軸向磁路電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種動力電機.特別是一種結構簡單的軸向磁路電機。
【背景技術】
[0002]目前電機的類型，無不存在著結構.制造復雜，通風冷卻不易解決等諸多的問題，例如.鐵心原材料利用率不高.繞組復雜.下線比較困難.繞組的銅耗量較大。
【發明內容】
[0003]本發明為解決以上的問題而設計一種軸向磁路電機.這種新型結構，不僅大大提高了原材料的利用率，簡化了制造工藝，而且還具有機械，電氣等方面的優異特性。
[0003]本發明是這樣實現的，軸向磁路電機.轉子不在定子內部，而是被抽出放在電機的一靖旋轉。轉子包括磁極1、磁軛3和激磁繞組定子包括定子鐵心2、鐵心鐵軛4和定子繞組。磁極I和定子鐵心2分別是由矩形硅鋼片按徑向疊成截面為扇形的柱I狀體.其端面形狀相同.氣隙總體皇一平面，共同組成完整統一的磁路.激磁繞組、定子繞組5、電樞繞組分別有多個繞組元件交替套在磁極I和定子鐵心2上。磁軛3和鐵心鐵軛4分別是有帶狀娃鋼片盤繞成圓狀盤.本發明可以這樣實現:軸向磁路電機.當組成轉子磁極I的截面為扇形的柱狀體和組成定子鐵心2的截面為扇形妁柱狀體個數相等時.其繞組形式為全節距集中繞組.這兩組繞組的相位差為一百八十度電角。當組成定子鐵心2的截面為扇形的柱狀體的個數是組成轉子磁極I的截面為扇形的柱狀體的個散的整數倍時，其繞組形式為分布繞組.分布繞組的每組繞組內.每相鄰兩個繞組元件的相位差可以是九十度、六十度、四十五度、三十度、十五度.這兩組繞組的相位差為一百八十度電角。
[0004]本發明還可以是這樣實現的.三相交流發電機當組成定子鐵心2的截面為扇形的柱狀體的個數是組成轉子磁極I的截面為扇形的柱狀體的個數的1.5倍時，其繞組形式為全節距集中繞組，三組繞組的空間分布為一百二十度電角。
[0005]本發明還可以是這樣實現的，軸向磁路電機的轉子鐵心、定子鐵心2自然形成徑向通道，不但能容鈉繞組元件，而且還兼作經向通風溝。在磁軛3和鐵心鐵軛4上開孔.或留有夾縫作為軸向通風孔。繞組元件是緣定子鐵心周沿的大線圈。較傳統電機相比，不是深深埋人鐵心槽內，而是全部暴露出來.起到了自然冷卻、表面冷卻的作用。
[0006]此種結構電機的理論根據.仍然是電磁感應定律，其表達形式為:在閉路中感生電勢正比于穿過此閉路的磁通量的變化率。亦即說明獲得感生電勢的條件，在閉路里必需有磁通量的變化.式中的負號表示由感生電勢產生的電流.力圖阻礙磁通量的變化。
[0007]該結構電機的磁路，如圖7所示。當轉子按某一方向旋轉時，閉路內就有交變磁通，則導體內便有感生電勢產生。因為磁極的分布與定子鐵心的分布一一對應.所以當同性磁極連續兩次與同一定子鐵心端面完全重合(或完全錯開I時).即完成一個周期.如果每對磁極對定子鐵心所提供的最大磁通為m，由圖7中的磁路可知.每匝線圈內所鏈的最大磁通為Pm.可以認為當磁極端面與定子鐵心端面完全重合時.定子鐵心內的磁通量為最大值，當二者完全錯開時.定子鐵心的磁通量為零。
[0008]根據電機的可逆性.軸向磁路電機，通以直流電或交流電時，還可以做為電動機使用。
[0009]本發明的積極效果是:
(I)、轉子從定子內部抽出，故縮小電機的徑向尺寸，亦能保證足夠的氣隙截面。這對提高單位體積容量，節約用料有著積極的意義；(2).改變了傳統的外方內圓的鐵心沖片，有效地提高了導磁材料的利用率，單機重量將減輕；(3)、繞組采用大線圈.不再分有效邊和端接部分.尤有較大的磁通面積，在相同條件下.可獲得較高的感生電勢，故繞組的耗銅量小。該繞組形式不僅方便下線.絕緣.而且又有足夠的機械強度和介電強度。由于繞組形式單一，自然形成了縱向.橫向的通風孔道。便手散熱.從而簡化冷確設備；(4)、電樞磁場的軸線與轉子主磁場的軸線.在任何時候總是平行的.沒有橫交的情況.這樣電樞反應就比較簡單.從而可改善主磁場的畸變.則電勢波形質量也將有所提高。
