專利名稱：永磁盤式電機(jī)的構(gòu)成方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)械換向器的盤式電樞電動(dòng)機(jī)，尤其涉及定子為永久磁體的盤式電機(jī)的構(gòu)成方法和裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子大都由鐵芯和線圈繞組構(gòu)成，電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，存在著銅損和鐵損，其效率難以大幅度提高；對于現(xiàn)有技術(shù)的直流有刷電機(jī)，受其換向器結(jié)構(gòu)限制，其軸向尺寸形狀難以做得很薄，使其在特殊場合的應(yīng)用受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種永磁盤式電機(jī)的構(gòu)成方法和裝置本發(fā)明的轉(zhuǎn)子、定子都設(shè)計(jì)成扁平的盤式形狀，定子內(nèi)側(cè)粘固若干組片狀永磁體；轉(zhuǎn)子由絕緣材料成型為可內(nèi)含多個(gè)繞組的盤狀體并固定在一根實(shí)心軸上；與現(xiàn)有技術(shù)顯著不同是本發(fā)明轉(zhuǎn)子、定子的磁場方向都與轉(zhuǎn)軸方向平行，而且在轉(zhuǎn)子的前或后設(shè)置有一個(gè)以上的定子。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題可以通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
實(shí)施永磁盤式電機(jī)的構(gòu)成方法，包括步驟①.首先設(shè)置一電機(jī)的轉(zhuǎn)軸，再設(shè)置至少一個(gè)盤形的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子套于轉(zhuǎn)軸上后緊密結(jié)合為一體；在轉(zhuǎn)子上加工有線圈槽并固定有換向器；②.將事先繞好的盤形線圈分別置入各個(gè)線圈槽內(nèi)，各線圈的一個(gè)同名端相連接，各線圈另一個(gè)同名端分別連接換向器的各接線端子，再將線圈封固在線圈槽內(nèi)；③.再設(shè)置包括至少一個(gè)盤形定子的定子組，在第一定子的中心設(shè)置軸承，在該定子的一面上設(shè)置偶數(shù)個(gè)片形永磁體，設(shè)置時(shí)，N極和S極交錯(cuò)排列；在該定子另一面固定電刷底座，電刷底座上連結(jié)電刷支架，電刷支架的末端連結(jié)電刷；④.將所述第一定子從轉(zhuǎn)子上有換向器的一端套入轉(zhuǎn)軸，使電刷與換向器相接觸；
⑤.再設(shè)置電機(jī)外殼，將裝配在一起所述第一定子和轉(zhuǎn)子裝配在其中，所述第一定子的外緣與外殼的內(nèi)壁緊密接觸，電源線從電刷支架上引出。
步驟③所述的定子組還包括第二定子，在第二定子的中心設(shè)置軸承，在該定子的一面上設(shè)置偶數(shù)個(gè)片形永磁體，設(shè)置時(shí)，N極和S極交錯(cuò)排列；在步驟④將第一定子套入轉(zhuǎn)軸時(shí)，也將第二定子從轉(zhuǎn)軸的另一端套入；在步驟⑤所述將第一定子和轉(zhuǎn)子裝配到外殼中時(shí)，第二定子也隨之裝入外殼，也與外殼緊密接觸。
步驟⑤所述的外殼中心可設(shè)置軸承。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案得到進(jìn)一步實(shí)施加工制造永磁盤式電機(jī)裝置，該裝置包括轉(zhuǎn)軸和電源線，尤其是還包括至少一個(gè)盤形的轉(zhuǎn)子以及包括一個(gè)盤形定子的定子組和外殼；所述轉(zhuǎn)子上加工有至少三個(gè)線圈槽并固定有換向器；所述定子組包括第一定子，在第一定子的中心設(shè)置軸承；在第一定子的一面上設(shè)置偶數(shù)個(gè)片形永磁體，這些永磁體N極和S極交錯(cuò)排列；在第一定子的另一面固定有電刷底座，電刷底座上連結(jié)電刷支架，電刷支架的末端連結(jié)電刷。
所述各線圈槽中置有盤形的線圈，各線圈的一個(gè)同名端相連接，各線圈另一個(gè)同名端分別連接換向器的各接線端子。
所述定子組還包括第二定子，在第二定子的中心也設(shè)置軸承；在第二定子的一面上也設(shè)置偶數(shù)個(gè)片形永磁體，這些永磁體N極和S極也交錯(cuò)排列。所述兩定子的外緣與外殼的內(nèi)壁緊密接觸。
