[发明专利]轴向磁通薄型马达定子盘的结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴向磁通薄型马达定子盘的结构，尤其是涉及一种改良轴向磁通薄型马达结构，其可解决过去因马达设计与制造方式无法整合一致，使马达绕线占槽率过低、及力矩涟波过大的缺点。

背景技术

现有薄型马达的结构，以绕线机在马达定子齿柱绕线时，必须具有足够大的齿槽开口(slot opening)，且绕线占槽率在50％以下。轴向磁通马达以冲槽卷绕方式制成定子盘，再以超过70％占槽率的绕组套入齿柱，最后再嵌入一体式成型的齿鞋或齿鞋盘，一体式成型的齿鞋可用导磁性材料制成齿鞋顶面，导引轴向磁通依鞋顶几何形状分布通过气隙，以降低力矩涟波。此种结构可降低齿柱长度，不但降低重量与成本，马达厚度也随之降低，以达到薄型化目标。

第一现有薄型马达请参考US6445105，其主要为以提高轴向磁通马达功率密度与效率，定子齿与盘分由铸铁制造，而线圈绕在圆柱上，再胶合成定子盘，齿顶为梯型，齿柱为圆形，以上铸铁制造及组装过程较为复杂，因此具有生产成本较高的缺点。

第二现有薄型马达请参考US6707221，其主要为提高轴向磁通马达功率密度与效率，定子齿由软性导磁材料铸成，圆柱周围绕线，其具有铸铁与绕线结构单纯，该马达的缺点为绕线占槽率过低，以致无法降低定子盘高度。

第三现有薄型马达请参考US6707221，其主要为定子齿盘由一片硅钢片螺旋卷绕冲制一体式成型，绕线以径向卷绕方向形成，以上卷绕冲制结构简易，该散热方式是使水套鳍片插入定子绕线间隙，中间灌胶提高热传导效率，降低齿卡力矩方式为：

(1)将转子磁铁分成两个区域，或四个区域，但不限此两例，但建议分成偶数区域。各区分开为槽距的一半。因此磁铁间距会较窄，或使磁铁宽度较窄。

(2)磁铁的间距由内圈到外圈不等距，使磁铁边线与径向线差一小角度。

但上述所有现有马达绕线占槽率过低，以致无法降低定子盘高度，有效达到扁平薄型及减重的目标；此外以机器绕线时，槽口宽必须够大，才能使铜线穿过，然而槽口过大会导致力矩涟波增大，不利马达稳定运转，因此传统的薄型马达仍不完美，本发明正为改进上述缺点的薄型马达结构。

发明内容

基于解决以上所述现有技术的缺失，本发明的目在于提供一种轴向磁通薄型马达定子盘的结构，其改良轴向磁通薄型马达结构，以解决过去因马达设计与制造方式无法整合一致，使马达绕线占槽率过低、及力矩涟波过大的缺点。

为了达到上述目的，本发明提供一种轴向磁通薄型马达定子盘的结构，马达具有定子盘与转子盘的结构，定子盘的电枢通电形成电磁铁，和转子盘上磁铁形成的电磁场交互切割，使转子盘带动马达转动，该马达包括有：

定子盘，其是以硅钢片冲槽卷绕成圆盘方式制成，该定子盘设置有多个齿柱；

转子盘，由一导磁材料圆盘为基座，在该基座上嵌入数个永久磁铁；以及

通过上述结构，将铜线在扇形柱状线套外依序紧密绕成多层线圈，将独立紧密绕制的线圈套入该定子盘的齿柱上，形成高占槽率绕线结构，各线圈联络依据马达相数，以串联或并联布置形成各相绕组。

本发明改良轴向磁通薄型马达结构，解决前述现有马达的缺失，具有下列三项优点：

(一)轴向磁通马达以冲槽卷绕方式制成定子盘：以整条连续硅钢片一边冲制齿槽、一边卷绕成圆盘、每绕一圈调变一次齿槽节距(pitch)，最后完成只有齿柱不含齿鞋的定子盘。

(二)高占槽率线圈绕制与安装：独立紧密绕出线圈，使占槽率高于70％，加以紧密定型，直接套入无齿鞋的定子齿盘，各相线圈再连接至分电盘。

(三)一体式成型的齿鞋制作与安装：一体式成型的齿鞋可用导磁材料，如：软磁复合材料、低碳钢等，制成平面或曲面齿鞋顶，以改变气隙长度分布，并导引轴向磁通依鞋顶几何曲面分布通过气隙，以降低力矩涟波。将一体式成型的齿鞋或齿鞋盘嵌入定子座，完成高占槽率的盘状定子构型。

本发明应用于产业的价值如下：

(一)轴向磁通马达以冲槽卷绕方式制成定子盘：此结构不以传统冲制硅钢片方式迭成定子盘，而是用整卷硅钢片连续，冲制齿槽、同时卷绕成圆盘。这种结构需要冲槽机与卷片机搭配，制作工艺一贯作业，可节省材料，降低制造成本与提高生产效率。

(二)高占槽率线圈绕制与安装：此结构不需以绕线机直接在定子盘上绕线，而是以独立且紧密方式绕出线圈，定型之后再套入无齿鞋的定子盘。此结构可以省去不必要的治具，绕线机功能简单便宜，且提高绕线成功率。