[0010]以下結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。
[0011]圖1是本發明的一種整機分離結構圖。
[0012]圖2是本發明的縱剖面圖。
[0013]圖3是本發明的定子鐵心沿A— A線的橫剖面圖。
[0014]圖4是本發明的轉子鐵心沿B— B線的橫剖面圖。
[0015]圖5是本發明的一種六對磁極的全節距集中繞組示意圖。
[0016]圖6是本發明的一種二對磁掇的分布繞組示意圖。
[0017]圖7是本發明的磁路截面示意圖。
[0018]圖8是本發明的磁路展開示意圖。
[0019]圖9是本發明的一種三相交流發電機繞組分布示意圖。
[0020]如圖1、圈2所示.、鐵心鐵軛4.磁軛3是用帶狀硅鋼片盤繞成圓盤狀.內外層以較厚的材料作為夾板，再以若干螺釘.按輻射狀加以緊固。在盤繞過程中.按一定尺寸留有夾縫.作為軸向通風孔道。在定子鐵心和轉子鐵心的柱狀體下端加工成燕尾楔，在鐵心鐵軛4和磁軛I的相應處開有燕尾槽，將柱狀體從圓心徑向嵌人。也可以用螺釘將柱狀體直接緊固在鐵心鐵軛I和磁軛I上。或者用較寬的硅鋼片盤繞成型后，用刨床刨出徑向溝槽以顯示出定子鐵心、轉子鐵心的柱狀體。
[0021]如圖5所示，是六對磁極的全節距集中繞組示意圖.兩繞組均是緣定子周沿套人的大線圈.交替套在定子鐵心上，兩組繞組的相位差為一百八十度電角。
[0022]如圖6所示.是二對磁極的分布繞組示意圖。定子鐵心柱狀體的個數是轉子鐵心柱狀體的2倍，在同一組內，兩個繞組元件的相位差為九十度電角，兩組繞組的相位差為一百八十度電角。
[0023]如圖8所示,是二對磁極三相交流發電機繞組分布示意圖。定子鐵心柱狀體的個數是轉子鐵心狀體的1.5倍，繞組形式為全節距集中繞組，三組繞組按一百二十度電角依次套在定子鐵心上。
【主權項】
1.軸向磁路電機，包括定子部分和轉子部分，其特征在于:定子、轉子分居電機的兩端，轉子鐵心和定子鐵心分別是由矩形硅鋼片按徑向疊成的截面呈扇形的柱狀體組成，激磁繞組，定子繞組，電樞繞組是有多個繞組元件交替套在磁極和定子鐵心上的，磁軛3和鐵心鐵軛4分別由帶狀硅鋼片盤繞成圓盤狀。
2.根據權利要求1所述的電機，其特征在于:繞組元件是緣定子鐵心周沿的大線圈。
3.根據權利要求1所述的電機，其特征在于:組成磁極I的，截面為扇形的柱體狀和組成定子鐵心2的截面為扇形的柱狀體個數相等，其繞組形式為全節距集中繞組。
4.根據權利要求3所述電機，其特征在于:全節距集中繞組的兩組繞組，其相位差為一百八十度電角。
5.根據權利要求1所述的電機，其特征在于:組成定子鐵心2的截面為扇形的柱狀體的個數是組成磁極I的截面為扇形的柱狀體的個數的整數倍，其繞組形勢為分布繞組。
6.根據權利要求4所述的電機，其特征在于:分布繞組的每組繞組內，每相鄰兩個繞組元件的相位差可以是九十度、六十度、四十五度、三十度電角，兩組繞組其相位差為一百八十度電角。
7.根據權利要求1所述的電機，其特征在于:三相交流發電機組成定子鐵心2的截面為扇形的柱狀體的個數是組成磁極I的截面為扇形的柱狀體的個數的1.5倍.其繞組形式為全節距集中繞組，三組繞組的空間分布為一百二十度電角。
【專利摘要】本發明是一種涉及伺服和動力電機，特別是一種磁路零部件以形狀、樣式、結構為特征的，轉子不在定子內部，而被抽出在電機的一端，有軸承裝置以軸向面對定子旋轉的電機，該結構電機定子、轉子分居電機的兩端，且取材料均為條形原材料，不再是外方內圓的沖片傳統工藝。磁軛、鐵芯鐵軛分別由帶狀材料盤繞疊成圓盤狀，繞組為緣定子鐵心周沿套上的大線圈，因繞組、鐵心結構簡單，自然形成縱、橫向通風孔道，便于散熱、簡化冷卻設備。
【IPC分類】H02K1-06, H02K3-18, H02K3-28
【公開號】CN104753190
【申請號】CN201310746602
【發明人】張大寶, 賈學思, 董勇紀
【申請人】河南超微電動汽車有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月31日