无芯线圈绕组电机及其集成制造技术

一种电机的结构，其特征是：（１）该电机的关键部件定子是由无芯线圈绕组构成；（２）电机的关键部件转子则安装在定子提供的空腔内。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

发电机、电动机及其集成。
技术介绍
铁芯绕组是电机能量转换和传递的关键部件，现时的电机结构中无一例外地都含有这一装置。铁芯一般由硅钢等导磁材料经冲压成带槽片状，然后涂漆、迭合而成，它在铁芯绕组中起着能量传输的作用。但是，铁芯也会给电机带来一些不利的影响(1)铁芯在能量传输过程中会产生涡电流，消耗能量并引起内部发热，这种能量损耗称为“铁损”；(2)铁芯从硅钢板冲压、涂漆、迭合，到将线圈绕组嵌入铁芯槽内，其工序繁多，生产周期拉长，成本较高，而且维修、拆卸也困难，维修费用偏高；(3)铁芯要消耗大量钢材，而且，增加了电机自身重量，使用上也受到影响。专利技术目的提供一种结构简单、不使用或减少使用铁芯、节能、节材和轻便的电机。
技术实现思路
1.无芯线圈绕组定子是本专利技术电机的关键部件之一。它是由无芯线圈绕组构成，辅以固定材料、增加刚性材料和其它材料，它在电机中的作用是将电场能量与磁场能量进行转换，电机运动部件转子在其形成的空腔中工作(图1a.b)。无芯线圈绕组是由导电线路环绕形成的一个装置，其导电线路可以是导电线材、导电管材环绕而成，也可以是骨架覆导电膜经腐蚀或刻画而成。无芯线圈绕组可以制作或组合成圆形、椭圆形、矩形、波纹形、多边形等带分支或不带分支的管状，其管可以是有一个端口或多个端口，也可以是环状，还可以制作或组合成各种旋转壳体以及旋转体和多面体结合形成的异形壳体(图2a.b.c.d.e)。作为电动机，无芯线圈绕组定子将电能转换成磁场，是推动转子运动的重要部件(图3)。作为发电机，无芯线圈绕组定子接受因转子转动而产生的变化磁场，是将转子动能转换成电能的重要部件(图4)。2.转子是本专利技术电机的另一关键部件。转子在电机中的作用是将磁场能量转换成转动能或将转动能转换成电能。转子被安装在无芯线圈绕组定子内或定子线圈绕组之间，其转轴与定子中心轴线垂直，并伸出定子形成的空腔，转子可绕固定轴线作旋转运动(图5)。本专利技术电机的转子构造有(1)转子由单块或多块永磁体制作而成(图6)，也可以由镀有永磁性膜的材料制作而成(图7)，并可辅以固定或增加刚性的材料，永磁体的磁场方向与转轴垂直。(2)转子由无芯线圈绕组制作而成，辅以固定材料、增加刚性材料和其它材料。转子的设计磁轴线与转轴垂直。无芯线圈绕组是由导电线路环绕形成的一个装置。其导电线路可以是导电线材、导电管材环绕而成，也可以是骨架覆导电膜经腐蚀或刻画而成。无芯线圈绕组可以制作或组合成圆形、椭圆形、矩形、波纹形、多边形等管形，还可以制作或组合成各种旋转壳体或由旋转体和多面体结合形成的异形壳体(图8)。(3)转子还可以由有芯线圈绕组制作而成，并固定于转轴上，其有芯线圈绕组的设计磁轴线与转轴垂直(图9)。附图说明(图1a.b)无芯线圈绕组示意。(图2a.b.c.d.e)无芯线圈绕组可以制作或组合成各种形状示意。(图3)作为电动机，输入电能I，则输出动能f。(图4)作为发电机，输入动能f，则输出电能I。(图5)转子被安装在无芯线圈绕组定子内示意。(图6)由单块永磁体材料制作的转子。(图7)由镀有永磁性膜的材料制作的转子。(图8)由无芯线圈绕组制作的转子。(图9)由有芯线圈绕组制作的转子。(图10a，b)动能输出或输入是通过转轴完成。(图11)转轴穿过多个并列的无芯线圈绕组定子或定子组。(图12)转轴穿过环形管定子或定子组。(图13)多根转轴带动一个盆形齿轮。(图14)多相电机的各转子对应面夹角d由输入或输出电流的相位差确定。(图15)由一个无芯线圈绕组定子、一个鼓形壳体转子和鼓形壳体转子内的永磁体转子组成的(双转子)同轴电机示意。