一種具有單元式分層鐵芯的軸向磁場永磁電動機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及旋轉電機，特別是一種具有單元式分層鐵芯的軸向磁場永磁電動機。
【背景技術】
[0002]軸向磁場電動機，目前有兩種典型結構。一種是，用帶材邊沖孔邊卷繞，最后形成有孔、有槽、有軛的定子鐵芯；另一種，先用帶材卷成獨立的柱狀體，然后以緊固件與支承部件結合成完整的定子鐵芯。前者，硅鋼帶上任何相鄰孔的孔距都不相等，要求加工精度高，工藝復雜，設備昂貴，單機造價不菲，成為推廣的瓶頸。后者，結構和工藝都很簡單，單機造價較為低廉，但是在性能上，遠遠滿足不了使用上的要求。因為定子繞組線圈，是直接繞在柱狀鐵芯上，為了放置繞組線圈，每個柱狀鐵芯之間，需要留有足夠的間隔，造成槽口與槽寬相等，氣隙的有效截面積大大減小了，增大了氣隙磁通的磁阻，磁勢損耗較大。更主要的是，引起較大的定位力矩及槽口效應，導致大的振動和噪音。另外，線圈直接繞在柱狀鐵芯上而成為全節距繞組，定子電流會產生方波磁勢，造成一系列的氣隙高次諧波，再度引起振動及噪音等，增大了電機的附加損耗，降低電機性能。由于運行質量和效率低下，一般只能在功率不大，要求不高的場合下使用，這樣，結構簡單造價低廉的優點，便失去了實際意義。

【發明內容】

[0003]針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本實用新型之目的就是提供一種具有單元式分層鐵芯的軸向磁場永磁電動機，可保留結構簡單、造價低廉優點的同時，有效解決運行質量及效率低下的問題。
[0004]本實用新型解決的技術方案是，包括分層鐵芯和軸向充磁的永磁體，分層鐵芯固定在定子板上，構成定子，永磁體固定在轉子軛上，構成轉子，定子和轉子均設置在軸上，定子與軸緊固在一起，轉子繞軸旋轉，定、轉子軸向相對設置，定子和轉子之間形成氣隙，構成軸向磁場結構，所述的分層鐵芯包括內鐵芯、繞裝在內鐵芯外周上的內線圈、套裝在內線圈外周上的外鐵芯和套裝在外鐵芯外周上的套筒，套筒的兩端設置有向外的凸沿，兩端的凸沿之間在套筒的外周上繞裝有外線圈。
[0005]所述的定子和轉子極數的比為:m: (m+1)，其中m為相數。
[0006]本實用新型結構新穎獨特，簡單合理，增大氣隙有效截面，減少主磁勢在氣隙中的損耗，減少高次諧波及其造成的振動和噪音，提高電機運行質量及機電轉換效率，易生產，壽命長，使用方便，效果好，是軸向磁場永磁電動機上的創新。
【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型雙轉子、單定子軸向磁場永磁電動機的剖視圖。
[0008]圖2為本實用新型雙定子、單轉子軸向磁場永磁電動機的結構示意圖。
[0009]圖3為本實用新型單定子、單轉子軸向磁場永磁電動機的結構示意圖。
[0010]圖4為本實用新型分層鐵芯的剖視圖。
[0011]圖5為本實用新型設置有中間繞組(I層)的分層鐵芯的剖視圖。
[0012]圖6為本實用新型定子布置示意圖(極數為6，相數為3)。
[0013]圖7為本實用新型轉子布置示意圖(極數為8，相數為3)。
[0014]圖8為本實用新型套筒的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0016]由圖1-7給出，本實用新型包括分層鐵芯和軸向充磁的永磁體，分層鐵芯I固定在定子板4上，構成定子，永磁體2固定在轉子軛3上，構成轉子，定子和轉子均設置在軸5上，定子與軸5緊固在一起，轉子繞軸旋轉，定、轉子軸向相對設置，定子和轉子之間形成氣隙7，構成軸向磁場結構，所述的分層鐵芯I包括內鐵芯11、繞裝在內鐵芯11外周上的內線圈12、套裝在內線圈12外周上的外鐵芯13和套裝在外鐵芯13外周上的套筒14，套筒的兩端設置有向外的凸沿141，兩端的凸沿之間在套筒的外周上繞裝有外線圈15。
[0017]分層鐵芯I的加工方法為:將內線圈12密排繞在內鐵芯11上，而后套上外鐵芯13 (包括套筒14)，再繞制外線圈15，注膠固化成為完整的單元式分層鐵芯。再一方法為:將內鐵芯、內線圈、外鐵芯(包括套筒)、外線圈，按設計的形狀、尺寸、匝數加工完畢，依上述順序，依次套入，注膠固化成為一體的單元式分層鐵芯。
[0018]為保證使用效果，所述的內線圈12和外鐵芯13之間設置有一層或多層中間鐵芯16，中間鐵芯16上繞裝有中間線圈17，最內側的中間鐵芯套裝在內線圈12的外周上，外鐵芯13套裝在最外側中間線圈的外周上，形成至少是三層同心式繞組，進而減少繞組磁勢的高次諧波，降低了振動和噪音，提高電機性能和運行質量；
[0019]所述的定子和轉子極數的比為:m: (m+1)，其中m為相數；以三相的電動機為例，即相數m=3，則定子和轉子極數的比應滿足:定子極數:轉子極數=3:4，也就是說，定子極數為3的倍數，相對應的轉子極數應為4的倍數且滿足上述比例關系，如若定子極數為6時(如圖6所示)，轉子極數應為8 (如圖7所示);這樣定子極數始終少于轉子極數，而且定、轉子極數，隨相數的增加，越來越接近，定子結構越簡單，尤其對于多極低轉速大力矩電機和中高頻發電機提供更多方便。另外，當使用這種比例關系時，若某相獲得最大感生電勢時，該相每個定子極正好與相鄰的兩個轉子極同時相對，這一位置即可確定其繞組系數為I。
[0020]所述的凸沿141的端面與內鐵芯11的端面平齊，相鄰兩分層鐵芯的套筒凸沿之間構成槽口 8，從而增大定子端面有效截面積，減小槽口寬度，消除定位力矩；
[0021]所述的轉子軛3經軸承6裝在固定軸5上，構成轉子繞固定軸的旋轉結構。
[0022]所述的分層鐵芯呈圓周均布在定子板4上，其具體是通過套筒的凸沿固定在非導磁材料制成的定子板上，構成定子，永磁體2呈極性交替圓周均布固定在導磁材料制成的轉子軛3上，構成轉子，永磁體2為軸向充磁的平板磁鋼，轉子軛上裝有軸承6，并通過軸承繞不動的軸旋轉，定子居中，轉子有2個，分別設置在定子的兩側，定子和轉子之間形成雙氣隙，構成雙轉子、單定子軸向磁場永磁電動機(如圖1所示);
[0023]所述的分層鐵芯呈圓周均布在導磁材料制成的定子軛41上，構成定子，永磁體2呈極性交替圓周均布在嵌放非導磁材料制成的轉子板31上，構成轉子，永磁體2為軸向充磁的平板磁鋼，轉子居中，定子有2個，分別設置在轉子的兩側，定子和轉子之間形成雙氣隙，構成雙定子、單轉子軸