CN108736602A - 轴向磁通电机 - Google Patents
轴向磁通电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108736602A CN108736602A CN201710245471.2A CN201710245471A CN108736602A CN 108736602 A CN108736602 A CN 108736602A CN 201710245471 A CN201710245471 A CN 201710245471A CN 108736602 A CN108736602 A CN 108736602A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetic
- plate body
- magnetic core
- winding
- bobbin
- 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.)
- Granted
Links
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
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
- H02K1/182—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to stators axially facing the rotor, i.e. with axial or conical air gap
-
- 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
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
- H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
- H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
-
- 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
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/14—Stator cores with salient poles
- H02K1/141—Stator cores with salient poles consisting of C-shaped cores
-
- 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
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/14—Stator cores with salient poles
- H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
- H02K1/148—Sectional cores
-
- 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
- H02K1/2793—Rotors axially facing stators
- H02K1/2795—Rotors axially facing stators the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2796—Rotors axially facing stators the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets where both axial sides of the rotor face a stator
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/02—Details
- H02K21/04—Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation
- H02K21/042—Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation with permanent magnets and field winding both rotating
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/24—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/26—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors consisting of printed conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
- H02K3/325—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for windings on salient poles, such as claw-shaped poles
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
- H02K16/02—Machines with one stator and two or more rotors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
- H02K2213/12—Machines characterised by the modularity of some components
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K49/00—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
- H02K49/10—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the permanent-magnet type
- H02K49/102—Magnetic gearings, i.e. assembly of gears, linear or rotary, by which motion is magnetically transferred without physical contact
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Abstract
一种轴向磁通电机,包含模块化定子组件、转子组件,以及多个隔离元件。模块化定子组件包含多个定子单体,定子单体包一磁芯以及至少一绕组。磁芯包含有第一板体、第二板体,及连接第一板体与第二板体的侧壁,绕组设置在磁芯上。定子单体组合成为模块化定子组件,将定子组件模块化的设计可以提升占槽率以及提供较佳的马达顿转矩。隔离元件则是设置于磁芯之间。转子组件设置于模块化定子组件内,且包含间隔排列的第一磁性体与第二磁性体,第一磁性体与第二磁性体的磁力线分别通过磁芯的侧壁而构成方向相异的C型磁通回路,进而提升功率密度。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁通电机,特别涉及一种轴向磁通电机。
背景技术
马达是一种常见的旋转电机。马达在结构上可分成定子、转子、设置在定子上的绕组,以及转子上的磁性体。马达藉由输入电流产生交变磁场,将电能转为机械能。
现行马达依照磁力线(磁通)方向分类,可分为径向磁通马达与轴向磁通马达二种形式,两者分别在制造工艺上各有亟欲改进的部分。举例而言,传统的径向磁通电机的气隙对马达特性影响较大,磁性体的形状较为复杂,故制作工艺难度较高,其电机长度亦长于轴向磁通电机的电机长度。而另一方面,传统的轴向磁通电机中,在将线圈绕在磁芯上时需要在磁芯的靴部之间预留足够的间隙供绕线设备通过,且绕线设备的绕线角度亦会受到限制,因此导致线圈的占槽率较低。
因此,如何降低马达生产以及组装的困难度,便成为一个重要的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轴向磁通电机,以提升绕组的占槽率。
本发明的一实施方式提供一种轴向磁通电机,包含一模块化定子组件、多个隔离元件以及一转子组件。模块化定子组件包含多个定子单体,其中每一定子单体包含一第一磁芯、一第二磁芯、一第一绕组与一第二绕组。第一绕组设置于第一磁芯中,第二绕组设置于第二磁芯中。第一磁芯包含第一板体与第一侧壁,第一板体的一端与第一侧壁的一端连接,使第一磁芯的截面形状呈L形。第二磁芯包含第二板体与第二侧壁,第二板体的一端与第二侧壁的一端连接,使第二磁芯的截面形状呈L形,第一侧壁的另一端与第二侧壁的另一端实体接触。隔离元件设置于相邻的第一磁芯之间以及相邻的第二磁芯之间。转子组件设置在第一磁芯跟第二磁芯之间,其中转子组件包含间隔设置的多个第一磁性体与多个第二磁性体,第一磁性体与第二磁性体的磁力线分别通过第一侧壁与第二侧壁而构成方向相异的C型磁通回路。
于一或多个实施例中,C型磁通回路包含第一磁性体的磁力线和第二磁性体的磁力线。第一磁性体的磁力线由第一磁性体的上表面出发,依序通过第一绕组、第一板体、第一侧壁、第二侧壁、第二板体以及第二绕组回到第一磁性体的下表面,以及第二磁性体的磁力线由第二磁性体的下表面出发,依序通过第二绕组、第二板体、第二侧壁、第一侧壁、第一板体以及第一绕组回到第二磁性体的上表面。
