電機的制作方法

本發明涉及驅動領域，具體地，涉及一種無槽電機。

背景技術：

一種傳統的無槽電機的定子包括定子筒狀磁芯以及繞制在筒狀磁芯上的定子繞組，定子繞組由多個線圈元件組成，線圈元件對于電機至關重要，關系著制程、反電動勢等等。

技術實現要素：

本發明的特征和優點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本發明而學習。

為克服現有技術的問題，本發明提供一種電機，包括定子和可轉動地安裝到定子的轉子，所述定子包括筒狀磁芯、繞制到所述筒狀磁芯的定子繞組；所述轉子包括內圓筒、套設在內圓筒外的外圓筒、安裝到內圓筒外壁的第一永磁體、以及安裝到外圓筒內壁的第二永磁體；所述筒狀磁芯位于所述第一永磁體、第二永磁體之間；所述第一永磁體形成p對磁極，所述第二永磁體形成p對磁極，其中p為大于1的整數；所述定子繞組為三相繞組，每相繞組包括n*p個并聯的線圈元件，其中n為大于0的整數；所述第一永磁體的p對磁極中，每對磁極與3n個線圈元件對應。

作為本發明的一種改進方案，所述第一永磁體面朝所述筒狀磁芯的磁極磁性與對應所述第二永磁體面朝所述筒狀磁芯的磁極磁性相同。

作為本發明的一種改進方案，p為5。

作為本發明的一種改進方案，n為1，且電機的相寬為120度電角度。

作為本發明的一種改進方案，所述定子繞組采用y形連接。

作為本發明的一種改進方案，n為2，且電機的相寬為60度電角度。

作為本發明的一種改進方案，所述定子繞組采用三角形連接。

作為本發明的一種改進方案，所述線圈元件由繞制到所述筒狀磁芯上的奇數層線圈組成。

作為本發明的一種改進方案，每個線圈元件的奇數層線圈中，較內層的線圈由若干互相緊挨的線匝順次排列形成。

作為本發明的一種改進方案，所述線圈元件由繞制到所述筒狀磁芯上的三層線圈組成。

作為本發明的一種改進方案，所述線圈元件由一根無間斷的導線繞制而成。

作為本發明的一種改進方案，所述筒狀磁芯的兩個軸向端設有環狀絕緣墊，所述環狀絕緣墊遠離所述筒狀磁芯的一面為弧形表面，所述繞組沿著所述弧形表面彎折。

作為本發明的一種改進方案，所述環狀絕緣墊上設用于將相鄰的線圈元件隔開的分隔結構。

本發明提供的電機，定子磁芯無繞線齒從而也叫無槽電機，定子繞組直接繞設于筒狀磁芯上，使定子繞組的每相繞組包括n*p個并聯的線圈元件，其中n為大于0的整數；所述第一永磁體的p對磁極中，每對磁極與3n個線圈元件對應，從而使得反電動勢曲線更接近正弦曲線。

通過閱讀說明書，本領域普通技術人員將更好地了解這些技術方案的特征和內容。

附圖說明

下面通過參考附圖并結合實例具體地描述本發明，本發明的優點和實現方式將會更加明顯，其中附圖所示內容僅用于對本發明的解釋說明，而不構成對本發明的任何意義上的限制，在附圖中：

圖1為本發明實施例的電機的結構示意圖。

圖2為本發明第一實施例的電機的簡化示意圖。

圖3為本發明第一實施例的定子的結構示意圖。

圖4為本發明第一實施例的環形絕緣墊的結構示意圖。

圖5為本發明第一實施例的定子的剖視圖。

圖6為本發明實施例的線圈連接盤的結構示意圖。

圖7為本發明第一實施例的線圈元件電聯的電路示意圖。

圖8為本發明第二實施例的電機的簡化示意圖。

圖9為本發明第二實施例的線圈元件電聯的電路示意圖。

圖10為本發明第二實施例的定子的剖視圖。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，本發明提供一種電機，包括定子20和可轉動地安裝到電機定子20的轉子。定子20包括固定支架24、安裝到固定支架24的筒狀磁芯23、安裝于筒狀磁芯23的兩個軸向端的環狀絕緣墊21、繞制到筒狀磁芯23的定子繞組30。固定支架24中心具有柱狀的轂部25，轂部25的兩端安裝有滾動軸承26。筒狀磁芯23環繞轂部25。本實施例中，筒狀磁芯23、環狀絕緣墊21和定子繞組30作為一個整體被固定到固定支架24，例如，通過注塑的方式固定到固定支架24。

