【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利涉及电机，具体为一种无刷永磁电机。
技术介绍
1、无槽无刷永磁电机以其特有的高效率、过载强、控制性优异等优点，在各行业已经广泛应用。其绕组线圈主要有菱形、六边形、直绕工字型、斜绕型等类别，各绕线类型均有不同适应范围。但针对大功率、粗线径、大尺寸线圈的无槽空心杯电机制作，目前的生产成本居高不下，导致规模化生产困难无法广泛应用于市场。
2、现有的无槽空心杯电机的制作主要受制于：
3、（1）制作菱形、六边形、斜绕型、直绕工字型线圈所需的绕线和绕组线圈后续整形、定型制作为一个筒形线圈整体的各设备自动化程度低、工序多、速度慢，费时费工。
4、 （2）无刷电机以带霍尔传感器做为电气换向的方式居多，一般应用是把霍尔元件焊接在pcb板上为一体，与绕组线圈的某个位置对应，从而转子旋转时使得霍尔元件可以输出电机正确的换向信号。但无槽空心杯无刷电机的筒形绕组线圈和环形铁芯均没有明显的参考位置和定位结构，使得放置pcb板的位置无法确定，通常工艺是接通电路和检测仪器，人工或设备旋转pcb板（霍尔元件焊接在pcb板上），找到某个信号点来确定pcb板的位置（也即霍尔元件与绕组线圈的对应位置）并固定，操作繁琐低效，极其占用工时，远远无法与有槽无刷电机使用定子铁芯的槽口直接定位霍尔元件的或定位pcb板（间接定位pcb板上的霍尔元件）的简便性相提并论。
5、因此，改进现有无槽电机的绕组线圈的结构和绕线方式，改进其他相关部件的结构，使线圈制作和线圈与铁芯定子的组装可快速高效的规模化生产；同时作要解决带霍尔
技术实现思路
1、本专利技术主要解决线圈绕制、适合装配的定子铁芯的工艺结构，线圈引出线的安装固定，以及便于带霍尔元件类型的无槽无刷电机的pcb板快速、准确定位的工艺结构。
2、一种无刷永磁电机，所述电机包括电机轴、前轴承、后轴承、机壳和电机尾盖，永磁转子固定在电机轴上，通过前轴承和后轴承安装在机壳内，机壳内壁安装定子总成、霍尔原件和pcb板。所述定子总成由圆环铁芯定子和绕组线圈构成，圆环铁芯定子由第一圆环铁芯定子和第二圆环铁芯定子前后两段相连构成，绕组线圈紧贴于圆环铁芯定子内壁，构成内转子结构，或包裹在圆环铁芯外，构成外转子结构。绕组线圈由n个单独线圈围成圆筒形，n≥3，各单独线圈的边彼此相邻，两个单独线圈相邻的结合部呈v形空隙，各单独线圈各占圆周的n分之一；所述的单独线圈由单根、多根或绞合漆包线由内到外同心式绕制的跑道型结构，每个单独线圈绕线的引出线的h段外贴在线圈的一个边上，整体具有弧度，与圆环铁芯定子同心。
3、本专利技术的绕组线圈采用由n个单独的跑道型线圈拼装方式，使用自粘线制作这类单个线圈的设备十分普及且绕制速度非常快，单个线圈通过后续工装定型，可以使得单个线圈达到非常高的尺寸精度，每个单独线圈简单的装入定子铁芯即可拼装为一个筒形绕组，极大降低设备难度、工序步骤和工艺难度，提高生产速度；并且跑道型线圈拼装而成的定子绕组，具有极高的电磁参数性能，在各类无槽无刷空心杯电机的线圈结构中，持平或略超过精密菱形绕线类型绕组的功率密度，仅略次于直绕工字型绕组的电磁参数，具有较大应用价值和实用性。采用多个单独线圈进行拼装制作绕组线圈，大大提高了电机绕组线圈的制作效率。
4、本专利技术的绕组线圈的引出线端部，设置有环形的支撑架，所述支撑架的一个端面设置有定位柱，另一个端面设置若干个定位凸起，定位柱用于安装pcb板，定位凸起定位卡入绕组线圈的v形空隙位置；所述霍尔元件焊接在pcb板上为一体。若支撑架的定位柱和霍尔元件均在圆周的x°处，则支撑架的定位凸起在x+60°处。所述pcb板上设置有与单独线圈引出线对应的孔或开槽，用于固定每个单独线圈的引出线。
