一体型定子的制造方法和电动机及其制造方法技术

一种径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，所述电动机为三相驱动式，其包括：　　　　旋转轴，可旋转地安装在装置的外壳上；　　　　一体型双转子，包括内部及外部转子和转子支承体，其中，所述内部及外部转子分别按照以下方式配置，即多个Ｎ极及Ｓ极的磁体圆环状地交替配置在不同的同心圆上，内／外部之间保持预定的距离且彼此相对的磁体具有相反的极性，所述转子支承体由热固化树脂模制而成，以在除了所述内部及外部转子的相对的磁体面以外，分别圆环状地进行一体化的同时，在内部及外部转子之间形成沟槽形空间同时从内部转子处向中央部延伸形成的端部与结合到所述旋转轴的衬套的外周面连接；　　　　一体型定子，其中，Ｕ、Ｖ、Ｗ相的线圈组装体分别由多个铁心组组成，该多个铁心组，包括在其外部分别形成有绕线筒的多个独立的分割型铁心，对于Ｕ、Ｖ、Ｗ相的线圈组装体，各分割型铁心组中的分割型铁心之间由短跳线连接、分割型铁心组之间由长跳线连接，由此，线圈被连续地缠绕在各分割型铁心上，在此状态下，所述Ｕ、Ｖ、Ｗ相的线圈组装体的分割型铁心组分别按相交替地配置成圆环状，通过利用热固化树脂的嵌入成型方式除了分割型铁心的内／外侧面以外由定子支承体一体成形为圆环状的形状，一端配置在所述内部及外部转子间的沟槽形空间中、从另一端沿轴向延伸的延伸部固定在装置的外壳上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一体型定子的制造方法和使用该定子的径向铁心型BLDC(brushless direct-current无刷直流)电动机及其制造方法，更具体地说，涉及一种径向铁心型双转子式BLDC电动机，其中，以连续绕线方式将线圈连续地缠绕在多个分割型定子铁心上，利用模具自身所形成的定位槽使多个定子铁心组装体自动定位，以嵌入成型方式进行射出成形，从而进一步提高定子组装的生产效率。
技术介绍
对于BLDC电动机，如果根据是否存在定子铁心进行分类，则一般可以将其分为具有杯状(圆筒结构)的铁心型(或径向型)和无铁心型(或轴向型)。铁心型结构的BLDC电动机可分为内部磁体型和外部磁体型。内部磁体型包括在其内周部所形成的多个突起上缠绕有线圈从而具有电磁结构的圆筒状的定子和由圆筒状的永磁体构成的转子。外部磁体型包括在其外周部所形成的多个突起上沿上下方向缠绕有线圈的定子和由在该定子外部被多极磁化的圆筒状永磁体构成的转子。在现有的外部磁体型BLDC电动机中，磁力线的主路径形成磁路，该磁路在转子的永磁体处行进，通过空隙、通过定子铁心，再向永磁体和轭的方向行进。在内部磁体型的情况下，缠绕有线圈的定子铁心的多个“T”形铁心部从外部向内侧方向突出形成，各铁心部的内侧纵剖面形成预定直径的圆，在其内部空间中安装有转子，该转子具有包含旋转轴的圆筒状的永磁体、或者在中心包含旋转轴的圆筒状的轭上附着有环状永磁体。电动机的旋转方式与上述外部磁体型相同。在这种铁心型BLDC电动机中，由于磁路具有以轴为中心径向对称的结构，因此轴向的震动噪音小，适合低速旋转，相对于磁路的方向空隙占据的部分很小，因此可以使用性能低的磁体，或者即使减少磁体的数量也可以获得较高的磁力线密度，从而具有转矩大、效率高的优点。然而，这种铁心即轭结构，在制造定子时，轭的材料损耗大。批量生产时由于轭的复杂结构，将线圈缠绕在轭上时必须使用特殊的高价专用绕线机，因此定子制造时，模具的投资费用高，从而设备的投资费用高。在铁心型AC(交流)或BLDC电动机中，特别是在径向型的铁心电动机中，由于以完全分割的方式形成定子铁心的电动机可以使用价格低的通用绕线机高效地将线圈缠绕在分割型铁心上，因此是决定电动机竞争力的非常重要的因素。然而，与此相反地，在为一体型定子铁心结构的情况下，由于使用高价的专用绕线机进行低效的缠绕，因此电动机的制造费用增加。曾经由本申请人通过韩国专利第432954号提出过径向铁心型双转子式BLDC电动机，其中，有效利用了轴向双转子型和径向铁心型的优点，并克服了其缺陷。在上述专利第432954号中，由于在定子铁心的内侧及外侧上同时配置永磁体转子，因此由内侧及外侧的永磁体以及转子轭形成磁路流。由此使定子铁心可以完全分割，通过单个的线圈缠绕可以提高定子铁心的生产率和电动机的输出。此外，在上述专利第432954号中，提出了下述方案准备缠绕有线圈的多个分割型铁心组装体以后，将缠绕有线圈的多个分割型铁心组装体排列并固定在印刷电路基板(PBC)上，并连接线圈以后，通过利用热固化树脂的嵌入成型方式形成圆环形状，从而准备一体型定子。