轉子包括轉軸51、固定到轉軸51的連接結構53、固定到連接結構53 且環繞轉軸51的外圓筒56、固定到連接結構53且位于外圓筒56內側的內圓筒58，以及安裝到外圓筒56內壁的第二永磁體57、安裝到內圓筒58外壁的第一永磁體59。轉子的轉軸51被軸承26支撐并安裝到柱狀的轂部25，從而使轉子能夠相對于定子轉動。筒狀磁芯23位于第一永磁體59、第二永磁體57之間。第一永磁體59沿徑向極化，沿周向交替排列，共形成p對磁極，相鄰磁極的極性相反，其中p為大于1的整數。第二永磁體57也沿徑向極化，沿周向交替排列，形成p對磁極，相鄰磁極的極性相反；且第一永磁體59面朝筒狀磁芯23的磁極磁性與對應第二永磁體57面朝筒狀磁芯23的磁極磁性相同。本實施例中，連接結構53的為圓盤形，在連接結構53的中心設有軸向延伸的轂部54。轂部54固定到轉軸51，外圓筒56和內圓筒58固定到連接板53，從而使外圓筒56和內圓筒58跟隨轉軸一起轉動。

定子繞組30為三相繞組，每相繞組包括n*p個并聯的線圈元件31，其中n為大于0的整數；上述第一永磁體的p對磁極中，每對磁極與3n個線圈元件對應，類似地，上述第二永磁體的p對磁極中，每對磁極與3n個線圈元件對應。

請同時參照圖2至圖5，在本實施例中，p取值為5，n取值為1，即，第一永磁體59共形成5對(即，p對)磁極，第二永磁體57共形成5對(即，p對)磁極。每相繞組包括5個(即，n*p)并聯的線圈元件31，三相繞組共具有15個線圈元件。第一永磁體59或第二永磁體57的5對磁極中，每對磁極(即一對相鄰的n極和s極)與3個(即，3n)線圈元件31對應，此時電機的相寬(phaseband)為120度電角度。

在具體實施時，環狀絕緣墊21上可設置多個分隔結構如分隔柱29，用于將相鄰的線圈元件31隔開。筒狀磁芯23的外壁可覆有絕緣薄膜22，當然，由于環狀絕緣墊21的設置，筒狀磁芯23的上表面及下表面可以不必 覆蓋絕緣薄膜。

如圖4和圖5所示，分隔柱29靠近環狀絕緣墊21的外邊緣設置；雖然圖中未顯示，但在實際應用中，分隔柱29還可以沿筒狀磁芯的軸向向另一端的環狀絕緣墊21延伸。環狀絕緣墊21的遠離所述筒狀磁芯的表面28為平滑的表面，使線圈元件的繞線能沿所述平滑的表面進行平滑地彎曲與轉向，使線圈能更好地繞制在筒狀磁芯23上。

線圈元件31由繞制到筒狀磁芯上的奇數層線圈組成，例如一層、三層或五層；每個線圈元件的奇數層線圈中，較外層的線圈繞制與較內層的線圈外側，較內層的線圈由若干互相緊挨的線匝順次排列形成，如此，較外層的線圈的線匝就不會落入較內層。

因為每個繞組由奇數層線圈組成，所以，對于先后繞制的第一線圈元件、第二線圈元件，第一線圈元件的末端線端與第二線圈元件的始端線端相鄰；繞制到筒狀磁芯的多個線圈元件31可以由一根無間斷的導線連續繞制而成。