5、本专利技术使用的跑道型线圈采用通用的自粘型漆包线绕制，成型后的物理尺寸精度高，绕组引线的h线段部分通过自粘或点胶等手段可以精确固定在单个线圈的边的设计位置，这个位置与单独线圈的电磁中心的相距距离（或角度）准确，可以使后续装配pcb板的定位准确，（即pcb板上霍尔元件与单独线圈的电磁换向位置能准确定位），包括：
6、1）在绕组线圈使用较细线径漆包线情况，采用使用如图的支撑架，利用跑道型线圈拼装后在结合部自然形成的v型槽空隙，作为支撑架上凸起的结构的定位，再使用支撑架上的定位结构对pcb板进行定位，这使得可以由几何计算好的霍尔元件位置与绕组线圈的电磁换向位置准确吻合；
7、2）在绕组线圈使用较粗线径漆包线情况，可采用上述使用支撑架方式定位pcb板，也可以利用粗导线具有的刚性，直接用单独线圈的h线段的引出部分作为定位点，把引出线固定到pcb板相应的孔或槽，同样可满足由几何计算好的霍尔元件位置与绕组线圈的电磁换向位置准确吻合；
8、上述结构在电机装配过程中均省略了人工或其他设备调整pcb板来确定霍尔元件与绕组线圈的对应电磁换向位置的步骤，这将极大提高生产速度，同样具有较强实用性。
9、本专利技术的定子铁芯第一圆环铁芯定子和第二圆环铁芯定子由圆环单片导磁材料的薄片叠压而成或由导磁带状材料卷制而成或压铸而成，第一圆环铁芯定子无开槽为正圆；第二圆环铁芯定子在用于内转子时，内圈设置数个开槽口，第二圆环铁芯定子在用于外转子时，则在外圈设置数个开槽口，每个单独线圈的绕线的引出线的h段装在第二圆环铁芯定子的开槽口内。装配时，可以将绕组线圈的h段及引出线卡入开槽口定位引出，避免引出线杂乱，被按压变形造成断线、短路，与铁芯定子无法配合等问题。或者两段铁芯均为标准无槽环形，在用于内转子时，第一圆环铁芯定子内径φx小于第二圆环铁芯定子内径φy，在用于外转子时，第一圆环铁芯定子内径φx大于第二圆环铁芯定子内径φy，每个单独线圈的绕线的引出线的h段装在第二圆环铁芯定子段内。装配时，绕组线圈的h段及引出线部位装配在第二圆环铁芯定子处，绕组线圈与第二圆环铁芯定子间存在安装间隙，方便h段和引出线的安置，避免引出线杂乱，被按压变形造成断线、短路，与铁芯定子无法配合等问题。
10、跑道型线圈由于绕线自然形成的其绕线引出线与线圈整体一个边搭接的h线段部分，这在多个线圈拼装为一个筒形装入定子铁芯后，h线段部分在铁芯壁和一个单独线圈边的中间，导致这个线圈边内径凸起（内转子结构）或线圈外径凸起（外转子结构），这会挤占线圈内径（内转子结构）或外径（外转子结构）与转子之间的气隙，具有极大的扫堂隐患，特别对于粗线径小尺寸绕组，这个凸起是不被允许的，如果强制对线圈挤压整型，则这个h线段受挤压会破损造成断线或与线圈边的导线匝间短路。如果用减少绕组线圈壁厚或减小转子直径确保线圈和转子之间的气隙尺寸的方法，来避免转子扫堂线圈和避免引出线断线和短路，这会降低转子磁性能和降低绕组槽满率，极大削弱电机性能。因此，本专利技术把铁芯定子采用两段式结构第一圆环铁芯定子和第二圆环铁芯定子组合，在第二圆环铁芯定子上开槽口，由此空间放置线圈的h线段部分，该结构的优点在于确保拼装后本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无刷永磁电机，所述电机包括电机轴（1）、前轴承（2）、后轴承（11）、机壳（3）和电机尾盖（9），永磁转子（6）固定在电机轴（1）上，通过前轴承（2）和后轴承（11）安装在机壳（3）内，机壳内壁安装定子总成，霍尔元件（8）为直插或贴片式焊接在PCB板（10）上；其特征在于：所述定子总成由圆环铁芯定子和绕组线圈（5）构成，圆环铁芯定子由第一圆环铁芯定子（4）和第二圆环铁芯定子（7）前后