專(zhuān)利名稱(chēng)：一種繞組為印刷電路板結(jié)構(gòu)的盤(pán)式永磁電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種盤(pán)式永磁電機(jī)，尤其是繞組為印刷電路板結(jié)構(gòu)的盤(pán)式永磁電機(jī)。
背景技術(shù)：
盤(pán)式永磁電機(jī)因其氣隙磁場(chǎng)沿軸向分布又被稱(chēng)為軸向磁場(chǎng)電機(jī)，這種電機(jī)結(jié)構(gòu)扁 平，軸向尺寸短，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，轉(zhuǎn)矩密度高，適用于要求薄型安裝空間的驅(qū)動(dòng)或伺服領(lǐng)域。目前，盤(pán)式永磁電機(jī)電樞的生產(chǎn)制造工藝是制約盤(pán)式永磁電機(jī)更廣泛應(yīng)用的一個(gè) 瓶頸，其主要表現(xiàn)在鐵心生產(chǎn)工藝和繞線工藝兩個(gè)方面。在鐵心生產(chǎn)工藝方面，與傳統(tǒng)的徑 向式磁場(chǎng)電機(jī)鐵心為硅鋼片疊裝結(jié)構(gòu)所不同，盤(pán)式永磁電機(jī)的鐵心為硅鋼片卷繞結(jié)構(gòu)，而 在卷繞結(jié)構(gòu)的鐵心上進(jìn)行開(kāi)槽，其工藝相當(dāng)復(fù)雜，成本較高。在繞線工藝方面，傳統(tǒng)的徑向 式磁場(chǎng)電機(jī)繞線下線工藝成熟，大多能實(shí)現(xiàn)機(jī)器自動(dòng)化繞線和下線，而盤(pán)式永磁電機(jī)的下 線工藝復(fù)雜，繞組端部交叉堆積嚴(yán)重，無(wú)法使用機(jī)器自動(dòng)下線，容易出現(xiàn)人為的工藝缺陷， 費(fèi)時(shí)費(fèi)力，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型電機(jī)電樞結(jié)構(gòu)的盤(pán)式永磁電機(jī)，提高生產(chǎn)效率，降 低生產(chǎn)成本。本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種盤(pán)式永磁電機(jī)，包括定子組件、轉(zhuǎn)子組件、軸系、殼 體，其特征是氣隙主磁場(chǎng)的方向?yàn)殡姍C(jī)軸向方向；定子組件為無(wú)槽結(jié)構(gòu)或者無(wú)鐵心結(jié)構(gòu)； 產(chǎn)生電勵(lì)磁的電樞繞組固定在定子上，所述的電樞繞組為印刷電路板結(jié)構(gòu)PCB (Printed Circuit Board)；轉(zhuǎn)子磁極使用永磁材料制成；該盤(pán)式永磁電機(jī)中無(wú)電刷和換向器。本技術(shù)方案的一個(gè)顯著特征是所述電樞繞組為印刷電路板(PCB)結(jié)構(gòu)。PCB是一 種在絕緣基材上按預(yù)定設(shè)計(jì)制成印刷電路或印制線路的成品板，是目前電子設(shè)備中最為普 遍使用的基件，其生產(chǎn)工藝已經(jīng)相當(dāng)先進(jìn)，且非常成熟。本技術(shù)方案就是將這種成熟的生產(chǎn) 工藝引申到電機(jī)繞組的生產(chǎn)領(lǐng)域，因PCB結(jié)構(gòu)扁平，在結(jié)構(gòu)上非常適合軸向磁路結(jié)構(gòu)的盤(pán) 式永磁電機(jī)。使用PCB板上的電路代替盤(pán)式永磁電機(jī)的電樞繞組，能使盤(pán)式永磁電機(jī)的繞 組工藝大為簡(jiǎn)化，能夠取得明顯的技術(shù)效果。另外，可根據(jù)需要將PCB板繞組設(shè)計(jì)為環(huán)形或 方形等結(jié)構(gòu)形式，靈活多變。雖然印刷電路板(PCB)在電子領(lǐng)域內(nèi)被廣泛使用，但是電機(jī)電 樞繞組采用印刷電路板PCB結(jié)構(gòu)在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)并非顯示易見(jiàn)，具有較高的創(chuàng)造性。本技術(shù)方案中的電樞為無(wú)槽結(jié)構(gòu)或者無(wú)鐵心結(jié)構(gòu)。電機(jī)電樞鐵心就無(wú)需開(kāi)槽， 即電機(jī)結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)為無(wú)槽結(jié)構(gòu)，在電樞鐵心上固定PCB板就制成電樞組件；或者省去電 樞鐵心，即電機(jī)結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)為無(wú)鐵心結(jié)構(gòu)，直接由PCB板制成電樞組件。