所述各線圈封固在線圈槽內(nèi)。
所述電刷支架上引出電源線。
所述外殼的中心設(shè)置軸承。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明采用無鐵芯、樹脂成型的薄板狀剛體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子，其軸向尺寸可以縮短到一般電動(dòng)機(jī)的1/3到1/5。
本發(fā)明采用稀土永磁材料用較薄的磁體就能提供給盤式電機(jī)足夠的磁勢，具有大的轉(zhuǎn)矩體積比，是現(xiàn)有技術(shù)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的3-5倍。
由于電樞無鐵芯又采用了永磁激磁，所以無鐵損和激磁損耗，效率比有鐵芯電樞電機(jī)要高1.2倍以上。
本發(fā)明的線圈構(gòu)造，能夠提高導(dǎo)線的占空比，從而提高電動(dòng)機(jī)功率。繞組兩端面直接與空氣接觸，有助于電樞散熱，使電機(jī)可承受較大的電負(fù)荷。


圖1是本發(fā)明永磁盤式電機(jī)最佳實(shí)施例定子的側(cè)視圖；圖2是最佳實(shí)施例定子上永磁體設(shè)置示意圖；圖3是最佳實(shí)施例轉(zhuǎn)子的主視圖；圖4是最佳實(shí)施例線圈示意圖；圖5是最佳實(shí)施例換向器示意圖；圖6是最佳實(shí)施例轉(zhuǎn)子側(cè)視圖。
圖7是本發(fā)明永磁盤式電機(jī)最佳實(shí)施例的裝配圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合本發(fā)明永磁盤式電機(jī)的各個(gè)附圖對本發(fā)明的最佳實(shí)施例做進(jìn)一步詳盡的說明。由圖1～7可知實(shí)施永磁盤式電機(jī)的構(gòu)成方法，包括步驟(一)、首先設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)軸10，再設(shè)置至少一個(gè)盤形的轉(zhuǎn)子60，轉(zhuǎn)子60套于轉(zhuǎn)軸10上后緊密結(jié)合為一體；在轉(zhuǎn)子60上加工有線圈槽61并固定有換向器80；(二)、將事先繞好的盤形線圈70分別置入各個(gè)線圈槽61內(nèi)，各線圈的一個(gè)同名端互相連接，各線圈另一個(gè)同名端分別連接換向器80的各接線端子，再將線圈70封固在線圈槽61內(nèi)；(三)、再設(shè)置包括至少一個(gè)盤形定子的定子組，所述定子組包括定子42，在該定子42的中心設(shè)置軸承22，在定子42的一面上設(shè)置偶數(shù)個(gè)片形永磁體50，設(shè)置時(shí)，N極和S極交錯(cuò)排列；在定子42的另一面固定電刷底座110，電刷底座110上連結(jié)電刷支架90，電刷支架90的末端連結(jié)電刷100；(四)、將所述定子42從轉(zhuǎn)子60上有換向器80的一端套入轉(zhuǎn)軸10，使電刷100與換向器80相接觸；(五)、再設(shè)置電機(jī)外殼31和32，將裝配在一起的定子42和轉(zhuǎn)子60裝配在其中，定子42的外緣與外殼31和32的內(nèi)壁緊密接觸，電源線120從電刷支架90上引出。
步驟(三)所述定子組還包括定子41，在其中心設(shè)置軸承21，在所述定子41的一面上設(shè)置偶數(shù)個(gè)片形永磁體50，設(shè)置時(shí)，將N極和S極交錯(cuò)排列；在步驟(四)將定子42套入轉(zhuǎn)軸10時(shí)，也將定子41從轉(zhuǎn)軸10的另一端套入；在步驟(五)所述將定子42和轉(zhuǎn)子60裝配到外殼31、32中時(shí)，定子41也隨之裝入外殼，也與外殼31、32緊密接觸。
在步驟(五)所述的外殼31中心設(shè)置軸承23。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題還可以通過以下的技術(shù)方案得到進(jìn)一步實(shí)施加工制造永磁盤式電機(jī)裝置，該裝置的最佳實(shí)施例如圖7所示包括轉(zhuǎn)軸10和電源線120，尤其是還包括至少一個(gè)盤形的轉(zhuǎn)子60以及包括一個(gè)以上盤形定子的定子組和外殼31和32。
如圖3所示所述轉(zhuǎn)子60上加工有至少三個(gè)線圈槽61并固定有換向器80。