于一或多个实施例中,第一绕组与第二绕组分别包含线圈架以及线圈,其中线圈架固定于第一板体或该第二板体后,线圈再绕设于线圈架上。第一磁芯与第二磁芯包含齿部与靴部,齿部设置于第一板体或第二板体上,用以定位线圈架。靴部与齿部卡合。
于一或多个实施例中,第一绕组与第二绕组分别包含线圈架以及线圈。第一磁芯与第二磁芯分别包含齿部与靴部,齿部设置于第一板体或第二板体上。线圈绕设于线圈架后,线圈架为可分离地组合于齿部,靴部与齿部卡合以固定线圈架。
本发明的另一实施方式提供了一种轴向磁通电机,包含一模块化定子组件、多个隔离元件以及一转子组件。模块化定子组件包含多个定子单体,每一定子单体包含一磁芯与设置于磁芯内的至少一绕组,其中磁芯包含一第一板体、一第二板体,以及连接第一板体与第二板体的一侧壁,第一板体实质上平行于第二板体。隔离元件设置于磁芯之间。转子组件设置于模块化定子组件内,转子组件包含间隔设置的多个第一磁性体与多个第二磁性体,第一磁性体与第二磁性体的磁力线分别通过侧壁而构成方向相异的C型磁通回路。
于一或多个实施例中,C型磁通回路包含第一磁性体的磁力线和第二磁性体的磁力线。第一磁性体的磁力线由第一磁性体的上表面出发,依序经由第一板体、侧壁以及第二板体回到第一磁性体的下表面,第二磁性体的磁力线由第二磁性体的下表面出发,依序经由第二板体、侧壁以及第一板体回到第二磁性体的上表面。
于一或多个实施例中,绕组包含线圈架以及线圈,线圈架固定于第一板体或第二板体后,线圈再绕设于线圈架上。磁芯包含齿部与靴部,齿部设置于第一板体或第二板体上,用以定位线圈架。靴部与齿部卡合。
于一或多个实施例中,绕组包含线圈架以及线圈。磁芯包含齿部与靴部,齿部设置于第一板体或第二板体。线圈绕设于线圈架后,线圈架为可分离地组合于齿部,靴部用以与齿部卡合而固定线圈架。
本发明提供了一种轴向磁通电机,此轴向磁通电机中的定子组件通过模块化的设计而分割成多个定子单体,使得在进行绕线作业时,线圈为在个别的定子单体上分开绕线,而后再将定子单体排列合在一起,如此一来,不须在磁芯的靴部之间预留绕线设备的作业空间,且绕线设备的角度亦不再受限,进而提升绕组的占槽率。同时,将定子组件模块化之后,磁芯中的靴部面积较大,可以提供较佳的马达顿转矩特性。
除此之外,于部分实施例中,定子单体中的绕组为可分离式地组装于磁芯上,换言之,绕组可先绕设在线圈架上,而后再将线圈架与定子单体中的齿部卡合,因此可以让绕组的组装更为容易。此轴向磁通电机的磁通回路会通过磁芯的侧壁,故从截面观的呈C型,此种C型磁通回路的设计可以具有良好的功率密度。
附图说明
阅读以下详细叙述并搭配对应的图式,可了解本揭露的多个态样。应注意,根据业界中的标准做法,多个特征并非按比例绘制。事实上,多个特征的尺寸可任意增加或减少以利于讨论的清晰性。
图1为本发明的轴向磁通电机一实施例的立体视图。
图2为本发明的轴向磁通电机一实施例的拆解图。
图3为本发明的轴向磁通电机一实施例的磁通回路的示意图。
图4为本发明的轴向磁通电机一实施例的绕组的拆解图。
图5为本发明的轴向磁通电机又一实施例的剖面图。
其中,附图标记说明如下:
100、400:轴向磁通电机
200、500:模块化定子组件
210、502:定子单体
220:第一磁芯
222:第一板体
224:第一侧壁
230:第一绕组
240:第二磁芯
242:第二板体
244:第二侧壁
246:齿部
248:靴部
250:第二绕组
252、534:线圈架
254、532:线圈
260、520:隔离元件
300、600:转子组件
310、610:第一磁性体
320、620:第二磁性体
510:磁芯
512:第一板体
514:第二板体
516:侧壁
518:齿部
519:靴部
530:绕组
具体实施方式
请同时参照图1与图2,其分别为本发明的轴向磁通电机一实施例的立体视图以及拆解图。轴向磁通电机100包含有模块化定子组件200以及转子组件300。模块化定子组件200是由多个定子单体210所构成,转子组件300设置于模块化定子组件200内,且可相对于模块化定子组件200旋转。
模块化定子组件200中的每一个定子单体210大致上具有相同的形状与尺寸,本实施例中的定子单体210的形状从上视视角观的近似于楔形,而多个定子单体210组合成环形的定子结构。于一实施例中,每一个定子单体210包含有第一磁芯220、设置于第一磁芯220上的第一绕组230、第二磁芯240,以及设置于第二磁芯240上的第二绕组250。转子组件300则是配置在第一绕组230与第二绕组250之间。
第一磁芯220的截面形状呈L形,第二磁芯240的截面形状呈L形,而当第一磁芯220与第二磁芯240组合时,第一磁芯220的一端实体接触第二磁芯240的一端,使得第一磁芯220与第二磁芯240组合后的截面形状呈C形。于一实施例中,第一磁芯220包含有第一板体222以及第一侧壁224,第一板体222的一端与第一侧壁224的一端连接,使第一磁芯220的截面形状呈L形。第二磁芯240包含有第二板体242以及第二侧壁244,第二板体242的一端与第二侧壁244的一端连接,使第二磁芯240的截面形状呈L形。而第一侧壁224的另一端与第二侧壁244的另一端实体连接,使得第一磁芯220与第二磁芯240组合后的截面形状呈C形。于一实施例中,第一磁芯220的第一板体222大致上平行于第二磁芯240的第二板体242。
