[发明专利]轴向磁场印刷电路板永磁无刷直流电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体是一种轴向磁场印刷电路板永磁无刷直流电机。

背景技术

永磁无刷直流电机与传统的电励磁电机或永磁有刷直流电机相比，具有结构简单、运行可靠、体积小、质量小、损耗少，效率高等特点。目前应用范围极为广泛，几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。

近些年来这种永磁无刷直流电机的结构没有显著变化，转子主要采用径向磁极分块式永磁体，定子由绕制在叠压硅钢片中的线圈组成。这种结构的电机由于采用手工绕制铜线，工艺复杂、人工和材料成本高且质量不稳定；叠压的硅钢片的质量约占电机总质量的三分之一，从而导致体积大、质量大、涡流损耗大、效率低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、体积小、质量小、效率高、运行可靠且成本便宜的轴向磁场印刷电路板永磁无刷直流电机。

本发明通过以下技术方案实现：一种轴向磁场印刷电路板永磁无刷直流电机，包括转轴，安装在转轴上的一对对称布置的转盘；在两所述转盘相对面上固定有永磁体；在两所述转盘中间设有与转盘平行布置的印刷电路板，印刷电路板与两侧的永磁体之间留有间隙；

所述的印刷电路板上设有绕组接线端子，在印刷电路板上还设有多根绕圆心均匀分布的径向的单根导线；所述的单根导线按顺时针方向或逆时针方向均匀分成多组，每组单根导线包括3相线圈；所述的每相线圈中的单根导线通过外端的外圈连接线和内端的内圈连接线连接成一个绕组回路；每一所述的绕组回路连接到印刷电路板上的绕组接线端子上。

其进一步是：所述的印刷电路板呈圆盘状，印刷电路板中心开有用于穿过转轴的孔；多根所述的单根导线绕印刷电路板中心径向分布；所述的绕组接线端子设置在印刷电路板边部。

所述的永磁体整体呈圆环形。

所述的永磁体是由分块的磁体组成的圆环形。

所述的永磁体的磁场方向为轴向，磁极数为多磁极，永磁体靠近印刷电路板的一面沿圆环方向交替分布永磁体N极和永磁体S极；两个永磁体中的每个磁极分别与对侧的永磁体中的磁极磁性相对。

所述的印刷电路板上设有沿印刷电路板中心均匀分布的霍尔效应传感器，在印刷电路板边部设有霍尔效应传感器接线端子。

所述的单根导线具有1层或2层或2层以上层数，每层单根导线之间有连接孔。

所述的电机还包括控制器，控制器分别控制连接每相线圈中绕组回路的通断开关。

本发明采用印刷电路板代替传统绕组，使得电机定子设计灵活多变，实现高精度布线；电路板分多层排布线圈，提高载流量，进而提高电机功率；无需铁心，消除了涡流损耗，使效率提高，且整体结构精简，有利于流水线装配，提高生产效率。另外，本发明可精确控制，其能够提供精确的转速、转矩控制。可以通过控制电流的大小来稳定转速、转矩，从而在匀速状态下，减少电流消耗，并可以通过改变霍尔效应传感器的控制方式来改变转向。

附图说明

图1A是本发明立体结构示意图；

图1B是本发明侧视图；

图1C是本发明主视图；

图2是本发明中示出了嵌入磁体的磁极分布的永磁体的结构示意图；

图3A是定子印刷电路板的前表面

图3B是定子印刷电路板的后表面

图4A是本发明一个实施例中印刷电路板的A相绕组的电路图；

图4B是本发明一个实施例中印刷电路板的B相绕组的电路图；

图4C是本发明一个实施例中印刷电路板的C相绕组的电路图。

图中：10、印刷电路板；11、转盘；12、转轴；13、永磁体；21、永磁体N极；22、永磁体S极；30、绕组接线端子；31、霍尔效应传感器接线端子；32、单根导线；33、外圈连接线；34、内圈连接线；40、A相绕组；41、B相绕组；42、C相绕组。

具体实施方式

以下是本发明的一个具体实施例，现结合附图对本发明作进一步说明。

如图1A、图1B和图1C所示，一种轴向磁场印刷电路板永磁无刷直流电机；转轴12上安装一对对称布置的转盘11，在两转盘11相对面上固定有永磁体13；在两转盘11中间设有与转盘11平行布置的印刷电路板10，转轴12有定位台，用于保持镶嵌在两个转子转盘11中永磁体13之间的间距，使每个永磁体13磁极面与印刷电路板10绕组平行且间隙相等。