然而，上述的专利第432954号没有提供在将多个单个的铁心组装成一体并将线圈相互连接时能够有效地进行组装的定子组装结构/方法。如上所述，以多个分割型铁心实现定子铁心时，与使用一体型(即，单一)铁心的情形相比，对单个分割型铁心进行线圈缠绕其生产率更优秀，但组装这些分割型铁心存在生产率及耐久性降低的问题。考虑到上述问题，在韩国专利第545848号中提供了一种可以进一步提高定子组装的生产率的结构，其包括铁心支承板，以一定间隔容纳并支承绕线筒上缠绕有线圈的多个定子铁心组装体，同时按相连接多个线圈；自动定位/支承装置，用于以一定间隔自动地将多个定子铁心组装体定位在该铁心支承板上。在上述专利第545848号中，将可在每个分割型铁心上分别缠绕线圈的多个分割型铁心组装体组装在铁心支承板上，并进行相互接线以在铁心支承板内电连接各铁心组装体。在此情况下，在各分割型铁心的绕线筒上，所缠绕的线圈必须与连接销连接以便于进行接线，该连接销必须结合到形成在支承板上的导线，从而导致组装的生产率下降。因此，优选地，需要通过使用热固化树脂的嵌入成型方式对缠绕有线圈的多个定子铁心进行一体化，而不使用上述的环状铁心支承板。另一方面，一般地，在大型电动机的情况下，由多个定子极(pole)与多个定子极组合的结构构成。在为分割型铁心方式的情况下，从组装的生产率方面来看，对由多个分割型铁心构成的多组铁心进行连续地绕线的方式优于通过对多个分割型铁心各自进行绕线并组装的方式。然而，公知的通用绕线机具有将单个的绕线筒安装在单个的主轴上通过使主轴旋转来缠绕线圈的结构，但不可以在由多个分割型铁心构成的多组铁心或多个分割型铁心上连续地绕线。另一方面，定子铁心一般地是以预定形状形成0.35～0.5mm厚的多个硅钢板，然后将其层叠来构成。在一体型铁心的情况下，由于受到用于缠绕线圈的槽的影响，空隙中的磁力线的密度不均匀，而且产生转矩不均匀的齿槽效应转矩现象和转矩脉动。为了降低这种齿槽效应转矩和转矩脉动，在定子铁心上制造许多槽，或者形成辅助凸极或辅助槽，或者采用倾斜(skew)结构。然而，采用倾斜结构的一体型定子铁心与不采用倾斜结构的定子铁心相比，存在线圈缠绕困难的问题。在按照分割型铁心自身形成电动机结构(即，定子)的方式被分割的分割型定子铁心结构中，在铁心具有倾斜的情况下，存在铁心之间不可能结合的问题。另一方面，在上述专利第545848号中，在转子支承体上形成有多个冷却孔，用于冷却插在这些支承体之间的定子线圈，转子支承体与衬套之间通过放射状延伸的多个肋连接。
技术实现思路
然而，连接在转子支承体和衬套之间的多个放射状肋不可能具有足够的支撑强度而需要加强，用于冷却形成于转子支承体上的定子线圈的单纯的多个冷却孔不能有效地引导空气流动。因此，鉴于上述现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供一种组装生产率优秀的一体型定子的制造方法，以及利用该定子的径向铁心型双转子式BLDC电动机及其制造方法。其中，利用模具自身所形成的定位结构使相互连接的多个定子铁心自动定位，以热固化树脂进行射出成形。此外，本专利技术的目的在于提供一种BLDC电动机及其制造方法，其中，通过连续绕线的方法在与各相对应的多个分割型铁心上连续缠绕一个线圈并相互连接，同时，将缠绕有线圈的多个分割型铁心的绕线筒暂时组装在模具上以进行嵌入成型，在邻接的分割型铁心之间通过凹凸结构进行相互链接，从而在模具上定位时无需其他的定位部件，使不便性最小化。此外，本专利技术的目的在于提供一种包含倾斜式定子的BLDC电动机，其中，即使采用斜铁心也因为采用分割型铁心结构，所以线圈缠绕工序也容易进行，各斜铁心通过使用热固化树脂的嵌入成型方式一体形成，从而易于组装，而且可以降低齿槽效应转矩和噪音/震动。此外，本专利技术的目的在于提供一种具有一体型双转子结构的BLDC电动机，其中，在连接内部及外部转子和衬套的转子支承体和肋上以垂直于圆周方向的截面积尽可能大的方式形成有冷却孔，同时冷却孔的大小交替地设计成不同，由此，在加强转子支承体和肋的支承强度的同时，产生紊流，在定子的上部空间、内部及外部转子和定子之间的磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，所述 电动机为三相驱动式，其包括： 旋转轴，可旋转地安装在装置的外壳上； 一体型双转子，包括内部及外部转子和转子支承体，其中，所述 内部及外部转子分别按照以下方式配置，即多个N极及S极的磁体圆 环状地交替配置在不同的同心圆上，内/外部之间保持预定的距离且彼 