无刷直流电动机的定子及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种制造无刷直流电动机定子的方法以及由这种方法制造的无刷直流电动机的定子，该方法通过使用硅钢板片形成带状后轭、螺旋式地堆叠后轭并将由磁性铁粉形成的多个磁极插入到后轭的内圆周表面，来降低生产的单位成本并改善Ｂ－Ｈ特性和铁芯损耗特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造无刷直流电动机定子的方法，以及由这种方法制造的无刷直流电动机定子，特别涉及一种通过螺旋式地堆叠由硅钢板片制成的后轭并在后轭的内圆周表面上插入由磁性铁粉构成的磁极来提高B-H特性和铁芯损耗特性的制造无刷直流电动机定子的方法，以及由这种方法制造的无刷直流电动机的定子。
技术介绍
一般而言，无刷直流电动机不包含换向器，而具有一个转子和一个定子，其中之一连接到电源，而另一个通过感应运转。图1为由硅钢板片制成的传统无刷直流电动机的垂直剖面图，而图2为由硅钢板片制成的传统无刷直流电动机的定子的平面图。参考图1和图2，在由硅钢板片制成的传统无刷直流电动机中，定子20安装在作为保护套的电动机主体10的内圆周表面，并且转子30可转动地安装在位于定子20中心的旋转轴40上。定子20具有多个硅钢板片形成的堆叠结构。后轭21形成在定子20的外圆周表面上，并且多个磁极22以预定间隔形成在后轭21的内圆周表面上。根据公知的冲压工艺形成定子20的后轭21和磁极22。多个狭缝23以预定间隔形成在磁极22之间，绝缘纸25覆盖每个磁极22的外圆周表面和后轭21的内圆周表面上，并且线圈24缠绕在磁极22外圆周表面的周围。下面说明由硅钢板片制成的传统无刷直流电动机的操作。当电源施加到线圈24时，电流流过线圈24而产生旋转磁场(转动转子的磁场范围)并在转子30上产生感应电流。由旋转磁场和感应电流之间的相互作用在转子30上产生转矩，以转动转子30和旋转轴40。在由硅钢板片制成的传统无刷直流电动机的定子20中，通过挤压及冲压硅钢板片来形成后轭21和磁极22。因此，在形成后轭21和磁极22之后在冲压工艺中形成废料。也就是说，不必要地浪费材料(硅钢板片)。为了解决上述问题，有人曾提出通过在模具中填入磁性铁粉并烧结这些磁性铁粉来制造目标元件的粉末冶金工艺。图3为由磁性铁粉形成的传统无刷直流电动机的定子平面图。如图3所示，在由磁性铁粉形成的传统无刷直流电动机的定子50中，后轭51形成在定子50的外圆周表面上，并且以相等的间隔在后轭51的内圆周表面上形成多个磁极52。在由磁性铁粉形成定子50的情况下，后轭51和磁极52可形成为预想的形状，并且可减少在磁极52的外圆周表面上缠绕的线圈53的体积。然而，与图2由硅钢板片制成的定子20比较，由磁性铁粉形成的定子50的B-H特性和铁芯损耗特性(core loss property)恶化。下面参考图4和图5说明硅钢板片和磁性铁粉的B-H特性和铁芯损耗特性。图4为B-H特性图。如图4所示，横轴表示电场H，纵轴表示通量密度B，曲线1表示硅钢板片，而曲线2表示磁性铁粉。在从10000至20000的电场部分，曲线2的通量密度B相对小于曲线1的通量密度。也就是说，电场与电流成比例，而通量密度与输出成比例。因此，当通入相同电流时，使用由磁性铁粉形成的定子的电动机的输出相对低于使用由硅钢板片制成的定子的电动机的输出。图5为表示铁芯损耗特性的曲线图。如图5所示，横轴表示通量密度B，纵轴表示铁芯损耗，曲线1表示硅钢板片，而曲线2表示磁性铁粉。在整个通量密度部分，曲线2相对高于曲线1。考虑B-H特性和铁芯损耗特性，可得出使用由磁性铁粉形成的定子的电动机的输出相对低于使用由硅钢板片制成的定子的电动机的输出。综上所述，由硅钢板片制成的传统无刷直流电动机比由磁性铁粉制成的传统无刷直流电动机表现出更好的B-H特性和铁芯损耗特性，但产生更多废料，这导致硅钢板片的大量损耗。另一方面，由磁性铁粉制成的传统无刷直流电动机不产生废料，但比由硅钢板片制成的传统无刷直流电动机的B-H特性和铁芯损耗特性更易恶化，这导致了低输出和低效率。