两段相连构成，绕组线圈（5）紧贴于圆环铁芯定子内壁，构成内转子结构，或包裹在圆环铁芯外，构成外转子结构；所述绕组线圈（5）由N个单独线圈（22）围成圆筒形，N≥3，各单独线圈的边彼此相邻，两个单独线圈相邻的结合部呈V形空隙，各单独线圈各占圆周的N分之一；所述的单独线圈（22）由单根、多根或绞合漆包线由内到外同心式绕制的跑道型结构，每个单独线圈绕线的引出线（14）的H段外贴在线圈的一个边上，整体具有弧度，与圆环铁芯定子同心；绕组线圈（5）的引出线端部，设置有环形的支撑架（17），所述支撑架（17）的一个端面设置有定位柱（19），另一个端面设置若干个定位凸起（18），定位柱（19）用于安装PCB板
2. 根据权利要求1所述的一种无刷永磁电机，其特征在于： 第一圆环铁芯定子（4）和第二圆环铁芯定子（7）由圆环单片导磁材料的薄片叠压而成或由导磁带状材料卷制而成或导磁材料压铸而成，第一圆环铁芯定子（4）无开槽为正圆；第二圆环铁芯定子（7）在用于内转子时，内圈设置数个开槽口（13），第二圆环铁芯定子（7）在用于外转子时，则在外圈设置数个开槽口（13），每个单独线圈（22）的绕线的引出线（14）的H段装在第二圆环铁芯定子（7）的开槽口（13）内。
3.根据权利要求1所述的一种无刷永磁电机，其特征在于：所述第一圆环铁芯定子（4）和第二圆环铁芯定子（7）由圆环单片导磁材料的薄片叠压而成或由导磁带状材料卷制而成或导磁材料压铸而成，用于内转子时，第一圆环铁芯定子（4）内径φX小于第二圆环铁芯定子（7）内径ΦY；在用于外转子时，第一圆环铁芯定子（4）内径φX大于第二圆环铁芯定子（7）内径ΦY，每个单独线圈（22）的绕线的引出线（14）的H段装在第二圆环铁芯定子（7）段内。
4. 根据权利要求1所述的一种无刷永磁电机 ，其特征在于，所述PCB板（10）上设置有与单独线圈（22）引出线(14)、（15）、（16）对应的孔或开槽（21），用于固定每个单独线圈（22）的引出线。
...【技术特征摘要】
1.一种无刷永磁电机，所述电机包括电机轴（1）、前轴承（2）、后轴承（11）、机壳（3）和电机尾盖（9），永磁转子（6）固定在电机轴（1）上，通过前轴承（2）和后轴承（11）安装在机壳（3）内，机壳内壁安装定子总成，霍尔元件（8）为直插或贴片式焊接在pcb板（10）上；其特征在于：所述定子总成由圆环铁芯定子和绕组线圈（5）构成，圆环铁芯定子由第一圆环铁芯定子（4）和第二圆环铁芯定子（7）前后两段相连构成，绕组线圈（5）紧贴于圆环铁芯定子内壁，构成内转子结构，或包裹在圆环铁芯外，构成外转子结构；所述绕组线圈（5）由n个单独线圈（22）围成圆筒形，n≥3，各单独线圈的边彼此相邻，两个单独线圈相邻的结合部呈v形空隙，各单独线圈各占圆周的n分之一；所述的单独线圈（22）由单根、多根或绞合漆包线由内到外同心式绕制的跑道型结构，每个单独线圈绕线的引出线（14）的h段外贴在线圈的一个边上，整体具有弧度，与圆环铁芯定子同心；绕组线圈（5）的引出线端部，设置有环形的支撑架（17），所述支撑架（17）的一个端面设置有定位柱（19），另一个端面设置若干个定位凸起（18），定位柱（19）用于安装pcb板，定位凸起（18）定位卡入绕组线圈（5）的v形空隙位置；所述霍尔元件（8）为直插或贴片类型焊接在pcb板（10）上为一体；若支撑架（17）的定位柱（19）和霍尔元件均在圆周的...
【专利技术属性】
技术研发人员：葛建勇，
申请(专利权)人：重庆立仓科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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