(dú)立設(shè)置于所述獨(dú)立的導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)（1)周圍。
[0013] 進(jìn)一步的，線圈繞組(23)沿基板(22)徑向平面鋪開繞制。
[0014] 進(jìn)一步的，基板(22)為單面或雙面。
[0015] 進(jìn)一步的，基板(22)為一個(gè)或一個(gè)W上，并為軸向疊加排列。
[0016] 進(jìn)一步的，線圈繞組(23)為=相，每相線圈個(gè)數(shù)為至少一個(gè)，相鄰排布設(shè)置于基板 (22)的同一面。
[0017] 進(jìn)一步的，線圈繞組(23)為=相，每相線圈個(gè)數(shù)為二的倍數(shù)，其中每相線圈數(shù)量的 一半相鄰排布設(shè)置于基板(22)的第一表面，另一半按軸向投影相同相位相鄰排布設(shè)置于基 板(22)的第二表面。
[0018] 本發(fā)明還提供一種無鐵忍盤式電機(jī)，其包括:任一如上所述的導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)。
[0019] 綜上所述，本發(fā)明提供的導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)及具有該導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)的定子盤及無鐵忍 盤式電機(jī)。與有鐵忍結(jié)構(gòu)相比，由于沒有齒槽的存在，克服了有鐵忍定子盤齒槽轉(zhuǎn)矩的缺 陷，降低了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，并且定子盤的軸向長(zhǎng)度大大縮短，整體結(jié)構(gòu)緊湊，擴(kuò)大了電機(jī) 的使用范圍。與傳統(tǒng)無鐵忍結(jié)構(gòu)相比，由于存在導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)，氣隙磁場(chǎng)密度得到極大的提 高，大大增加了電機(jī)的功率密度，即使氣隙長(zhǎng)度變大，磁場(chǎng)密度也不會(huì)顯著減少，降低了傳 統(tǒng)無鐵忍定子盤大量采用磁鋼的成本，進(jìn)而降低了電機(jī)的制造成本。與現(xiàn)有成型工藝相比， 本發(fā)明提供的導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)加工簡(jiǎn)單，成本較低，也可W起到精確定位的功能，采用耐高溫 材料將導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)、線圈繞組與定子盤基板整體塑封而成，工藝簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0020] 圖1所示為本發(fā)明提供的導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2A所示為本發(fā)明提供的帶有固定位的導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)仰視圖。
[0022] 圖2B所示為本發(fā)明提供的帶有固定位的導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)左視圖。
[0023] 圖3所示為本發(fā)明提供的預(yù)留位置傳感器缺口的導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖4A所示為本發(fā)明一實(shí)施例提供的具有導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)的定子盤俯視圖。
[0025] 圖4B所示為本發(fā)明一實(shí)施例提供的具有導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)的定子盤左視圖局部放大 圖。
[0026] 圖4C所示為本發(fā)明一實(shí)施例提供的具有導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)的定子盤電機(jī)機(jī)械特性曲 線圖。
[0027] 圖4D所示為本發(fā)明一實(shí)施例提供的具有導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)的定子盤電機(jī)效率曲線圖。
[0028] 圖5A所示為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的具有導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)的定子盤俯視圖。
[0029] 圖5B所示為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的具有導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)的定子盤左視圖。
[0030] 圖6所示為本發(fā)明一實(shí)施例提供的具有導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)的定子盤俯視圖。
[0031] 圖7所示為本發(fā)明一實(shí)施例提供的具有導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)的定子盤俯視圖。
[0032] 圖8所示為本發(fā)明一實(shí)施例提供的具有導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)的無鐵忍盤式電機(jī)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 為使本發(fā)明的目的、特征更明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作 進(jìn)一步的說明。下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例的附圖。對(duì)于本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù)運(yùn)些實(shí)施方式獲得其他的實(shí)施方 式。
[0034] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)中，采用有鐵忍結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩，降低電機(jī)的運(yùn)行效果，無鐵忍 結(jié)構(gòu)雖然沒有齒槽轉(zhuǎn)矩，但產(chǎn)生的扭矩偏小，需要大量增加永磁體材料才能達(dá)到與有鐵忍 結(jié)構(gòu)相同的電機(jī)效果，電機(jī)的制造成本較高。因此，本發(fā)明提供了一種導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)，能夠 在無鐵忍結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上W較少的永磁體材料達(dá)到與有鐵忍結(jié)構(gòu)相當(dāng)?shù)碾姍C(jī)效果，同時(shí)導(dǎo)磁介 質(zhì)結(jié)構(gòu)能夠起到精準(zhǔn)定位的作用，使得線圈繞組的安裝工藝更加簡(jiǎn)便。
[0035] 參見圖1，為本發(fā)明提供的一種導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036] 所述導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)用于無鐵忍盤式電機(jī)定子盤，其材料不限于娃鋼片、軟磁復(fù)合 材料或非晶合金等，形狀不限于扇形、矩形、梯形、圓形等，W及上述形狀的中屯、縷空形狀。 導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)（1)能夠通過膠水粘合在定子盤基板上，起到定位作用，線圈繞組能夠均勻圍 繞在導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)（1)的周邊。
[0037] 參見圖2A與2B，分別為本發(fā)明提供的一種帶有固定位的導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)仰視圖與左 視圖。
[0038] 由于導(dǎo)磁介質(zhì)材料的自身特征導(dǎo)致其無法加工成帶有螺紋的結(jié)構(gòu)再進(jìn)行安裝，因 此，除采用膠水粘合在基板上的方法外，本發(fā)明還提供了一種帶有固定位(11)的結(jié)構(gòu)，所述 導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)（1)包括至少一個(gè)凸出的固定位（11)，由彈性材料（12)髓住后固定于定子盤 (2)的基板(22)預(yù)設(shè)的安裝位(24)中，定位更加準(zhǔn)確，牢固程度也更高。
[0039] 參見圖3,為本發(fā)明提供的預(yù)留位置傳感器缺口的導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040] 帶有位置傳感器的電機(jī)能夠更準(zhǔn)確地檢測(cè)電機(jī)的磁性相位，本發(fā)明提供了一種預(yù) 留位置傳感器缺口（13)的導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)，該缺口形狀不限于矩形、扇形、梯形、圓形、W及任 何不規(guī)則形狀，用于位置傳感器的安裝和正常工作。
[0041 ]實(shí)施例一 請(qǐng)結(jié)合參見圖4A與圖4B，分別為本發(fā)明實(shí)施例中提供的具有導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)的定子盤俯 視圖與左視圖局部放大圖，W及參見圖4C與圖4D，分別為本發(fā)明實(shí)施例中提供的具有導(dǎo)磁 介質(zhì)結(jié)構(gòu)的定子盤電機(jī)機(jī)械特性曲線圖和電機(jī)效率曲線圖。
[0042] 本實(shí)施例所述定子盤(2)，包括： 軸孔(21); 基板(22)，在本實(shí)施例中，基板(22)表面W30度相位差均勻設(shè)置12對(duì)安裝位(24)，所述 安裝位(24)可W是凹槽，也可W是通孔； 導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)（1)，在本實(shí)施例中，導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)（1)位于基板(22)兩個(gè)面上，材料為軟 磁復(fù)合材料，形狀為扇形，每個(gè)所述導(dǎo)磁介質(zhì)結(jié)構(gòu)（1)帶有2個(gè)凸出的臺(tái)階式固定位(11)，相 互獨(dú)立的所