專利名稱：無槽無刷直流電機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種無槽無刷直流電機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)，屬于電機(jī)制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)使用無槽結(jié)構(gòu)的無刷直流電動機(jī)還不多，但是無槽無刷直流電動機(jī)所具有的效率高、過載能力強(qiáng)、熱阻小、無齒槽力矩、運行平穩(wěn)性好等優(yōu)點將是無刷直流電動機(jī)發(fā)展的趨勢。無槽無刷直流電動機(jī)的定子鐵芯沒有齒槽，繞組直接布在定子鐵芯表面上，因此，必然會涉及到繞組的結(jié)構(gòu)形式以及如何將繞組固定在定子鐵芯上的問題。目前，無槽無刷直流電動機(jī)的繞組的結(jié)構(gòu)主要是杯形繞組，又分為斜繞組和疊繞組。斜繞組的跨距等于極距，斜槽跨度為一個極，而疊繞組又稱菱形繞組，是根據(jù)電機(jī)的極對數(shù)和虛擬槽數(shù)來計算繞組的跨距的，它們都是在繞組為整距分布方式的電機(jī)中使用。而在分?jǐn)?shù)槽集中繞組方式的電機(jī)中，繞組單個元件為跨在兩相鄰的虛擬槽里，即繞組單個元件纏繞的中間跨距為零時，這兩種杯形繞組不再適合使用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種無槽無刷直流電機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)。繞組為矩形排繞方式，解決了無槽無刷直流電動機(jī)采用分?jǐn)?shù)槽集中繞組方式時，繞組單個元件能夠布在中間跨距為零的兩個相鄰虛擬槽里的問題，從而克服現(xiàn)在技術(shù)的不足。本實用新型的技術(shù)方案一種無槽無刷直流電機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)，包括定子和轉(zhuǎn)子，在定子與轉(zhuǎn)子之間設(shè)有繞組，繞組由一組徑向截面形狀為弧形瓦片狀的線圈構(gòu)成的圓環(huán)狀繞組；線圈徑向截面的兩側(cè)邊為斜面，線圈與線圈的斜面重疊排列。前述無槽無刷直流電機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)中，所述線圈兩側(cè)邊的斜面與外弧面相交的邊為上層邊，線圈兩側(cè)邊的斜面與內(nèi)弧面相交的邊為下層邊；上層邊與下層邊重疊交錯排列。前述無槽無刷直流電機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)中，所述線圈由一組首尾相連的矩形導(dǎo)線環(huán)構(gòu)成，矩形導(dǎo)線環(huán)包括與定子內(nèi)弧面平行設(shè)置的有效邊和連接有效邊的無效邊；相鄰矩形導(dǎo)線環(huán)的有效邊依次錯開排列。前述無槽無刷直流電機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)中，所述定子包括一組虛擬槽；上層邊與下層邊的重疊交錯排列位置位于虛擬槽處。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型繞組為矩形排繞方式，解決了無槽無刷直流電動機(jī)采用分?jǐn)?shù)槽集中繞組方式時，繞組單個元件能夠布在中間跨距為零的兩個相鄰虛擬槽里的問題。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，加工簡便；繞組的有效邊和連接邊長度容易確定，便于電機(jī)電阻精確計算；繞組的端部較短，能夠有效減小電機(jī)銅損提高電機(jī)的效率，并且較短的端部可以使電機(jī)的軸向長度縮短，利于電機(jī)小型化、輕量化的設(shè)計；繞組排繞在一起的厚度較小， 約為兩層線的厚度，可以使電機(jī)取更小的氣隙，減小漏磁提高永磁體磁性能的利用率。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的立體示意圖；圖3是本實用新型線圈的形狀示意圖；圖4是本實用新型線圈的排線示意圖。附圖中的標(biāo)記為1-定子，2-轉(zhuǎn)子，3-線圈，4-斜面，5-無效邊，6_外弧面，7_上層邊，8-內(nèi)弧面，9-下層邊，10-矩形導(dǎo)線環(huán)，11-有效邊。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明，但并不作為對本實用新型限制的依據(jù)。實施例。一種無槽無刷直流電機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)，如圖1和圖2所示。包括定子1和轉(zhuǎn)子2，在定子1與轉(zhuǎn)子2之間設(shè)有繞組，其特征在于繞組由一組徑向截面形狀為弧形瓦片狀的線圈3構(gòu)成的圓環(huán)狀繞組；線圈3徑向截面的兩側(cè)邊為斜面4，線圈3與線圈3的斜面4重疊排列。如圖3所示，線圈3兩側(cè)邊的斜面4與外弧面6相交的邊為上層邊7，線圈 3兩側(cè)邊的斜面4與內(nèi)弧面8相交的邊為下層邊9 ；上層邊7與下層邊9重疊交錯排列。如圖4所示，線圈3由一組首尾相連的矩形導(dǎo)線環(huán)10構(gòu)成，矩形導(dǎo)線環(huán)10包括與定子1內(nèi)弧面平行設(shè)置的有效邊11和連接有效邊11的無效邊5 ；相鄰矩形導(dǎo)線環(huán)10的有效邊11依次錯開排列。