[发明专利]一种集成驱动控制的三维磁场模块化PCB绕组装置

说明书

本发明公开一种集成驱动控制的三维磁场模块化PCB绕组装置，该装置包括多个轴向磁场模块化PCB绕组、多个径向磁场模块化PCB绕组、驱动控制集成模块以及模块固定装置；径向磁场模块化PCB绕组的第一侧公头接口与轴向磁场模块化PCB绕组的母头接口以插接方式连接，第二侧公头接口与集成母头接口以插接方式连接；多个径向磁场模块化PCB绕组组成空心柱状结构，多个轴向磁场模块化PCB绕组一对一地插接于多个径向磁场模块化PCB绕组上，作为空心柱状结构的顶部，并由模块固定装置固定，提高电机功率密度。每个模块化PCB绕组上电路连接方式与构成的绕组排布方式一致，保证电枢电机绕组规则排布与产品的一致性，模块通过插接方式组装，在某一模块出现故障时，只需对故障模块进行维修更换，降低了维修成本、维修难度，缩短了维修周期。

技术领域

本发明涉及电机领域，特别是一种集成驱动控制的三维磁场模块化PCB绕组装置。

背景技术

高速飞轮电机在航天器的姿态控制中起着重要的作用，航天器的特殊工作环境决定了其对电机的功率密度、效率、环境适应性等有着严苛的要求。在高速飞轮电机中，一般选择定子无铁芯结构以降低电机损耗；在无铁芯电机中，电枢绕组一般采用浇注式电机绕组或缠绕在环氧树脂等非导磁材料的定子支架的形式，但在实际加工中，浇注式绕组很难保证绕组的一致性，不利于产品化批量生产，且绕组排布位置的差异会影响电机性能。

而在采用六块矩形印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)作为定子电机绕组时，飞轮高速电机虽能够保证电机绕组线圈规则排布，但每块PCB电机绕组电路板之间通过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，仅利用径向磁场空间，功率密度不高，且在某块PCB印刷电机绕组出现故障时，无法单独更换故障电机绕组，需要更换整个电机绕组部分，维修时难度大、成本高且周期长。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成驱动控制的三维磁场模块化PCB绕组装置，充分利用电机三维磁场空间，以解决采用六块矩形PCB印刷电路板作为定子电机绕组的飞轮高速电机功率密度低、维修成本高、维修难度大以及维修周期长的问题。本发明集成驱动控制的三维磁场模块化PCB绕组装置既适用于姿态控制飞轮系统，也适用于其他对高功率密度电机有需求的领域。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种集成驱动控制的三维磁场模块化PCB绕组装置，包括：多个轴向磁场模块化PCB绕组、多个径向磁场模块化PCB绕组模、驱动控制集成模块以及模块固定装置；

所述轴向磁场模块化PCB绕组的径向母头接口与所述径向磁场模块化PCB绕组的第一侧公头接口以插接方式连接；所述径向磁场模块化PCB绕组的第二侧公头接口与所述驱动控制集成模块的集成母头接口以插接方式连接；所述驱动控制集成模块的横截面为圆形，多个所述径向磁场模块化PCB绕组组成空心柱状结构，多个所述轴向磁场模块化PCB绕组插接于所述多个径向磁场模块化PCB绕组上，作为所述空心柱状结构的顶部，一个所述轴向磁场模块化PCB绕组仅与一个所述径向磁场模块化PCB绕组相对应；所述模块固定装置用于将所述多个轴向磁场模块化PCB绕组固定于所述空心柱状结构的顶部。

可选的，所述轴向磁场模块化PCB绕组具体包括：径向母头接口以及扇形PCB电路板；

所述径向母头接口包括第一母头接口以及第二母头接口；所述第一母头接口与所述第二母头接口间隔分布于所述扇形PCB电路板的远心端；

所述扇形PCB电路板的弧度为2π/Q，Q为所述轴向磁场模块化PCB绕组的数量。

可选的，所述径向磁场模块化PCB绕组具体包括：长条形PCB电路板、第一侧公头接口以及第二侧公头接口；

所述第一侧公头接口包括第一公头接口以及第二公头接口；所述第一侧公头接口位于所述长条形PCB电路板的第一侧面；