當第一線圈元件由超過一層的奇數層線圈組成，第一線圈元件的最內層線圈的形成方向為逐漸靠近第二線圈元件的方向，第一線圈元件任意兩層相鄰線圈的形成方向相反。

具體地，在本實施例中，如圖5所示，線圈元件31由繞制到筒狀磁芯上的三層線圈組成。具體地，在繞制當前線圈元件時，緊貼筒狀磁芯以及環狀絕緣墊繞制第一層線圈61，且相鄰的線匝之間不存在空隙，彼此緊貼，優選地，第一層線圈從左到右逐漸覆蓋兩個分隔柱之間的環狀絕緣墊部分；第二層線圈62繞制在第一層線圈61上，同樣相鄰的線匝之間不存在空隙，彼此緊貼，優選地，第二層線圈62從右到左逐漸覆蓋兩個分隔柱之間的第一層線圈；第三層線圈63繞制在第二層線圈62上，相鄰的線匝之間可以存在空隙，在本實施例中，第三層線圈63的線匝之間同樣不存在空隙，彼 此緊貼。第三層線圈63繞制結束后，相當于當前線圈元件已繞制完畢，可以在當前線圈元件的右側繼續繞制下一個線圈元件。每個線圈元件的層數越多，對應的線圈匝數就越多。每個線圈元件具有奇數層線圈，就能確保當前線圈元件的末端端部與下一個線圈元件的始端端部靠得很近，有效地減少了線圈元件的端部長度。

線圈元件31在電路上呈并聯關系，在具體實施時，請參照圖6，圖6為本發明實施例的線圈連接盤的結構示意圖。線圈連接盤40的主體框架48為一個絕緣圓環，第一供電線路41沿絕緣圓環周向設置在主體框架48上，第一供電線路41上設有多個第一掛鉤42；第二供電線路43沿絕緣圓環周向設置在主體框架48上第一供電線路41的外圍，第二供電線路43上設有多個第二掛鉤44；第三供電線路45沿絕緣圓環周向設置在主體框架48上第二供電線路43的外圍，第三供電線路45上設有多個第三掛鉤46。上述第一掛鉤42、第二掛鉤44、第三掛鉤46順次地、交替地排列，即以第一掛鉤42、第二掛鉤44、第三掛鉤46作為一個單位重復排列。每個線圈元件的兩個端部分別與相鄰第一掛鉤42、第二掛鉤44或第三掛鉤46相連。本實施例中，線圈元件31采取如圖7所示的三角形連接方式。其中，a1、b1、c1、a2、b2、c2、a3、b3、c3、a4、b4、c4、a5、b5、c5表示線圈元件，u、v、w表示三條供電線路，即上述的第一供電線路、第二供電線路以及第三供電線路。

如圖8所示，在本實施例中，p取值為5，即，第一永磁體59共形成5對(即，p對)磁極，第二永磁體57共形成5對(即，p對)磁極。與上一實施例不同的是，在本實施例中，n的取值為2，因此，每相繞組包括10個(即，n*p)并聯的線圈元件32，三相定子繞組30共包括30個線圈元件32。第一永磁體59或第二永磁體57的5對磁極中，每對磁極與6個線圈元件32對應，此時電機的相寬為60度電角度。在線圈元件32的電路連接 上采取如圖9所示的y形連接方式，同樣可以使用如圖6所示的線圈連接盤，但所有的線圈元件還需要與一根導線或導電圈相連。如圖10所示，在本實施例中，每個線圈元件32僅由一層線圈組成。

本發明提供的電機，轉子的第一永磁體、第二永磁體形成的p對磁極中，定子繞組的每相繞組包括n*p個并聯的線圈元件，其中n為大于0的整數；每對磁極與3n個線圈元件對應，從而使得反電動勢曲線更接近正弦曲線；線圈元件的線圈采用奇數層線圈，從而使每個線圈元件采用一根無間斷的導線即可完成繞制；線圈元件間采用三角形或y形連接方式，使相位區域更對稱。

以上參照附圖說明了本發明的優選實施例，本領域技術人員不脫離本發明的范圍和實質，可以有多種變型方案實現本發明。舉例而言，作為一個實施例的部分示出或描述的特征可用于另一實施例以得到又一實施例。以上僅為本發明較佳可行的實施例而已，并非因此局限本發明的權利范圍，凡運用本發明說明書及附圖內容所作的等效變化，均包含于本發明的權利范圍之內。