[发明专利]一种无铁芯轴向磁通电机定子及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及盘式电机领域，特别涉及一种无铁芯轴向磁通电机定子及其制造方法。

背景技术

根据电磁感应原理，相电流通过线圈能够在其周围产生旋转磁动势，使得永磁体的转子按旋转磁场的方向旋转，从而实现电机运转的目的。在现有技术中，用于盘式电机的定子大多是有铁芯或无铁芯结构。

发明专利申请（公布号：CN103887904A）公开了一种轴流电机的定子及其制造过程，属于有铁芯轴向磁通电机定子，由铁芯和缠绕在铁芯上的线圈组成。在安装电子转子时，由于露出在铁芯顶端面和底端面的部分线圈形状不规则，与电机定子配合安装电机转子时会产生一定阻碍，即电机转子安装不进，或者即使安装进去，电机转子运行也受到影响。另外电机定子与电机外壳装配时，露出铁芯顶端面和底端面的形状不规则线圈也会影响电机定子自身的安装。因此，在电机定子每次套接好线圈后，必需进行整型工序，程序较为繁琐，对工艺的要求也较高。

发明专利申请（公布号：CN103001426A）公开了一种印刷电路板无铁芯盘式电机，属于无铁芯轴向磁通电机定子。电机定子盘至少由两层印刷电路板叠加制成，每层印刷电路板的圆周表面上均匀敷有若干辐射状的直导线，部分直导线的两端通过印刷电路板敷有的弧形导线依次串联，构成多项电机其中一相的绕组。此技术方案采用了PCB印刷电路板，产生成本较高，且按此方法生产的电机定子盘散热性能不佳，电机功率难以做大。

发明专利申请（公布号：CN104734389A）公开了一种定子盘及轴向磁通永磁动能装置，属于无铁芯轴向磁通电机定子。电机定子包括PCB基板，多个绕组，至少一个连接导体和电流终端连接导体；所述基板具有轴孔；所述连接导体形成于PCB基板中；多个绕组全部或部分独立，位于PCB基板上，互相间独立的绕组通过PCB中的连接导体全部或部分连接；电流终端连接导体形成于PCB基板中，将绕组与相电流连接。此技术方案的电机定子制造工艺复杂，由于使用PCB基板增加了定子的厚度，导致电机气隙加大，造成磁钢用量增加，从而增加了生产成本。

实用新型专利（授权公告号：CN201821170U）公开了一种轴向磁场盘式电机电磁阵列，将多个平整线圈配合同等数量的异型线圈沿圆周方向嵌锁排列，排列后，全部线圈的电磁工作段在圆周方向均匀分布，形成圆环状电磁阵列。使用添加导热体的高分子材料将电磁阵列整体固封，使用该电磁阵列作为轴向磁场盘式电机的定子。此技术方案中的异型线圈需要特定整型后才能安装，电机定子制造工艺复杂。

综上，现有技术的主要缺陷在于：

第一，工艺较为复杂。有铁芯电机定子的线圈需要进行整型工艺，程序较为繁琐。

第二，功率难以做大。印刷电路板无铁芯盘式电机的散热性能不佳，电机功率难以做大。

第三，生产成本较高。PCB基板的定子盘增加了定子的厚度，电机气隙加大造成磁钢用量增加，从而增加了生产成本。

第四，需要前置整型。采用平整线圈与异型线圈沿圆周方向嵌锁排列的技术方案时，异型线圈需要特定整型后才能安装。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有盘式电机无铁芯或有铁芯定子盘技术方案中存在的上述问题，提供了一种无铁芯轴向磁通电机定子及其制造方法，基于同样的构思，具体分为嵌锁型和环状型两种定子以及其制造方法。具体技术方案为：

一种无铁芯轴向磁通电机定子，包括：三相线圈绕组，即：A相线圈绕组、B相线圈绕组、C相线圈绕组；三相线圈绕组分别是至少四个线圈的串联结构，分别具有一个引出端和一个连接端；A相线圈绕组、C相线圈绕组的线圈均为平整线圈，B相线圈绕组的线圈为平整线圈经封装模具压制后一次性成型的异型线圈；三相线圈绕组按轴向以嵌锁方式绕轴心层叠交替排列，A相线圈绕组的切割磁力线的两条边均位于底层，B相线圈绕组的一条切割磁力线的边位于底层，另一条切割磁力线的边位于表层，C相线圈绕组的切割磁力线的两条边均位于表层；三相线圈绕组被封固于高分子材料的覆盖层中，形成电机定子，电机定子表面有内通孔和外通孔。

进一步，线圈的形状是以下形状中的一种：扇形、矩形、梯形或者圆形。

进一步，电机定子圆环状内、外环边缘有内加强筋和外加强筋。