[发明专利]径向无铁芯永磁电机的定子绕组结构及电机

说明书

本发明涉及一种径向无铁芯永磁电机的定子绕组结构。它包括有若干个封闭的绕组线圈，绕组线圈包括有一对等长且平行的径向有效段和分别连接设置在两径向有效段上、下端部的上无效段和下无效段，各绕组线圈之间沿圆周错开相同的夹角且通过各自的上无效段及下无效段分别叠压形成上叠合部和下叠合部，各绕组线圈上的径向有效段相互之间成平行设置且位于同一圆柱面上。各绕组线圈相互叠合后形成稳定的结构，在定子浇注时无需对每个绕组线圈进行单独固定，大大简化了定子的加工工艺，本发明无需另外的骨架来支撑配合，结构简单，制成的电机体积小，有利于提高电机的空间利用率。

技术领域

本发明涉及一种电机，尤其是涉及一种径向无铁芯永磁电机的定子绕组结构及具有该定子绕组结构的电机。

背景技术

现有的径向无铁芯电机的定子，由于定子中不存在铁芯槽，因而定子在生产加工过程中，其绕组线圈存在难固定的缺陷，使得定子的加工工艺较为复杂。同时，电机绕组导线的布线结构无法使磁场最大化利用，功率密度低，体现为电机特性非常软，所以不能当功率型电机用，通常只能用作小型、微型电机或风力发电机。

发明内容

本发明提供了一种各绕组线圈相互之间叠合成整体的径向无铁芯永磁电机的定子绕组结构；解决现有技术中存在的绕组线圈难固定、功率密度低的问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种径向无铁芯永磁电机的定子绕组结构，包括有若干个封闭的绕组线圈，其特征在于：所述的绕组线圈包括有一对等长且平行的径向有效段和分别连接设置在两径向有效段上、下端部的上无效段和下无效段，各绕组线圈之间沿圆周错开相同的夹角且通过各自的上无效段及下无效段分别叠压形成上叠合部和下叠合部，各绕组线圈上的径向有效段相互之间成平行设置且位于同一圆柱面上。利用各绕组线圈上的上无效段和下无效段分别进行叠压，因此各绕组线圈相互叠合后形成稳定的结构，在定子浇注时无需对每个绕组线圈进行单独固定，大大简化了定子的加工工艺，本发明无需另外的骨架来支撑配合，结构简单，制成的电机体积小，有利于提高电机的空间利用率；各绕组线圈上的径向有效段相互之间成平行设置且位于同一圆柱面上，且各绕组线圈通过连接在两径向有效段上、下端部的上无效段和下无效段分别进行叠压成圆柱状，因此，可以使圆柱面上的径向有效段的分布更加密集，大大提高了绕组的磁通密度，功率密度高；绕组线圈通过上无效段及下无效段分别叠压形成上叠合部和下叠合部，当本发明浇注成定子的，上叠合部和下叠合部的结构设置极大地提高了定子的结构强度，结构稳定性好。

作为优选，各绕组线圈上的上无效段位于同一圆柱面上，且两两相邻的绕组线圈上的上无效段重叠部分对应的弧度为上无效段对应弧度的1/3。各绕组线圈上的上无效段位于同一圆柱面上，因此，当各绕组线圈上的上无效段相互叠压后形成的上叠合部整体呈圆柱状，上叠合部叠合形成的体积较小，叠合的牢固性较好，两两相邻的绕组线圈上的上无效段重叠部分对应的弧度为上无效段对应弧度的1/3，使得本发明上的径向有效段在圆柱面内均匀分布，确保了绕组整体的一致性，从而使绕组的满槽率和产生的电磁场利用率更高。

作为优选，各绕组线圈上的下无效段位于同一圆柱面上，且两两相邻的绕组线圈上的下无效段重叠部分对应的弧度为下无效段对应弧度的1/3。下无效段的结构设置与上无效段的结构设置同理。

作为优选，所述的上无效段包括有上凸部和上凹部，上凸部和上凹部均为弧线段且两者呈光滑连接，所述的上凸部和上凹部所对应的弧度为相同且上凸部沿两者连接点的切线方向转动后与上凹部为重合设置。上无效段上设置为弧线段的上凸部和上凹部，且上凸部沿两者连接点的切线方向转动后与上凹部为重合设置，因此，各绕组线圈在叠合时，后一个绕组线圈的上凸部叠压在前一个绕组线圈的上凹部上，使得两个绕组线圈上的径向有效段保持在同一高度，整个绕组按此方式依次叠合而成，成型方便，叠合时各绕组线圈的上无效段之间不易扭曲错乱，叠合效果好。