CN107947410A - 一种pcb永磁无刷直流电机 - Google Patents
一种pcb永磁无刷直流电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107947410A CN107947410A CN201711269546.7A CN201711269546A CN107947410A CN 107947410 A CN107947410 A CN 107947410A CN 201711269546 A CN201711269546 A CN 201711269546A CN 107947410 A CN107947410 A CN 107947410A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pcb
- rear end
- stator plates
- bearing bracket
- permanent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- -1 PCB stator plates Substances 0.000 description 1
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/0094—Structural association with other electrical or electronic devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
本发明提供了一种PCB永磁无刷直流电机，属于传动机械技术领域。本PCB永磁无刷直流电机，包括相互配合设置的前端盖和后端盖，前端盖和后端内均间隙配合设置有转子盘，转子盘内固定设置有磁钢，两转子盘之间设置有PCB定子板，PCB定子板的两表面均加装有绝缘散热铝基板，两个转子盘的磁钢面分别于铝基板，PCB定子板,铝基板安装于转轴上且构成气隙，PCB定子板上设置有接线端口，前端盖和后端盖上分别配合开设有可供接线端口放置的卡槽。本发明具有磁路短，无铁心磁效高，热损耗小，体积紧凑的优点。
Description
技术领域
本发明属于传动机械技术领域，涉及一种电机，特别涉及一种PCB永磁无刷直流电机。
背景技术
PCB中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是PCB永磁无刷电机的核心部件，区别于传统的传统的铜线绕组铁芯定子结构，PCB替代了电机的线圈，是一种无定子铁轭和转子铁轭的盘式永磁电机。在同等的功率下相比于传统的电机其体积更小，效率更高，通常被用于机械、电动车、自动化机器、家用电器、无人机、园林电动工具等领域。这种PCB板电机利用PCB板上的铜箔走线替代现有的电机绕组定子，简化电机铁芯生产制造工艺，同时省去了绕线､接线等工艺，结合现代先进的多层PCB制造工艺技术，使原来复杂的永磁电机电枢制造得到简化，便于自动化批量生产。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种使用PCB制造技术对线路板尺寸、形状、位置、铜厚电路板层数的设计和优化配置，达到优化电机效率、扭矩和速度的PCB永磁无刷直流电机。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种PCB永磁无刷直流电机，包括相互配合设置的前端盖和后端盖，其特征在于，所述的前端盖和后端内均间隙配合设置有转子盘，所述的转子盘内固定设置有磁钢，所述的两转子盘之间设置有PCB定子板，所述PCB定子板的两表面均加装有绝缘散热铝基板，两个转子盘的磁钢面分别于铝基板，PCB定子板,铝基板安装于转轴上且构成气隙， 所述的PCB定子板上设置有接线端口，所述的前端盖和后端盖上分别配合开设有可供接线端口放置的卡槽。
本PCB永磁无刷直流电机的技术效果为：磁钢磁场由环形磁钢分段充磁构成，电机磁场方向沿转轴向垂直PCB定子板，利用电流和磁场的相互作用力，带动2个转子盘/磁钢旋转，带动转轴转动，由于PCB定子板通过电流较大，引起PCB板发热大，为了解决这个问题，散热铝基板最后与电机壳体压合连接，本PCB永磁无刷电机无电刷和换向器，效率高，寿命长，无定子铁心，减小了转子上的磁损耗，永磁体性能得到了充分利用，漏磁通减少，电机功率密度得到提高。
在上述的一种PCB永磁无刷直流电机中，所述的PCB定子板每层圆周表面均匀敷有若干辐射状直导线，同相直导线两端通过圆弧走线串联，构成3相电机其中一相，同时在PCB定子板内部短接三相相线，构成3相8极电机定子，每个磁极下相线12条直导线间隔交叉排列，共8极96条走线。
在上述的一种PCB永磁无刷直流电机中，所述的PCB定子板为10层PCB走线。
在上述的一种PCB永磁无刷直流电机中，所述的前端盖和后端盖内位于转子盘的接触面均设置有绝缘密封圈，且前端盖和后端盖通过螺栓紧固。
在上述的一种PCB永磁无刷直流电机中，所述转轴的后端抵靠由于后端盖内，前端伸出前端盖外，且通过轴承装配。
与现有技术相比，本PCB永磁无刷直流电机具有磁路短，无铁心磁效高，热损耗小，体积紧凑的优点。
附图说明
图1是本PCB永磁无刷直流电机的***图。
图2是本PCB永磁无刷直流电机的剖视图。
图3是本PCB定子板的结构示意图。