所述定子包括一組虛擬槽；上層邊與下層邊的重疊交錯排列位置位于虛擬槽處。本實用新型的具體實施過程本實用新型的繞組結(jié)構(gòu)為矩形排繞方式(見圖4)，繞組單個線圈形狀為矩形，矩形線圈的其中兩條等長邊是布在定子1的鐵芯上的，為線圈有效邊11，線圈3有效邊的長度比定子1的鐵芯厚度大3 4mm，利于保證線圈實際布在定子1鐵芯上的有效長度和繞組端部整形；線圈3的另外兩條邊為連接邊對電機(jī)不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，只對有效邊起連接作用，稱為無效邊5。無效邊5的長度等于定子鐵芯內(nèi)孔的圓周長除以總槽數(shù)所得的值，即為兩相鄰的兩個虛擬槽(每個線圈在定子上產(chǎn)生的磁極交匯處即為虛擬槽)的距離或一個槽的寬度；根據(jù)電機(jī)電磁參數(shù)計算確定每槽導(dǎo)體數(shù)后，取布滿率達(dá)99% 100%，來計算所能夠選擇的最大線徑，從而使繞組能夠均勻的依次排布。繞組的每個線圈由一根漆包線類似螺旋形狀連續(xù)繞制成的矩形導(dǎo)線環(huán)10，每個矩形導(dǎo)線環(huán)10形狀尺寸均一致的并排在一起，在保持線圈有效邊并排的寬度不變的方向?qū)⒕€圈推倒壓扁使矩形導(dǎo)線環(huán)10依次重疊形成上層邊7和下層邊9，上層邊7和下層邊9相互錯開重疊排列。每個重疊排列的位置與定子1鐵芯上的虛擬槽位置相對應(yīng)。在定子鐵芯的內(nèi)孔表面上，將兩兩相鄰線圈的上層邊疊在另一個元件的下層邊上，即可形成一個完整的雙層繞組結(jié)構(gòu)，此種繞組結(jié)構(gòu)應(yīng)用在采用分?jǐn)?shù)槽集中繞組方式的無槽無刷直流電動機(jī)時，能夠滿足將繞組單個元件布在相鄰兩槽跨距為零的要求。本實用新型根據(jù)無槽無刷直流電動機(jī)的相數(shù)和槽數(shù)，確定了單相繞組的元件數(shù)， 單相繞組由單根漆包線連續(xù)繞制將各個元件連接在一起，各個元件之間的連接線留有足夠長度保證跨距要求，按照相序?qū)⒏飨嗬@組的各個元件遵從上層邊疊在下層邊的原則依次排繞在一起組成整圓，各相繞組的端部接成星形或者三角形形式，即構(gòu)成了無槽無刷直流電動機(jī)的雙層繞組結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種無槽無刷直流電機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)，包括定子(1)和轉(zhuǎn)子(2)，在定子(1)與轉(zhuǎn)子 (2)之間設(shè)有繞組，其特征在于繞組由一組徑向截面形狀為弧形瓦片狀的線圈(3)構(gòu)成的圓環(huán)狀繞組；線圈(3)徑向截面的兩側(cè)邊為斜面(4)，線圈(3)與線圈(3)的斜面(4)重疊排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述無槽無刷直流電機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)，其特征在于所述線圈(3)兩側(cè)邊的斜面(4)與外弧面(6)相交的邊為上層邊(7)，線圈(3)兩側(cè)邊的斜面(4)與內(nèi)弧面 (8)相交的邊為下層邊(9)；上層邊(7)與下層邊(9)重疊交錯排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述無槽無刷直流電機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)，其特征在于所述線圈(3)由一組首尾相連的矩形導(dǎo)線環(huán)(10)構(gòu)成，矩形導(dǎo)線環(huán)(10)包括與定子(1)內(nèi)弧面平行設(shè)置的有效邊(11)和連接有效邊(11)的無效邊(5)；相鄰矩形導(dǎo)線環(huán)(10)的有效邊(11)依次錯開排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述無槽無刷直流電機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)，其特征在于所述定子(1)包括一組虛擬槽；上層邊(7)與下層邊(9)的重疊交錯排列位置位于虛擬槽處。
專利摘要本實用新型公開了一種無槽無刷直流電機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)。包括定子(1)和轉(zhuǎn)子(2)，在定子(1)與轉(zhuǎn)子(2)之間設(shè)有繞組。繞組由一組徑向截面形狀為弧形瓦片狀的線圈(3)構(gòu)成的圓環(huán)狀繞組；線圈(3)徑向截面的兩側(cè)邊為斜面(4)，線圈(3)與線圈(3)的斜面(4)重疊排列。本實用新型繞組為矩形排繞方式，解決了無槽無刷直流電動機(jī)采用分?jǐn)?shù)槽集中繞組方式時，繞組單個元件能夠布在中間跨距為零的兩個相鄰虛擬槽里的問題。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，加工簡便；便于電機(jī)電阻精確計算；繞組的端部較短，能夠有效減小電機(jī)銅損提高電機(jī)的效率，利于電機(jī)小型化、輕量化的設(shè)計；可以使電機(jī)取更小的氣隙，減小漏磁提高永磁體磁性能的利用率。
文檔編號H02K3/04GK202197201SQ20112034426
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者覃萬健 申請人:林泉航天電機(jī)有限公司, 貴州航天工業(yè)有限責(zé)任公司