(图16a.b.c.d.e.f)多电机集成方式示意。实施方案1.电机定子与转子的位置和动能的输出与输入本专利技术电机的转子是安装在定子内部空腔中，电机的动能输出或输入是通过转轴完成(图10a，b)。2.增力电机的设置方案转轴穿过多个并列的无芯线圈绕组定子或定子组形成的空腔，并在空腔内转轴段分别安装一组转子(图11)；也可以让转轴穿过由无芯线圈绕组组成的环形管状定子；穿入定子空腔的各转轴段分别安装一组转子(图12)；还可以在环形管定子内安装多个转子，各转轴共同带动一个盆形齿轮(图13)。3.多相电机的设置方案根据输入或输出电流的相数，让转轴穿过多个并列的无芯线圈绕组定子或定子组，安装一组转子，各转子的对应面夹角α由输入或输出电流的相位差确定(图14)。4.同轴反向同速电机与同轴同向倍速电机的设置方案选用一大一小两个转子，其中大的为无芯线圈绕组转子，小的为永磁体或镀有永磁性膜的转子。无芯线圈绕组转子内部空腔为永磁体或镀有永磁性膜的小转子的运动空间。大转子的转轴为空心轴，小转子的转轴被套在大转子的空心轴中间(图15)。5.多电机的集成设置方案在一组或多组无芯线圈绕组定子内部安装多个转子，组成集成电机(图16a.b.c.d.e.f)。6.省略电刷的设置方案定子输入或输出的电流为交流电，转子采用永磁材料、镀永磁膜材料制作的转子。无需由外界提供电能。7.无芯线圈配铁芯封口强化工作的设置方案在线圈绕组管口安装铁芯，使其成为一个封闭的壳体，或在线圈绕组管内安装铁芯，使其成为一个盲管。权利要求1.一种电机的结构，其特征是(1)该电机的关键部件定子是由无芯线圈绕组构成；(2)电机的关键部件转子则安装在定子提供的空腔内。2.根据权利要求1，该结构的电机是指发电机、电动机以及利用该结构将转动能转变成电能或将电能转变成转动能的装置。3.一种电机定子，其特征是(1)它是由无芯线圈绕组构成；(2)线圈由导电材料成螺旋状绕制，绕制可以是单层绕制，也可以是多层绕制，可以辅以支撑骨架，也可以不用骨架；或者由骨架覆导电膜，经腐蚀或刻画使其表面形成螺旋状线路；(3)它的内部有空腔，能够容纳电机转子沿固定轴旋转；(4)对该线圈施以电流，则在线圈空腔内产生磁场；对该线圈空腔内施以变化磁场，则在线圈导线上产生感应电势；(5)它可以制作成圆形、椭圆形、矩形、波纹形、多边形等带分支或不带分支的管状，其管可以是有一个端口或多个端口，也可以是无端口的闭路环状，还可以制作成各种旋转体壳形或由旋转体和多面体组合形成的异形体壳形。4.一种电机转子，其特征是该转子由永磁体构成，辅以刚性材料和固定材料。5.一种电机转子，其特征是该转子由镀有永磁性膜材料构成，辅以刚性材料和固定材料。6.一种电机转子，其特征是(1)它是由无芯线圈绕组构成；(2)线圈由导电材料成螺旋状绕制，绕制可以是单层绕制，也可以是多层绕制，可以辅以支撑骨架，也可以不用骨架；或者由骨架覆导电膜，经腐蚀或刻画使其表面形成螺旋状线路；(3)它的内部有空腔，能够容纳一个更小的转子沿固定轴旋转；(4)对该线圈施以电流，则在线圈空腔内产生磁场；对该线圈空腔内施以变化磁场，则在线圈导线上产生感应电势；(5)它可以制作成圆形、椭圆形、矩形、波纹形、多边形等的管状，还可以制作成各种旋转壳体或由旋转体和多面体组合形成的异形壳体。7.一种集成电机，其特征是电机的转轴穿过多个定子或定子组，并在定子内的每个轴段分别安装一组转子。8.一种集成电机，其特征是在电机的定子或定子组内，并联、串联安装多个独立转轴的转子，其各转轴可以相互平行、立体垂直和交错。9.一种集成电机，其特征是在电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谭晛，谭晧，谭哲，左立，
申请(专利权)人：谭晛，谭晧，谭哲，左立，
类型：发明
国别省市：