图中，1、前端盖；2、后端盖；3、转子盘；4、磁钢；5、PCB定子板；6、铝基板；7、转轴；8、接线端口；9、卡槽；10、直导线；11、密封圈；12、螺栓；13、轴承。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2、图3所示，本PCB永磁无刷直流电机，包括相互配合设置的前端盖1和后端盖2，前端盖1和后端内均间隙配合设置有转子盘3，转子盘3内固定设置有磁钢4，两转子盘3之间设置有PCB定子板5， PCB定子板5的两表面均加装有绝缘散热铝基板6，两个转子盘3的磁钢4面分别于铝基板6，PCB定子板5,铝基板6安装于转轴7上且构成气隙， PCB定子板5上设置有接线端口8，前端盖1和后端盖2上分别配合开设有可供接线端口8放置的卡槽9。
其本质是一种印刷电路板无铁心盘式无刷永磁直流电机，包括一根转轴7，转轴7上有两个转子盘3，转子盘3上安装永久磁铁，两个转子盘3之间有PCB定子板5，PCB定子板5两边装有铝基板6散热铝片，两个转子盘3的磁钢4面分别于铝基板6，PCB定子板5，铝基板6构成气隙。
电机磁场方向沿电机轴方向垂直PCB定子板5，轴向磁场盘式电机。
PCB定子板5为10层印刷电路板轴向叠加而成，每层印刷电路板环在形磁钢4区域敷有辐射状仿电机走线的直导线10，在环形磁钢4区域外通过弧形走线串联，并在内部短接构成三相电机绕组。
PCB定子板5上10个电路走线层每一层圆周上总共96根辐射状直导线10，并通过打过孔将10个层上的10根直导线10并联连接。直导线10之间呈12线为一组重复8次共96线排列，同组内的相线和相邻组的相同相线串联连接，构成三相8极电机定子电机。
PCB定子板5上安装有3个霍尔位置传感器，60度分布，用于永磁电机位置定位。
由于PCB定子板5的填充材质是玻纤材料导热性差，当电机通过大电流PCB定子板5上的导线发热，玻纤导热性能不佳，在PCB定子板52边外加铝散热片，帮助改善PCB板散热。
进一步细说，前端盖1和后端盖2内位于转子盘3的接触面均设置有绝缘密封圈11，且前端盖1和后端盖2通过螺栓12紧固；转轴7的后端抵靠由于后端盖2内，前端伸出前端盖1外，且通过轴承13装配。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了前端盖1、后端盖2、转子盘3、磁钢4、PCB定子板5、铝基板6、转轴7、接线端口8、卡槽9、直导线10、密封圈11、螺栓12、轴承13等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (5)
1.一种PCB永磁无刷直流电机，包括相互配合设置的前端盖（1）和后端盖（2），其特征在于，所述的前端盖（1）和后端内均间隙配合设置有转子盘（3），所述的转子盘（3）内固定设置有磁钢（4），所述的两转子盘（3）之间设置有PCB定子板（5），所述PCB定子板（5）的两表面均加装有绝缘散热铝基板（6），两个转子盘（3）的磁钢（4）面分别于铝基板（6），PCB定子板（5）,铝基板（6）安装于转轴（7）上且构成气隙， 所述的PCB定子板（5）上设置有接线端口（8），所述的前端盖（1）和后端盖（2）上分别配合开设有可供接线端口（8）放置的卡槽（9）。
2.根据权利要求1所述的一种PCB永磁无刷直流电机，其特征在于，所述的PCB定子板（5）每层圆周表面均匀敷有若干辐射状直导线（10），同相直导线（10）两端通过圆弧走线串联，构成3相电机其中一相，同时在PCB定子板（5）内部短接三相相线，构成3相8极电机定子，每个磁极下相线12条直导线（10）间隔交叉排列，共8极96条走线。
3.根据权利要求1或2所述的一种PCB永磁无刷直流电机，其特征在于，所述的PCB定子板（5）为10层PCB走线。
4.根据权利要求1所述的一种PCB永磁无刷直流电机，其特征在于，所述的前端盖（1）和后端盖（2）内位于转子盘（3）的接触面均设置有绝缘密封圈（11），且前端盖（1）和后端盖（2）通过螺栓（12）紧固。
5.根据权利要求1所述的一种PCB永磁无刷直流电机，其特征在于，所述转轴（7）的后端抵靠由于后端盖（2）内，前端伸出前端盖（1）外，且通过轴承（13）装配。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711269546.7A CN107947410A (zh) | 2017-12-05 | 2017-12-05 | 一种pcb永磁无刷直流电机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711269546.7A CN107947410A (zh) | 2017-12-05 | 2017-12-05 | 一种pcb永磁无刷直流电机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107947410A true CN107947410A (zh) | 2018-04-20 |
Family
ID=61944789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711269546.7A Withdrawn CN107947410A (zh) | 2017-12-05 | 2017-12-05 | 一种pcb永磁无刷直流电机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107947410A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109756076A (zh) * | 2017-11-01 | 2019-05-14 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 电机 |
