[發明專利]一種基于盤式永磁電機繞組的定子結構

在審

• 申請號: 201910143516.4
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN109842229A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 林晨;王曉遠
• 申請（專利權）人: 上海崴崖實業有限公司
• 主分類號: H02K3/26
• 分類號: H02K3/26;H02K3/28;H02K3/24
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 郭桂峰

本發明公開了一種基于盤式永磁電機繞組的定子結構，包括：至少6層或6N層的PCB板，以及霍爾傳感器；所述PCB板的每層上設置有：多組外端部、繞組設置部、以及多組內端部；所述PCB板上的每一層至少設置三相繞組，每一相所述繞組均分別對應設置兩個接線端；所述接線端設置在所述外端部上；每一相繞組線圈均從對應的所述外端部處進行印制排布；所述繞組線圈沿周向均勻印制在所述繞組設置部，且所述繞組線圈的長度沿徑向并列排布印制，且并列排布且不交疊；在所述PCB板每層上設置的同一相所述繞組線圈均通過所述外端部和及所述內端部進行連接；所述霍爾傳感器成角度設置在所述外端部上；所述PCB板內各層通過過孔連接。

技術領域

本發明涉及電機領域，尤其涉及一種基于盤式永磁電機繞組的定子結構。

背景技術

盤式電機與傳統徑向電機不同，盤式電機的定轉子沿軸向布置，有單轉子單定子，中間定子，多盤式等結構。傳統徑向電機存在一些不易解決的難點，比如轉矩脈動，散熱差，轉子鐵芯利用率低等，因此盤式電機在上世紀40年代開始受到越來越多的重視。目前，盤式電機在飛輪儲能系統、機電一體化設備等領域有著廣泛的應用。PCB定子盤式永磁電機是印制電路板技術和盤式電機技術的結合。定子采用PCB技術，無定子鐵芯，所以電機的生產制造簡單，體積小，質量輕，功率密度高，轉矩脈動小，電機結構緊湊。

PCB定子盤式永磁電機設計的關鍵是PCB繞組的設計，繞組的設計與印制電路板生產工藝，電機輸出性能，電機氣隙大小，永磁材料的用量和電機尺寸等都有密切的關系。對于傳統的布線方式來說，由于有效導體每層都有，而外端部只有一層，內端部只有兩層。所以在相同電流密度下，一般外端部比有效導體大6倍，內端部比有效導體寬度大3度，內外端部就會占據較大空間，使得定子的利用率降低，影響出力。對于本來就空間狹小的內徑處，會顯得十分“擁擠”，使得布線難度加大，影響散熱，限制電流的提升，特別是在每極每相槽數較多時，這種影響會更加顯著。每極每相槽數越多，端部數量越多，占據的空間越大，銅耗越大，效率越低，使得功率密度的提升變得困難。

因此，基于以上存在的技術問題，本發明提供了解決以上技術問題的技術方案。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于盤式永磁電機繞組的定子結構，本發明的定子結構方式使得端部長度和占用的空間大大縮小，使得內徑處布線方便，有利于流通大電流，在定子外徑一定的情況下提高了定子的有效利用率。

本發明提供的技術方案如下：

一種基于盤式永磁電機繞組的定子結構，包括：至少6層或6N層的PCB板，以及霍爾傳感器；所述PCB板的每層上設置有：多組外端部、繞組設置部、以及多組內端部；所述PCB板上的每一層至少設置三相繞組，每一相所述繞組均分別對應設置兩個接線端；所述接線端設置在所述外端部上；每一相繞組線圈均從對應的所述外端部處進行印制排布；所述繞組線圈沿周向均勻印制在所述繞組設置部，且所述繞組線圈的長度沿徑向并列排布印制，且并列排布且不交疊；在所述PCB板每層上設置的同一相所述繞組線圈均通過所述外端部和及所述內端部進行連接；所述霍爾傳感器成角度設置在所述外端部上；所述PCB板內各層通過過孔連接。

具體的，采用的連接方式的繞組能夠充分利用定子板的空間，減小定子板尺寸的同時，各層相同位置的有效導體通過過孔并聯在一起，可以增大導通電流，減小繞組電阻；還降低了每相繞組的電阻和銅耗，相應的提高了效率和輸出功率。同時在定子板上設置有成角度安裝霍爾傳感器，能夠實時的檢測轉子的位置，可以進一步的根據轉子位置改善電機控制，還可以延長電機壽命并減少成本。

進一步優選的，包括：所述外端部均沿所述繞組設置部的外徑周向排布，且成弧度設置；所述內端部均沿所述繞組設置部的內徑周向排布，且成弧度設置。

進一步優選的，包括：每組所述外端部上均設置多個外端部導體，且每組外端部導體個數相等；每組所述內端部上均設置多個內端部導體，且相鄰的兩組所述內端部上設置的內端部導體個數不等。