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种制造无刷直流电动机定子的方法以及由这种方法制造的无刷直流电动机的定子，该方法通过使用硅钢板片形成带状后轭、螺旋式地堆叠后轭并将由磁性铁粉形成的磁极插入到后轭的内圆周表面中，来降低生产的单位成本并改善B-H特性和铁芯损耗特性。为了获得这些及其他优点，并根据本专利技术的目的，如在此实施及广泛描述的，本专利技术提供一种制造无刷直流电动机定子的方法，该方法利用压制工艺和粉末冶金工艺通过根据压制工艺形成定子的后轭，根据粉末冶金工艺形成定子的多个磁极，并将后轭和磁极装配到定子中，该方法包括以下步骤通过冲压硅钢板片形成带状后轭材料；通过螺旋式地堆叠后轭材料来形成定子的后轭；通过对磁性铁粉进行成形和烧结来形成定子的多个磁极；通过将磁极插入到后轭的内圆周表面将磁极连接到后轭；用绝缘纸覆盖磁极；以及在覆盖有绝缘纸的磁极外圆周表面上缠绕线圈。根据本专利技术的一个方案，通过制造无刷直流电动机定子的方法制造的定子包括一后轭，其通过螺旋式地堆叠带状硅钢板片而形成；多个磁极，其插入到在后轭的内圆周表面上以相等的间隔形成的多个连接槽中；以及多个线圈，其缠绕在覆盖有绝缘纸的磁极的外圆周表面上。根据本专利技术的另一个方案，一种用于制造无刷直流电动机的方法包括以下步骤通过冲压硅钢板片形成带状后轭材料；通过螺旋式地堆叠后轭材料来形成定子的后轭；通过使用磁性铁粉来形成多个磁极；在多个线轴上缠绕线圈；将线轴插到磁极的外圆周表面上；以及通过将磁极插入后轭的内圆周表面来将磁极连接到后轭。根据本专利技术的另一个方案，通过制造无刷直流电动机定子的方法制造的定子包括一后轭，其通过螺旋式地堆叠带状硅钢板片而形成；多个磁极，其插到在后轭内圆周表面上以相等的间隔形成的连接凸出部上；多个线轴，其插到多个磁极的外圆周表面上；以及多个线圈，其缠绕在多个线轴的外圆周表面上。本专利技术的上述及其他目的、特征、方案和优点从以下本专利技术的详细描述在结合附图时将变得更清楚。附图说明附图是用以提供对本专利技术的进一步理解，本说明书包括附图并且附图构成本说明书的一部分，这些附图说明了本专利技术的实施例，并与说明书一起用来解释本专利技术的原理。在附图中图1为由硅钢板片制成的传统无刷直流电动机的垂直剖面图；图2为由硅钢板片制成的传统无刷直流电动机定子的平面图；图3为由磁性铁粉形成的传统无刷直流电动机定子的平面图；图4为表示B-H特性的曲线图；图5为表示铁芯损耗特性的曲线图；图6为根据本专利技术的第一实施例的制造无刷直流电动机定子的工艺顺序步骤的流程图；图7A至图7G为根据本专利技术的第一实施例的制造无刷直流电动机定子的工艺的示意图；图8为通过根据本专利技术的第一实施例的制造无刷直流电动机定子的方法制造的定子平面图；图9为根据本专利技术的第二实施例的制造无刷直流电动机定子的工艺顺序步骤的流程图；图10A至图10G为根据本专利技术的第二实施例的制造无刷直流电动机定子的工艺的示意图；图11为通过根据本专利技术的第二实施例的制造无刷直流电动机定子的方法制造的定子平面图。具体实施例方式下面详细参照本专利技术的优选实施例，在附图中给出了这些实施例。下面参照附图详细描述根据本专利技术优选实施例的无刷直流电动机。图6为根据本专利技术第一实施例的制造无刷直流电动机定子的工艺顺序步骤的流程图，而图7A-图7G为根据本专利技术第一实施例制造无刷直流电动机定子的工艺图。参考图6，根据本专利技术的第一优选实施例，制造无刷直流电动机的方法包括以下步骤通过冲压硅钢板片形成带状的后轭材料(步骤S1)，通过螺旋式地堆叠后轭材料形成定子的后轭(步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造无刷直流电动机的定子的方法，包括以下步骤：通过冲压硅钢板片来形成带状的后轭材料；通过螺旋式地堆叠该后轭材料来形成该定子的后轭；通过使用磁性铁粉来形成多个磁极；通过将所述磁极插入到该后轭的内圆周表面来将 所述磁极连接到该后轭；用绝缘纸覆盖所述磁极；以及在覆盖有所述绝缘纸的所述磁极的外圆周表面上缠绕线圈。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金永宽，金炳泽，沈长昊，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]