| GB2574018A (en) * | 2018-05-22 | 2019-11-27 | Protean Electric Ltd | A lead frame for an electric motor or generator |
| CN111293798A (zh) * | 2020-02-18 | 2020-06-16 | 天津大学 | 轴向磁场复合pcb定子有铁心永磁同步电机 |
| CN111835153A (zh) * | 2019-04-23 | 2020-10-27 | 擎声自动化科技（上海）有限公司 | 一种具有pcb板定子的电机 |
| CN112398264A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-02-23 | 江苏苏美达五金工具有限公司 | 一种直流永磁无刷电机综合引出电路*** |
| CN112467953A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-03-09 | 常州祥明智能动力股份有限公司 | 一种内置驱动一体化永磁无刷电机结构 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1074065A (zh) * | 1992-02-14 | 1993-07-07 | 齐庆南 | 无刷印制绕组永磁直流电机 |
| CN1160943A (zh) * | 1996-01-18 | 1997-10-01 | 有裕株式会社 | 无铁芯型bldc电动机及定子组件的制造方法 |
| CN102130563A (zh) * | 2011-03-01 | 2011-07-20 | 刘行 | 一种绕组为印刷电路板结构的盘式永磁电机 |
| CN103001426A (zh) * | 2012-11-19 | 2013-03-27 | 腾达电动科技镇江有限公司 | 印刷电路板无铁芯盘式电机 |
| CN105703510A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-06-22 | 江苏河谷矿业科技发展有限公司 | 轴向磁场印刷电路板永磁无刷直流电机 |
| CN106451848A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-02-22 | 徐州鸿润达电动车有限公司 | 一种电动车pcb定子永磁差速电机 |
| CN106487150A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-03-08 | 维尔纳（福建）电机有限公司 | 一种自带散热结构的紧凑型电机 |
| CN106972704A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-07-21 | 深圳威枫豪斯新能源科技有限公司 | 轮子及其电机 |
| CN107317452A (zh) * | 2017-08-21 | 2017-11-03 | 彭希南 | 一体化永磁无刷直流轮毂电机 |
| WO2017190658A1 (zh) * | 2016-05-03 | 2017-11-09 | 周劲松 | 直流电机 |
| CN207518381U (zh) * | 2017-12-05 | 2018-06-19 | 浙江益中智能电气有限公司 | 一种pcb永磁无刷直流电机 |
-
2017
- 2017-12-05 CN CN201711269546.7A patent/CN107947410A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1074065A (zh) * | 1992-02-14 | 1993-07-07 | 齐庆南 | 无刷印制绕组永磁直流电机 |
| CN1160943A (zh) * | 1996-01-18 | 1997-10-01 | 有裕株式会社 | 无铁芯型bldc电动机及定子组件的制造方法 |
| CN102130563A (zh) * | 2011-03-01 | 2011-07-20 | 刘行 | 一种绕组为印刷电路板结构的盘式永磁电机 |
| CN103001426A (zh) * | 2012-11-19 | 2013-03-27 | 腾达电动科技镇江有限公司 | 印刷电路板无铁芯盘式电机 |
| CN105703510A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-06-22 | 江苏河谷矿业科技发展有限公司 | 轴向磁场印刷电路板永磁无刷直流电机 |
| WO2017190658A1 (zh) * | 2016-05-03 | 2017-11-09 | 周劲松 | 直流电机 |
| CN106451848A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-02-22 | 徐州鸿润达电动车有限公司 | 一种电动车pcb定子永磁差速电机 |
| CN106487150A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-03-08 | 维尔纳（福建）电机有限公司 | 一种自带散热结构的紧凑型电机 |
