[发明专利]一种无齿槽盘式永磁电机

说明书

本发明一种无齿槽盘式永磁电机，旨在提供一种定子散热能力好、过电流能力强、转矩密度大的无齿槽式盘式永磁电机，有效提高盘式电机的负载能力和效率。包括定子和转子，定子与转子之间存在气隙；所述定子包括盘式绕组，盘式绕组由多个扇形环线圈依据相序连接而成，每个扇形环线圈分别包含一个或多个叠压分布的线圈单元，各线圈单元串联在一起，并在叠压方向上相互绝缘。

技术领域

本发明属于盘式电机技术领域，特别涉及一种无齿槽盘式永磁电机。

背景技术

无齿槽盘式永磁电机属于轴向磁通类电机，因其结构紧凑，并且消除了铁芯开槽带来的齿槽转矩和力矩波动，非常适合高精密应用场合。现有的无齿槽盘式永磁电机的定子线圈多由漆包线绕制或由印刷电路板制成，结构简单，制造方便，成本低廉。然而，这两种线圈型式的有效铜截面积较小，致使电机定子发热大，过电流能力弱，导热能力差，从而使盘式电机的负载能力和效率受到限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种定子散热能力好、过电流能力强、转矩密度大的无齿槽式盘式永磁电机，有效提高盘式电机的负载能力和效率。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种无齿槽盘式永磁电机，包括定子和转子，定子与转子之间存在气隙；所述定子包括盘式绕组，盘式绕组由多个扇形环线圈依据相序连接而成，每个扇形环线圈分别包含一个或多个叠压分布的线圈单元，各线圈单元串联在一起，并在叠压方向上相互绝缘。

上述一种无齿槽盘式永磁电机，所述线圈单元是导体以扇形环涡旋轨迹由内向外延展而成，导体的首端位于扇形环涡旋轨迹的内侧，尾端位于扇形环涡旋轨迹的外侧，线圈单元间导体的连接采用“首首相接，尾尾相接”形式，即：第奇数个线圈单元中导体的首端与其相邻的后一个线圈单元的导体首端连接，尾端则与其相邻的前一个线圈单元的导体尾端连接，第偶数个线圈单元的导体首端与其相邻的前一个线圈单元的导体首端连接，尾端则与其相邻的后一个线圈单元的导体尾端连接；或者，第奇数个线圈单元中导体的首端与其相邻的前一个线圈单元的导体首端连接，尾端则与其相邻的后一个线圈单元的导体尾端连接，第偶数个线圈单元的导体首端与其相邻的后一个线圈单元的导体首端连接，尾端则与其相邻的前一个线圈单元的导体尾端连接。

上述一种旋转电机，所述扇形环线圈中相邻线圈单元沿叠压中心线镜像设置，即相邻线圈单元导体的涡旋方向相反。

上述一种旋转电机，所述线圈单元以铜板为导体，通过线切割加工、铣削加工、3D打印、激光切割、化学腐蚀其中一种方式加工而成；或者线圈单元以漆包线为导体绕制而成。

上述一种旋转电机，所述盘式绕组还包括环形端接电路板，扇形环线圈沿环形端接电路板周向均匀分布，并分别通过焊接形式与环形端接电路板连接。

上述一种旋转电机，所述盘式绕组中扇形环线圈沿环形端接电路板单层排列，或者上下双层排列，双层排列时上下层之间设置有层间绝缘装置。

上述一种旋转电机，所述定子还包括定子轭部和轭部绝缘层，盘式绕组安装于定子轭部的端面上，轭部绝缘层设置于盘式绕组和定子轭部之间。

上述一种旋转电机，所述定子轭部由导磁材料制成，或者由非导磁材料制成。

上述一种旋转电机，所述转子包括转子轴、轴承、转子盘和磁瓦，转子轴通过轴承支承，转子盘安装于转子轴上，磁瓦设置于转子盘上，并沿转子盘周向均匀分布。