[发明专利]用于电动马达的柔性绕组及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年4月11日提交的未决的美国临时申请No.61/474，141的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其涉及用于电机中的绕组。

发明内容

根据本发明实施例的装置可实施为具有永磁转子磁场和电磁定子磁场的无槽、无刷马达，其中通过具有定子背铁结构的三相气隙绕组产生定子磁场。绕组布置在平面柔性印刷电路上，该平面柔性印刷电路被卷成圆柱体以便将相分离成120度。因为并非所有三相的绕组都径向地放置在等效磁场中，为了产生三相上的一致的扭矩，每个相的线圈中的匝数可能是不同的。在示例性实施例中，使用两个电路增加绕组内的匝数，铜线圈在电线(2层电线)的任一侧上。因此，每个相具有4个铜线圈结构。

附图说明

为了更充分地理解本发明的本质和目的，应参考下面结合附图的详细描述，其中：

图1示出根据本发明实施例的形成圆柱体形状之前的柔性绕组；

图2示出卷成基本圆柱体形状的图1的柔性绕组；

图3示出根据本发明实施例的示例性三相、两层柔性绕组的电路图；

图4是根据本发明实施例的电机的爆炸图；以及

图5是根据本发明实施例的方法的流程图。

具体实施方式

本发明可以实施为用于无刷旋转马达的柔性绕组10(例如，参见图1)。柔性绕组10包括柔性衬底12。柔性衬底12可以为，例如但不限于，聚酰亚胺。第一绕组电路14设置在衬底12的第一侧16上。第一绕组电路14可配置为圆角矩形螺旋(例如，参见图3)、具有倒角的矩形螺旋、或者被选择以实现电机的绕组功能的任何其他形状。第二侧绕组电路18(例如，参见图3)可设置在衬底12的第二侧20上。第二侧绕组电路18可配置为与第一绕组电路14电协作以增强绕组功能。第一绕组电路14和第二侧绕组电路18可通过导体(未示出)电连通，导体可设置在柔性衬底12的通孔中。

柔性衬底12卷成圆柱体形状(例如，参见图2)，以便第一绕组电路14形成适用于电机(例如但不限于，旋转马达)的绕组。

柔性绕组10可包括柔性衬底12的第一侧16上的第二绕组电路22。第一绕组电路14和第二绕组电路22可被配置成，当柔性绕组10被形成为圆柱体形状时，绕组电路对齐。在另一个实施例中，第一绕组电路14和第二绕组电路22被配置成，当柔性绕组10被形成为预定直径(或周长或其他)的圆柱体形状时，绕组电路偏置以便电路失相。

柔性绕组10可包括柔性衬底12的第一侧16上的第三绕组电路24。第一绕组电路14、第二绕组电路22和第三绕组电路24可被配置成，当柔性绕组10被形成为圆柱体形状时，绕组电路对齐。在另一个实施例中，第一绕组电路14、第二绕组电路22和第三绕组电路24被配置成，当柔性绕组10被形成为圆柱体形状时，绕组电路偏置以便电路失相。在图3示出的示例性实施例中，绕组电路被配置成，当柔性衬底12被卷成预定直径(周长等)的圆柱体形状时，第一绕组电路14、第二绕组电路22和第三绕组电路24的每一个偏置120°。这个实施例形成适合用作旋转电动马达的定子的三相绕组。

在卷成的圆柱体柔性绕组具有多层(衬底被卷成具有多层的螺旋形状)的柔性绕组的实施例中，每层在不同的径向位置——每层的有效半径是不同的。可期望的是，每个绕组电路被配置成补偿这个位置差异以便由每个绕组引起的扭矩(产生的能量)是基本相同的。在图3示出的示例性实施例中，每个绕组的螺旋线圈具有从7匝27到8匝28到9匝29的不同的匝数。以这种方式，三个相上的扭矩是基本一致的。可以使用每层中的匝数的其他组合，每层中的匝数不必是不同的(一些层可以配置成是相同的，而另一些层被配置成是不同的)。绕组电路的每个线圈中的匝数可以与相同的绕组电路的其他线圈的匝数相同或者不同。

绕组电路14、22、24可具有至少一个垂片30，通过垂片30可以访问绕组电路14、22、24以及将绕组电路14、22、24与其他电路电连接。

柔性绕组10可进一步包括绝缘层以防止导电层与另一导电物体接触。