[发明专利]一种采用PCB波形绕组的飞轮高速电机在审

专利信息
申请号: 201810640701.X 申请日: 2018-06-21
公开(公告)号: CN108964319A 公开(公告)日: 2018-12-07
发明(设计)人: 刘凯;殷明;林明耀 申请(专利权)人: 东南大学
主分类号: H02K3/28 分类号: H02K3/28
代理公司: 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 代理人: 饶欣
地址: 211189 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 波形绕组 定子组件 减小 飞轮 环形圆柱体 飞轮转子 高速电机 内铁心 外铁心 电机 空心圆柱体结构 磁极 双层波形绕组 空间利用率 反向转矩 方向一致 高速运行 环流损耗 双层绕组 涡流损耗 电磁力 电机槽 相绕组 主磁场 磁钢 通电 加工
【说明书】:

发明公开了一种采用PCB波形绕组的飞轮高速电机,包括PCB定子组件、磁钢和飞轮转子;飞轮转子结构为空心圆柱体结构,包括外铁心和内铁心,PCB定子组件设于外铁心与内铁心之间,PCB定子组件包括六块PCB环形圆柱体,每块PCB环形圆柱体都包括PCB双层波形绕组。本发明采用了波形绕组,使得同一相绕组通电时所有线圈均处于同一磁极下,电磁力的方向一致,从而减小了反向转矩;波形绕组采用了双层绕组,使得电机在高速运行过程中不用考虑端部的影响,整个绕组处在主磁场中,大大减小了电机的涡流损耗和绕组间的环流损耗;本发明节省了电机槽的空间利用率,减小了体积,也降低了加工难度。

技术领域

本发明涉及电机,特别是涉及飞轮高速电机。

背景技术

现如今的永磁无刷直流电机,如果采用PCB绕组绘制,多采用螺旋形绕组,然而,由于螺旋形绕组单个线圈跨距小于单个磁极圆周长度,在AB相导通时,绕组产生的安培力形成的转矩方向并不完全一致,部分线圈形成的电磁转矩将会阻碍转子旋转。该部分转矩定义为反向转矩,因此,减小反向转矩是非常必要的。

发明内容

发明目的:本发明的目的是提供一种能够减小电机反向转矩的采用PCB波形绕组的飞轮高速电机。

技术方案:为达到此目的,本发明采用以下技术方案:

本发明所述的采用PCB波形绕组的飞轮高速电机,包括PCB定子组件、磁钢和飞轮转子;飞轮转子结构为空心圆柱体结构,包括外铁心和内铁心;PCB定子组件设于外铁心与内铁心之间,PCB定子组件包括六块PCB环形圆柱体,每块PCB环形圆柱体都包括PCB双层波形绕组。

进一步,所述磁钢贴在外铁心的内表面上。这样能够减轻转子的重量,能够将电机和轴承系统都安置在腔体内,从而减小整个系统的体积。

进一步,所述磁钢为瓦片形,采用N极与S极交错的方式设置。瓦片形磁钢能够在气隙不变的情况下减少极对数,从而提高电机在高转速下的效率,降低贴心的损耗。

进一步,所述六块PCB环形圆柱体在外铁心与内铁心之间均匀分布,PCB环形圆柱体到电机中心轴的距离为L=R+r,R为内铁心到电机中心轴的距离,r为内铁心到PCB环形圆柱体的距离。

进一步,所述PCB双层波形绕组中,每一层波形绕组由4根波形导线构成,波形绕组上下层弧度为60°。波形绕组能够有效抑制绕组涡流损耗,减小电机的反向转矩,从而减小转矩脉动。

进一步,所述每一层波形绕组的厚度以及相邻层波形绕组之间的距离都恒定。

进一步,每一个PCB双层波形绕组之间都用高温环氧胶进行拼接,拼接完成后采用环氧树脂进行浇注固定。

有益效果:本发明公开了一种采用PCB波形绕组的飞轮高速电机,与现有技术相比,具有如下的有益效果:

1)本发明采用了波形绕组,使得同一相绕组通电时所有线圈均处于同一磁极下,电磁力的方向一致,从而减小了反向转矩;

2)波形绕组采用了双层绕组,使得电机在高速运行过程中不用考虑端部的影响,整个绕组处在主磁场中,大大减小了电机的涡流损耗和绕组间的环流损耗;

3)本发明节省了电机槽的空间利用率,减小了体积,也降低了加工难度。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中PCB环形圆柱体到电机轴向的距离的示意图;

图2为本发明具体实施方式中一个PCB槽的波形绕组的示意图;

图3为本发明具体实施方式中六块PCB环形圆柱体的示意图;

图4为本发明具体实施方式中飞轮电机的示意图。

具体实施方式

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