這種將繞組設(shè)計(jì) 為PCB板結(jié)構(gòu)的做法，既簡(jiǎn)化了鐵心生產(chǎn)制造工藝，又同時(shí)省去了繞線、下線、接線等工藝， 使原本復(fù)雜的盤(pán)式永磁電機(jī)電樞制造得到簡(jiǎn)化，為使用機(jī)器進(jìn)行自動(dòng)化大批量生產(chǎn)帶來(lái)便 利。所述的盤(pán)式永磁電機(jī)由變頻器或PLC進(jìn)行控制，較優(yōu)地，電機(jī)與電機(jī)控制器在結(jié)構(gòu)上集成為一體，并且較優(yōu)地，位置傳感器集成在所述的印刷電路板上。大多數(shù)的盤(pán)式永磁 電機(jī)使用場(chǎng)合都要求使用控制器對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，因盤(pán)式永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)扁平，軸向空間小， 往往能節(jié)省出一定的空間進(jìn)行安裝控制器。將電機(jī)與電機(jī)控制器設(shè)計(jì)為一體結(jié)構(gòu)，使電機(jī) 本體與控制器的殼體共用，能使其整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，節(jié)省出更多的空間。尤其是，將電機(jī) 位置傳感器集成到PCB板繞組上，不但能夠節(jié)省空間，還能夠節(jié)省成本，同時(shí)省去安裝位置 傳感器的工序。本技術(shù)方案適用于所有類(lèi)型的盤(pán)式永磁電機(jī)，其電機(jī)結(jié)構(gòu)至少包括單定子單轉(zhuǎn)子 結(jié)構(gòu)、雙定子單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、單定子雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、多定子多轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)等。本技術(shù)方案中的盤(pán)式 永磁電機(jī)多為小型電機(jī)，其額定轉(zhuǎn)矩一般不大于lOONm，適用于伺服和驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，比如用作 開(kāi)門(mén)機(jī)電機(jī)、紡織電機(jī)等。本技術(shù)方案的有益效果是安裝方便，節(jié)省工時(shí)，生產(chǎn)效率高；結(jié)構(gòu)牢固，故障率 低，減少人為因素引起的產(chǎn)品缺陷；適合大批量生產(chǎn)，成本低。


附圖1是印刷電路板PCB繞組結(jié)構(gòu)示意圖附圖2是電機(jī)電樞結(jié)構(gòu)示意圖附圖3是盤(pán)式永磁電機(jī)及其控制器一體化結(jié)構(gòu)的局部剖視圖附圖4是盤(pán)式永磁電機(jī)及其控制器的拆解視中的標(biāo)號(hào)表示1、印刷電路板PCB繞組，2、定子鐵心，3、后端機(jī)殼，4、前端機(jī)殼， 5、永磁磁極，6、轉(zhuǎn)軸，7、軸承，8、控制器電路板，9、控制器蓋子。
具體實(shí)施例方式通過(guò)下面實(shí)施例的說(shuō)明，將有助于理解本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)和技術(shù)效果，但不能以 實(shí)施例來(lái)限制本發(fā)明。圖1至圖4是本技術(shù)方案中盤(pán)式永磁電機(jī)的一個(gè)實(shí)施例，該盤(pán)式永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)為 兩側(cè)定子中間轉(zhuǎn)子，定子繞組為電樞繞組，磁極為圓環(huán)形的永磁磁極并在電機(jī)轉(zhuǎn)子上；另 外，本實(shí)施例中的盤(pán)式永磁電機(jī)及其控制器在結(jié)構(gòu)上集成為一體。見(jiàn)圖1，印刷電路板PCB的電路按照盤(pán)式永磁電機(jī)繞組的繞線和接線進(jìn)行設(shè)計(jì)和 制成，形成印刷電路板PCB繞組1。見(jiàn)圖2和圖3，印刷電路板PCB繞組1與定子鐵心2 — 起構(gòu)成電機(jī)定子，其中定子鐵心2為無(wú)槽鐵心，兩顆定子鐵心2分別固定于后端機(jī)殼3和前 端機(jī)殼4上面；兩組印刷電路板PCB繞組1貼附在定子鐵心2上，并通過(guò)螺釘分別固定于后 端機(jī)殼3和前端機(jī)殼4上。圓環(huán)形的永磁磁極5固定于轉(zhuǎn)軸6上，并與轉(zhuǎn)軸6 —起構(gòu)成電 機(jī)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)軸6通過(guò)前后兩顆軸承7支撐在后端機(jī)殼3和前端機(jī)殼4上。