[發明專利]軸向磁場印刷電路板永磁無刷直流電機

在審

• 申請號: 201610148409.7
• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號: CN105703510A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 孫楊;谷棟;孟宇
• 申請（專利權）人: 江蘇河谷礦業科技發展有限公司
• 主分類號: H02K3/26
• 分類號: H02K3/26;H02K3/28
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所 32220
• 代理人: 何君

技術領域

本發明涉及電機技術領域，具體是一種軸向磁場印刷電路板永磁無刷直流電機。

背景技術

永磁無刷直流電機與傳統的電勵磁電機或永磁有刷直流電機相比，具有結構簡單、運行可靠、體積小、質量小、損耗少，效率高等特點。目前應用范圍極為廣泛，幾乎遍及航空航天、國防、工農業生產和日常生活的各個領域。

近些年來這種永磁無刷直流電機的結構沒有顯著變化，轉子主要采用徑向磁極分塊式永磁體，定子由繞制在疊壓硅鋼片中的線圈組成。這種結構的電機由于采用手工繞制銅線，工藝復雜、人工和材料成本高且質量不穩定；疊壓的硅鋼片的質量約占電機總質量的三分之一，從而導致體積大、質量大、渦流損耗大、效率低。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種結構簡單、體積小、質量小、效率高、運行可靠且成本便宜的軸向磁場印刷電路板永磁無刷直流電機。

本發明通過以下技術方案實現：一種軸向磁場印刷電路板永磁無刷直流電機，包括轉軸，安裝在轉軸上的一對對稱布置的轉盤；在兩所述轉盤相對面上固定有永磁體；在兩所述轉盤中間設有與轉盤平行布置的印刷電路板，印刷電路板與兩側的永磁體之間留有間隙；

所述的印刷電路板上設有繞組接線端子，在印刷電路板上還設有多根繞圓心均勻分布的徑向的單根導線；所述的單根導線按順時針方向或逆時針方向均勻分成多組，每組單根導線包括3相線圈；所述的每相線圈中的單根導線通過外端的外圈連接線和內端的內圈連接線連接成一個繞組回路；每一所述的繞組回路連接到印刷電路板上的繞組接線端子上。

其進一步是：所述的印刷電路板呈圓盤狀，印刷電路板中心開有用于穿過轉軸的孔；多根所述的單根導線繞印刷電路板中心徑向分布；所述的繞組接線端子設置在印刷電路板邊部。

所述的永磁體整體呈圓環形。

所述的永磁體是由分塊的磁體組成的圓環形。

所述的永磁體的磁場方向為軸向，磁極數為多磁極，永磁體靠近印刷電路板的一面沿圓環方向交替分布永磁體N極和永磁體S極；兩個永磁體中的每個磁極分別與對側的永磁體中的磁極磁性相對。

所述的印刷電路板上設有沿印刷電路板中心均勻分布的霍爾效應傳感器，在印刷電路板邊部設有霍爾效應傳感器接線端子。

所述的單根導線具有1層或2層或2層以上層數，每層單根導線之間有連接孔。

所述的電機還包括控制器，控制器分別控制連接每相線圈中繞組回路的通斷開關。

本發明采用印刷電路板代替傳統繞組，使得電機定子設計靈活多變，實現高精度布線；電路板分多層排布線圈，提高載流量，進而提高電機功率；無需鐵心，消除了渦流損耗，使效率提高，且整體結構精簡，有利于流水線裝配，提高生產效率。另外，本發明可精確控制，其能夠提供精確的轉速、轉矩控制。可以通過控制電流的大小來穩定轉速、轉矩，從而在勻速狀態下，減少電流消耗，并可以通過改變霍爾效應傳感器的控制方式來改變轉向。

附圖說明

圖1A是本發明立體結構示意圖；

圖1B是本發明側視圖；

圖1C是本發明主視圖；

圖2是本發明中示出了嵌入磁體的磁極分布的永磁體的結構示意圖；

圖3A是定子印刷電路板的前表面

圖3B是定子印刷電路板的后表面

圖4A是本發明一個實施例中印刷電路板的A相繞組的電路圖；

圖4B是本發明一個實施例中印刷電路板的B相繞組的電路圖；

圖4C是本發明一個實施例中印刷電路板的C相繞組的電路圖。

圖中：10、印刷電路板；11、轉盤；12、轉軸；13、永磁體；21、永磁體N極；22、永磁體S極；30、繞組接線端子；31、霍爾效應傳感器接線端子；32、單根導線；33、外圈連接線；34、內圈連接線；40、A相繞組；41、B相繞組；42、C相繞組。

具體實施方式

以下是本發明的一個具體實施例，現結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1A、圖1B和圖1C所示，一種軸向磁場印刷電路板永磁無刷直流電機；轉軸12上安裝一對對稱布置的轉盤11，在兩轉盤11相對面上固定有永磁體13；在兩轉盤11中間設有與轉盤11平行布置的印刷電路板10，轉軸12有定位臺，用于保持鑲嵌在兩個轉子轉盤11中永磁體13之間的間距，使每個永磁體13磁極面與印刷電路板10繞組平行且間隙相等。