如圖2和圖7所示所述定子組包括定子42，定子42的中心設(shè)置軸承22；在定子42的一面上設(shè)置偶數(shù)個(gè)片形永磁體50，這些永磁體N極和S極交錯(cuò)排列；在定子42的另一面固定電刷底座110，電刷底座110上連結(jié)電刷支架90，電刷支架90的末端連結(jié)電刷100；本發(fā)明僅設(shè)置定子42就能很好地工作。
若想使本發(fā)明更好地工作，如圖1和圖7所示所述定子組還包括定子41。定子41的中心也設(shè)置軸承21；在定子41的一面上也設(shè)置偶數(shù)個(gè)片形永磁體50，這些永磁體N極和S極也交錯(cuò)排列。轉(zhuǎn)子60的前后各設(shè)置一定子，會(huì)大大提高本發(fā)明的性能。
所述定子41、42的外緣與外殼31和32的內(nèi)壁緊密接觸；所述電刷支架90上引出電源線120；所述外殼31的中心設(shè)置軸承23。
如圖4所示所述各線圈槽61中置有盤形的線圈70。如圖5所示各線圈70的一個(gè)同名端相連接，各線圈70另一個(gè)同名端分別連接換向器80的各接線端子。
如圖6所示所述各線圈70封固在各線圈槽61內(nèi)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子60是由絕緣材料先壓制成具有至少三個(gè)線圈槽61的盤式體，以自粘性漆包線繞制成的單個(gè)線圈70直接鑲嵌在盤式體的線圈槽61里，然后裝入模具中，二次成型，做成一種以線圈70為鑲件的線圈樹脂復(fù)合體，是一種耐熱的，機(jī)械和電器性能均十分優(yōu)異的整體。
本發(fā)明的電源線120接通直流電源之后，線圈70產(chǎn)生的磁場與永磁體50的磁場相互作用，電機(jī)的轉(zhuǎn)子60便旋轉(zhuǎn)起來。
實(shí)踐證明，本發(fā)明因?yàn)檗D(zhuǎn)子無鐵芯，定子無繞組，銅損和鐵損都最小，效率比有鐵芯電樞電機(jī)要高1.2倍以上。
本發(fā)明采用無鐵芯、樹脂成型的薄板狀剛體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子，其軸向尺寸可以縮短到一般電動(dòng)機(jī)長度的1/3到1/5。
本發(fā)明采用稀土永磁材料用較薄的磁體就能提供給盤式電機(jī)足夠的磁勢，具有大的轉(zhuǎn)矩體積比，是傳統(tǒng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的3-5倍。
本發(fā)明采用的稀土永磁體材料具有高磁密和高矯頑力的特點(diǎn)，前者使電機(jī)在控制時(shí)有良好的響應(yīng)特性，后者使電機(jī)有較大的安匝數(shù)，能承受大電流沖擊，本發(fā)明的繞組兩端面直接與空氣接觸，有助于電樞散熱，使電機(jī)可承受較大的電負(fù)荷。電機(jī)的換向器引腳與印刷電路板上的換向器基壓制在一起，碳刷安裝在電機(jī)的內(nèi)，可以方便地予以更換。
本發(fā)明重量輕、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，可靠性高，尤其適合在特定的場合應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.永磁盤式電機(jī)的構(gòu)成方法，其特征在于該方法包括步驟①.首先設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)軸(10)，再設(shè)置至少一個(gè)盤形的轉(zhuǎn)子(60)，轉(zhuǎn)子(60)套于轉(zhuǎn)軸(10)上后緊密結(jié)合為一體；在轉(zhuǎn)子(60)上加工有線圈槽(61)并固定有換向器(80)；②.將事先繞好的盤形線圈(70)分別置入各個(gè)線圈槽(61)內(nèi)，各線圈的一個(gè)同名端互相連接，各線圈另一個(gè)同名端分別連接換向器(80)的各接線端子，再將線圈(70)封固在線圈槽(61)內(nèi)；③.再設(shè)置包括至少一個(gè)盤形定子的定子組，所述定子組包括定子(42)，在該定子(42)的中心設(shè)置軸承(22)，在定子(42)的一面上設(shè)置偶數(shù)個(gè)片形永磁體(50)，設(shè)置時(shí)，N極和S極交錯(cuò)排列；在定子(42)的另一面固定電刷底座(110)，電刷底座(110)上連結(jié)電刷支架(90)，電刷支架(90)的末端連結(jié)電刷(100)；④.將所述定子(42)從轉(zhuǎn)子(60)上有換向器(80)的一端套入轉(zhuǎn)軸(10)，使電刷(100)與換向器(80)相接觸；⑤.