此相对的磁体具有相反的极性，所述转子支承体由热固化树脂模制而 成，以在除了所述内部及外部转子的相对的磁体面以外，分别圆环状 地进行一体化的同时，在内部及外部转子之间形成沟槽形空间同时从 内部转子处向中央部延伸形成的端部与结合到所述旋转轴的衬套的外 周面连接； 一体型定子，其中，U、V、W相的线圈组装体分别由多个铁心 组组成，该多个铁心组，包括在其外部分别形成有绕线筒的多个独立 的分割型铁心，对于U、V、W相的线圈组装体，各分割型铁心组中 的分割型铁心之间由短跳线连接、分割型铁心组之间由长跳线连接， 由此，线圈被连续地缠绕在各分割型铁心上，在此状态下，所述U、 V、W相的线圈组装体的分割型铁心组分别按相交替地配置成圆环状， 通过利用热固化树脂的嵌入成型方式除了分割型铁心的内/外侧面以 外由定子支承体一体成形为圆环状的形状，一端配置在所述内部及外 部转子间的沟槽形空间中、从另一端沿轴向延伸的延伸部固定在装置 的外壳上。...

【技术特征摘要】
2006.04.06 KR 10－2006－00316041.一种径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，所述电动机为三相驱动式，其包括旋转轴，可旋转地安装在装置的外壳上；一体型双转子，包括内部及外部转子和转子支承体，其中，所述内部及外部转子分别按照以下方式配置，即多个N极及S极的磁体圆环状地交替配置在不同的同心圆上，内/外部之间保持预定的距离且彼此相对的磁体具有相反的极性，所述转子支承体由热固化树脂模制而成，以在除了所述内部及外部转子的相对的磁体面以外，分别圆环状地进行一体化的同时，在内部及外部转子之间形成沟槽形空间同时从内部转子处向中央部延伸形成的端部与结合到所述旋转轴的衬套的外周面连接；一体型定子，其中，U、V、W相的线圈组装体分别由多个铁心组组成，该多个铁心组，包括在其外部分别形成有绕线筒的多个独立的分割型铁心，对于U、V、W相的线圈组装体，各分割型铁心组中的分割型铁心之间由短跳线连接、分割型铁心组之间由长跳线连接，由此，线圈被连续地缠绕在各分割型铁心上，在此状态下，所述U、V、W相的线圈组装体的分割型铁心组分别按相交替地配置成圆环状，通过利用热固化树脂的嵌入成型方式除了分割型铁心的内/外侧面以外由定子支承体一体成形为圆环状的形状，一端配置在所述内部及外部转子间的沟槽形空间中、从另一端沿轴向延伸的延伸部固定在装置的外壳上。2.如权利要求1所述的径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，所述转子支承体交替配置有多个大型孔和小型孔，以沿所述内部转子的内侧方向和内部及外部转子与定子之间的磁隙方向将外部空气引向位于内部及外部转子之间与定子的一端相对的沟槽形空间中，并且在从所述内部转子向中央部包围衬套的外周面的轴结合部上配置有多个放射状的肋。3.如权利要求2所述的径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，所述转子支承体中用于支承内部转子的环状模制支承体上沿圆周方向在与所述多个大型孔相会的部分周期性地形成有多个凹槽。4.如权利要求2所述的径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，所述轴结合部配置在双转子的重心处。5.如权利要求1所述的径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，还包括多个冷却叶片，所述冷却叶片一体成形于所述内部转子和/或外部转子下端部的转子支承体上，并具有与轴向一致的直线型风扇、沿转子旋转方向具有圆形凹槽的西罗科风扇、在与转子的旋转方向相反方向上形成有凹槽的涡轮风扇、与轴向形成倾斜的倾斜型风扇中的任一种形状，以在转子旋转时产生风。6.如权利要求1所述的径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，还包括多个冷却叶片，一体成形于所述外部转子下端的外周面上，以在转子旋转时产生风。7.如权利要求1所述的径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，在所述定子支承体的轴向延伸部上包括由多个肋形成的多个凹槽，以在内部转子旋转时产生空气紊流，提高冷却性能，所述凹槽上等间隔周期性地配置有多个安装定位孔或突起部以及多个螺栓安装孔，以在将定子安装到装置的外壳时确定组装位置。8.