[发明专利]定子盘及轴向磁通永磁动能装置

说明书

技术领域

本发明涉及电器设备技术领域，且特别涉及一种定子盘及轴向磁通永磁动能装置。

背景技术

定子无铁芯的轴向磁通盘式永磁（AFPM）电机，根据电磁感应原理，通电导体周围产生磁场，相电流流过定子的绕组会在电机里产生旋转磁场（旋转磁动势），而永磁体的转子产生的转子主磁极如同一个磁铁，定子旋转磁场吸着永磁转子，按旋转磁场的旋转方向旋转，从而实现电机运转的目的。由于轴向磁通盘式永磁电机无铁芯，避免了因此造成的铁芯损耗，在此，铁芯损耗简称“铁耗”，又称“磁芯损耗”、“激励损耗”，是指磁性材料中由于存在交变或脉动磁场而引起的功率损耗，以热的形式表现，分为磁滞损耗和涡流损耗两部分，因而比常规的电机运转效率更高，而且其还具有体积小，重量轻，功率密度高，控制性能优良，加工制造简单等优点，此外，轴向磁通盘式永磁电机还可以通过不同数量的定子盘和永磁转子的配置，实现不同的功率要求，因此，轴向磁通盘式永磁电机具有广阔的应用前景。

然而，轴向磁通盘式永磁电机的气隙很小，为了改善轴向磁通盘式电机的电气特性，要求轴向磁通盘式永磁电机的定子盘厚度很薄且平坦。

现有的制造定子盘的方法主要包括线圈绕制定子盘和印刷电路板定子盘两种。

采用线圈绕制定子盘时，由于线圈之间的连接需要通过线圈连续绕制或者导线之间焊接连接来实现，批量生产的效率低，而且，在制作成定子盘时，内外边缘部分线圈之间的连接导线会与线圈重叠，使得边缘重叠部分厚度明显增加，定子盘不平坦，此外只能采用小线径线圈，电机功率较小。

而采用印刷电路板定子盘时，如美国专利US7109625，该专利涉及一种可用作将电能转化为机械能的电动机或者将机械能转化为电能的发电机的优化轴向场转动能装置，其定子盘通过堆叠多个其中布置有多个电子部件的电路层，来达到设定功率和效率。由于其采用的定子盘完全由印刷电路板制造工艺制作，起作用的切割磁力线的导体线印刷在电路板上，线径受到较大限制，为了达到设定功率，需要多层电路板，且只能在小功率电机中应用，加工制作成本也较高。

发明内容

有鉴于此，本发明解决现有技术中，在轴向磁通盘式永磁电动机或发电机中，定子盘不平坦，导线线径小，功率较小，加工复杂，制作成本较高等技术问题。

本发明提供一种定子盘，其包括：基板，多个绕组，至少一个连接导体，和电流终端导体；所述基板具有轴孔；所述连接导体形成于所述基板中，所述多个绕组全部或部分独立，位于所述基板上，相互间独立的绕组通过所述连接导体全部或部分连接；所述电流终端连接导体形成于所述基板中，将所述绕组与相电流连接。

进一步的，所述绕组包括：第一绕边及第二绕边，其中所述第一绕边及第二绕边沿所述轴孔径向排布。

进一步的，所述绕组围绕所述轴孔呈辐射状排列。

进一步的，所述多个绕组为多个独立线圈。

进一步的，所述线圈线径为0.25至1.5毫米，每相绕组总匝数具有16至70匝。

进一步的，所述基板为单面，所述多个绕组分别位于所述基板的一面。

进一步的，所述基板为双面，所述多个绕组分别位于所述基板的两面。

进一步的，所述基板包括：连接于所述连接导体的贯穿所述基板的第一过孔及连接于所述电流终端连接导体的贯穿所述基板的第二过孔，用以连接位于所述基板上全部或部分绕组。

进一步的，所述基板为两个或两个以上，所述多个基板为叠加排列。

本发明还提供一种轴向磁通永磁动能装置，包括：多个具有多永久磁极的转子以及如上所述的任一定子盘。

进一步的，所述多个转子分别设置于所述定子盘的两面，使得所述转子的永磁极磁场方向垂直于所述定子盘面。

进一步的，所述轴向磁通永磁动能装置的功率在50瓦至5000瓦。

综上所述，本发明提供的定子盘及轴向磁通永磁动能装置，所述定子盘采用的绕组为单一独立线圈，不需要多个线圈连续绕制，加工简单，生产效率高。用于固定连接绕组的基板采用简单的低成本的单面或双面设计，在该基板上焊接安装多个单一线圈、元器件、与控制器连接的插座，安装工艺简单。

其次，利用基板实现绕组线圈之间的连接和安装固定，以及其它电子元件和连接器的安装和连接，避免了绕组线圈之间的连接导线带来的重叠，有效降低了定子盘的厚度，保证了定子盘的平坦；同时，增加绕组线圈的线径，或增加安装有多个绕组的基板数，能提高电机的功率和功率密度，提高电机的效率。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的定子盘的结构示意图；