電機(jī)轉(zhuǎn)子被夾 在前后兩顆電機(jī)定子之間，形成雙定子雙氣隙的盤(pán)式永磁電機(jī)。見(jiàn)圖3和圖4，控制器電路 板8與一顆電機(jī)定子共用電機(jī)前端機(jī)殼4，通過(guò)螺釘將控制器電路板8和控制器蓋子9固定 于前端機(jī)殼4上，形成了盤(pán)式永磁電機(jī)及其控制器一體化的結(jié)構(gòu)。以上所述之實(shí)施例只是本發(fā)明的幾種實(shí)施例，發(fā)明人例舉這些實(shí)施例，旨在說(shuō)明 本技術(shù)方案的實(shí)施方式，并非以此限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，比如，盤(pán)式永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)、印刷 電路板PCB結(jié)構(gòu)、電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)等都可以與上文中例舉的實(shí)施例有所不同，故凡依本發(fā)明之形狀、構(gòu)造及原理所作的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種盤(pán)式永磁電機(jī)，包括定子組件、轉(zhuǎn)子組件、軸系、殼體，其特征是氣隙主磁場(chǎng)的方 向?yàn)殡姍C(jī)軸向方向；定子組件為無(wú)槽結(jié)構(gòu)或者無(wú)鐵心結(jié)構(gòu)；產(chǎn)生電勵(lì)磁的電樞繞組固定在定子上，所述的電樞繞組為印刷電路板結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)子磁極使用永磁材料制成；所述的盤(pán)式永磁電機(jī)中無(wú)電刷和換向器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤(pán)式永磁電機(jī)，其特征是所述的電機(jī)由變頻器或PLC進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的盤(pán)式永磁電機(jī)，其特征是位置傳感器集成在所述印刷電路板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的盤(pán)式永磁電機(jī)，其特征是所述的電機(jī)與電機(jī)控制器在結(jié)構(gòu)上 集成為一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤(pán)式永磁電機(jī)，其特征是所述電機(jī)的結(jié)構(gòu)至少包括單定子單 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、雙定子單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、單定子雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、多定子多轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
全文摘要
針對(duì)目前盤(pán)式永磁電機(jī)電樞生產(chǎn)制造工藝的缺陷，提出一種新型的盤(pán)式永磁電機(jī)，其特征是定子組件為無(wú)槽結(jié)構(gòu)或者無(wú)鐵心結(jié)構(gòu)；產(chǎn)生電勵(lì)磁的電樞繞組固定在定子上，所述的定子繞組為印刷電路板結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)子磁極使用永磁材料制成；該電機(jī)中無(wú)電刷和換向器。本技術(shù)方案，既簡(jiǎn)化了鐵心生產(chǎn)和制造工藝，又同時(shí)省去了繞線、下線、接線等工藝，使原本復(fù)雜的盤(pán)式永磁電機(jī)電樞制造得到簡(jiǎn)化，為使用機(jī)器進(jìn)行自動(dòng)化大批量生產(chǎn)帶來(lái)便利。其優(yōu)點(diǎn)在于安裝方便，節(jié)省工時(shí)，生產(chǎn)效率高；結(jié)構(gòu)牢固，故障率低，減少人為因素引起的產(chǎn)品缺陷；適合大批量生產(chǎn)，成本低。
文檔編號(hào)H02K29/06GK102130563SQ20111004843
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月1日
發(fā)明者劉行 申請(qǐng)人:劉行