如权利要求1所述的径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，所述定子支承体根据缠绕有线圈的多个分割型铁心的形状形成有多个凹凸部，以通过广阔的接触表面积进行散热。9.如权利要求1所述的径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，所述定子上部的定子支承体包括至少一个环状肋，以阻断射出成形时产生的裂纹的扩散，同时在将所述定子支承体的厚度由薄板形成时，增强强度。10.如权利要求1所述的径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，所述定子下部的定子支承体包括多个环状肋和与所述多个环状肋交叉沿轴向延伸的多个直肋，以在将所述定子支承体的厚度由薄板形成时，增强强度。11.如权利要求1所述的径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，所述多个分割型铁心的倾斜度处于以360°/槽数定义的1斜度的范围内。12.如权利要求1所述的径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，所述电动机由24极-27铁心构成，所述定子由U、V、W相的线圈组装体的分割型铁心组分别按相交替地配置成圆环状而形成，所述U、V、W相的线圈组装体分别由包含在其外部分别形成有绕线筒的三个分割型铁心的三个铁心组构成。13.如权利要求1至12任一项所述的径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，所述多个独立的分割型铁心的绕线筒包括第一结合突起及第二结合突起，在为进行嵌入成型而暂时组装到模具的环状凹槽上时，所述第一结合突起及第二结合突起与相对地形成于环状凹槽的内/外壁上的多对定位用固定槽结合。14.如权利要求1至12任一项所述的径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，所述多个独立的分割型铁心的绕线筒在为进行嵌入成型而暂时组装到模具的环状凹槽上时，通过邻接的分割型铁心绕线筒之间的凹凸结构相互链接。15.如权利要求1至12任一项所述的径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，所述装置为洗衣机，连接到旋转轴的从动体为能够以纵轴为中心旋转用于保持洗衣机的洗涤物的滚筒或桶。16.如权利要求1至12任一项所述的径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，所述定子的线圈由铜或铝制成。17.如权利要求1至12任一项所述的径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，所述邻接的分割型铁心间的间隔大于内部及外部转子与定子之间的磁隙。18.一种径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，所述电动机为三相驱动式，其包括一体型双转子，包括内部及外部转子和转子支承体，其中，所述内部及外部转子分别按照以下方式配置，即24极的N极及S极的磁体圆环状地交替配置在不同的同心圆上，内/外部之间保持预定的距离且彼此相对的磁体具有相反的极性，所述转子支承体由热固化树脂模制而成，以在除了所述内部及外部转子的相对的磁体面以外，分别圆环状地进行一体化的同时，在内部及外部转子之间形成沟槽形空间同时从内部转子处延伸形成至包围衬套的轴结合部；旋转轴，一端与所述衬套结合，另一端可旋转地安装到装置的外壳；一体型定子，其中，U、V、W相的线圈组装体分别由包含在其外部分别形成有绕线筒的三个分割型铁心的三个铁心组所组成，所述U、V、W相的线圈组装体的分割型铁心组分别按相交替地配置成圆环状，利用热固化树脂通过嵌入成型方式除了分割型铁心的内/外侧面以外由定子支承体一体形成为圆环状的形状，所述定子支承体的一端配置在所述内部及外部转子间的沟槽形空间中，其中，分别包含在所述U、V、W相的线圈组装体中的九个分割型铁心通过连续缠绕的线圈相互连接。19.如权利要求18所述的径向铁心型双转子式无刷直流电动机，其特征在于，对于分别包含彼此邻接而配置的三个分割型铁心的三个铁心组，将各相铁心组分别按相交替地配置在对应形成有27对定...

【专利技术属性】
技术研发人员：金炳圭，李宰荣，丁奎赫，李正勋，
申请(专利权)人：阿莫泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：