| CN106972704A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-07-21 | 深圳威枫豪斯新能源科技有限公司 | 轮子及其电机 |
| CN107317452A (zh) * | 2017-08-21 | 2017-11-03 | 彭希南 | 一体化永磁无刷直流轮毂电机 |
| CN207518381U (zh) * | 2017-12-05 | 2018-06-19 | 浙江益中智能电气有限公司 | 一种pcb永磁无刷直流电机 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109756076A (zh) * | 2017-11-01 | 2019-05-14 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 电机 |
| CN109756076B (zh) * | 2017-11-01 | 2022-05-20 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 电机 |
| GB2574018A (en) * | 2018-05-22 | 2019-11-27 | Protean Electric Ltd | A lead frame for an electric motor or generator |
| CN111835153A (zh) * | 2019-04-23 | 2020-10-27 | 擎声自动化科技（上海）有限公司 | 一种具有pcb板定子的电机 |
| CN111835153B (zh) * | 2019-04-23 | 2023-05-26 | 擎声自动化科技（上海）有限公司 | 一种具有pcb板定子的电机 |
| CN111293798A (zh) * | 2020-02-18 | 2020-06-16 | 天津大学 | 轴向磁场复合pcb定子有铁心永磁同步电机 |
| CN112467953A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-03-09 | 常州祥明智能动力股份有限公司 | 一种内置驱动一体化永磁无刷电机结构 |
| CN112398264A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-02-23 | 江苏苏美达五金工具有限公司 | 一种直流永磁无刷电机综合引出电路*** |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107947410A (zh) | 一种pcb永磁无刷直流电机 | |
| JP6939543B2 (ja) | 回転電機 | |
| US7723891B2 (en) | High-efficiency wheel-motor utilizing molded magnetic flux channels with transverse-flux | |
| US20130307366A1 (en) | Axial-flux electric machine | |
| CN101552497B (zh) | 混合励磁双凸极电机 | |
| CN101578749A (zh) | 轴向磁通永磁无铁心复式发电机和复式电动机 | |
| US20160336824A1 (en) | Stator Disc and Axial Flux Permanent Magnet Apparatus | |
| CN106655649B (zh) | 高速高功率密度交流伺服电机 | |
| CN207518381U (zh) | 一种pcb永磁无刷直流电机 | |
| CN101501963A (zh) | 多相多线圈发电机 | |
| CN202475212U (zh) | 轴向磁场永磁无刷电机 | |
| CN102624183A (zh) | 轴向磁场永磁无刷电机及装配方法 | |
| JP2013066251A (ja) | 回転電機 | |
| CN101702558A (zh) | 盘式永磁风力发电机 | |
| CN101494395A (zh) | 定子内永磁电机 | |
| CN102843012B (zh) | 拨动式节能型电动机 | |
| RU2436220C1 (ru) | Ротор асинхронной электрической машины | |
| CN109193992B (zh) | 电动汽车预绕制高槽满率绕组的模块化电机 | |
| CN105915007B (zh) | 一种磁阻式盘式电机 | |
| CN109412282A (zh) | 一种多相容错永磁电机 | |
| CN201365146Y (zh) | 永磁体内嵌于定子上转子为凸极的永磁电机 | |
| CN201374628Y (zh) | 三相水冷永磁同步电机 | |
| CN112968542A (zh) | 一种无刷爪极电机结构 | |
| CN206834933U (zh) | 一种带风扇叶的开关磁阻电机转子 | |
| CN105048755A (zh) | 双极做功式永磁直流无刷电机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180420 |