再設(shè)置電機(jī)外殼(31)和(32)，將裝配在一起的定子(42)和轉(zhuǎn)子(60)裝配在其中，定子(42)的外緣與外殼(31)和(32)的內(nèi)壁緊密接觸，電源線(120)從電刷支架(90)上引出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁盤式電機(jī)的構(gòu)成方法，其特征在于步驟③所述定子組還包括定子(41)，在其中心設(shè)置軸承(21)，在所述定子(41)的一面上設(shè)置偶數(shù)個(gè)片形永磁體(50)，設(shè)置時(shí)，將N極和S極交錯(cuò)排列；在步驟④將定子(42)套入轉(zhuǎn)軸(10)時(shí)，也將定子(41)從轉(zhuǎn)軸(10)的另一端套入；在步驟⑤所述將定子(42)和轉(zhuǎn)子(60)裝配到外殼(31)、(32)中時(shí)，定子(41)也隨之裝入外殼，也與外殼(31)、(32)緊密接觸。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁盤式電機(jī)的構(gòu)成方法，其特征在于在步驟⑤所述的外殼(31)中心設(shè)置軸承(23)。
4.如權(quán)利要求1所述方法構(gòu)成的永磁盤式電機(jī)裝置，包括轉(zhuǎn)軸(10)和電源線(120)，其特征在于還包括至少一個(gè)盤形的轉(zhuǎn)子(60)以及包括一個(gè)以上盤形定子的定子組和外殼(31)、(32)；所述轉(zhuǎn)子(60)上加工有至少三個(gè)線圈槽(61)并固定有換向器(80)；所述定子組包括定子(42)，定子(42)的中心設(shè)置軸承(22)；在定子(42)的一面上設(shè)置偶數(shù)個(gè)片形永磁體(50)，所述永磁體(50)N極和S極交錯(cuò)排列；在定子(42)的另一面固定有電刷底座(110)，電刷底座(110)上連結(jié)電刷支架(90)，電刷支架(90)的末端連結(jié)電刷(100)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的永磁盤式電機(jī)裝置，其特征在于所述各線圈槽(61)中置有盤形的線圈(70)，各線圈(70)的一個(gè)同名端相連接，各線圈(70)另一個(gè)同名端分別連接換向器(80)的各接線端子。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的永磁盤式電機(jī)裝置，其特征在于所述定子組還包括定子(41)，定子(41)的中心設(shè)置軸承(21)；在定子(41)的一面上設(shè)置偶數(shù)個(gè)片形永磁體(50)，所述永磁體(50)N極和S極交錯(cuò)排列；所述定子(41)、(42)的外緣與外殼(31)和(32)的內(nèi)壁緊密接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的永磁盤式電機(jī)裝置，其特征在于所述各線圈(70)封固在線圈槽(61)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的永磁盤式電機(jī)裝置，其特征在于所述電刷支架(90)上引出電源線(120)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的永磁盤式電機(jī)裝置，其特征在于所述外殼(31)的中心設(shè)置軸承(23)。
全文摘要
永磁盤式電機(jī)裝置，包括轉(zhuǎn)軸(10)和電源線(120)，尤其是還包括至少一個(gè)盤形的轉(zhuǎn)子(60)以及包括一個(gè)以上盤形定子的定子組；所述轉(zhuǎn)子(60)上加工有線圈槽(61)并固定有換向器(80)；所述定子組包括定子(42)，定子(42)的中心設(shè)置軸承(22)；在定子(42)的一面上設(shè)置偶數(shù)個(gè)片形永磁體(50)，所述永磁體(50)N極和S極交錯(cuò)排列；在定子(42)的另一面固定連結(jié)電刷(100)；本發(fā)明盤式電機(jī)軸向尺寸可以縮短到一般電動(dòng)機(jī)的1/3到1/5，轉(zhuǎn)矩體積比是現(xiàn)有技術(shù)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的3－5倍，效率比有鐵芯電樞電機(jī)要高1.2倍以上。
文檔編號(hào)H02K23/02GK1599212SQ03146898
公開日2005年3月23日 申請日期2003年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月18日
發(fā)明者胡廣生, 張習(xí)斌 申請人:胡廣生, 張習(xí)斌