第一磁芯220与第二磁芯240的材料为软磁复合材(soft magnetic composite,SMC),如铁粉芯、铁氧体、磁性玻璃、合金薄片等。于一实施例中,第一磁芯220为一体成形地制作而成,第二磁芯240亦为一体成形地制作而成。于第一磁芯220中,第一板体222与第一侧壁224的厚度可为相同或是不同。于第二磁芯240中,第二板体242与第二侧壁244的厚度可为相同或是不同。
模块化定子组件200更包含有多个隔离元件260,隔离元件260设置于定子单体210之间,用以隔离相邻的定子单体210。隔离元件260的材料为非导磁材料,如塑料、胶体、泡棉等。于一实施例中,隔离元件260可配置在第一磁芯220以及第二磁芯240的侧表面,使相邻的定子单体210彼此之间不直接接触。
转子组件300设置在第一磁芯220与第二磁芯240之间。转子组件300包含有间隔排列的多个第一磁性体310以及第二磁性体320。第一磁性体310与第二磁性体320的可为实质上相同但是磁力线方向相反的永磁体。举例而言,若是第一磁性体310为N极朝向第一磁芯220,S极朝向第二磁芯240,则与其相邻的第二磁性体320为S极朝向第一磁芯220,N极朝向第二磁芯240。换言之,第一磁性体310与第二磁性体320所组成的转子组件300是N极与S极交替排列的磁性体配置。
模块化定子组件200中的定子单体210的个数可以相同或是不同于转子组件300中第一磁性体310与第二磁性体320的对数。定子单体210的个数(相当于绕组的槽数)与第一磁性体310与第二磁性体320的对数可决定轴向磁通电机100的槽极比与绕组的电气角。于一实施例中,模块化定子组件200中的定子单体210的个数为12个,相当于定子槽数为12个,而转子组件300中的第一磁性体310与第二磁性体320共10个,磁极数为5对,每一个绕组的电气角为150度。
参照图3,其为本发明的轴向磁通电机一实施例的磁通回路的示意图。为了清楚表示本实施例的特征,图3中仅绘示单一一个定子单体210,其余的定子单体210予以隐藏而未绘示,合先叙明。
于一实施例中,第一磁芯220与第二磁芯240的截面形状为L形,因此,当第一磁芯220与第二磁芯240组装在一起,使得第一磁芯220的一端与第二磁芯240的一端实体接触之后,第一磁芯220与第二磁芯240构成完整的磁通回路。
具体而言,以第一磁性体310为例,其为N极朝向第一磁芯220,S极朝向第二磁芯240,第一磁性体310的磁力线从第一磁性体310的上表面出发,依序通过第一绕组230第一板体222、第一侧壁224、第二侧壁244、第二板体242、第二绕组250后,回到第一磁性体310的下表面。反之,若是第二磁性体320,则其磁力线方向便会是从第二磁性体320的下表面出发,依序通过第二绕组250、第二板体242、第二侧壁244、第一侧壁224、第一板体222以及第一绕组230后,回到第二磁性体320的上表面。
综上所述,轴向磁通电机100中第一磁芯220与第二磁芯240相连构成C型的磁芯。又由于相邻的第一磁芯220与第二磁芯240之间藉由隔离元件260隔离,因此,每个定子单体210中第一磁性体310及/或第二磁性体320的磁力线会顺着所在的第一磁芯220与第二磁芯240导引,而让第一磁性体310与第二磁性体320的磁力线分别通过磁芯的侧壁而构成方向相反的C型磁通回路。
不同于传统的轴向磁通电机,由于传统的轴向电机不具有侧壁以及隔离元件,故传统的轴向磁通电机中,每一磁性体的磁力线在邻近于磁性体的上表面或下表面处是与径向垂直,而使磁力线通过相邻的磁性体后回到所述的磁性体。而本发明的轴向磁通电机中由于具有侧壁以及隔离元件。故每一磁性体的磁力线在邻近于磁性体的上表面或下表面处(即第一板体222与第二板体242近处)是与径向平行,每一磁性体的磁力线是通过磁芯的侧壁(即通过第一侧壁224与第二侧壁244)后回到所述的磁性体,而不会通过相邻的磁性体,故此种C型磁通回路设计可以提升轴向磁通电机100的功率密度。
参照图4,其为本发明的轴向磁通电机一实施例的绕组的拆解图。轴向磁通电机100将定子组件模块化而分割为多个定子单体,于部分实施例中,定子单体中的绕组为可分离式地组装于磁芯上。绕组可为前述的第一绕组230或是第二绕组250,磁芯可为前述的第一磁芯220或是第二磁芯240,为了便于说明,本实施例中以第二绕组250与第二磁芯240的组装进行说明,但是此结构亦可视为第一绕组230与第一磁芯220倒置的结果,故第一绕组230与第一磁芯220的组装在此便不再赘述。
于一实施例中,第二磁芯240包含第二板体242、第二侧壁244以及设置于第二板体242的齿部246。第二绕组250包含有线圈架252以及线圈254。于一实施例中,线圈254为导体材料,如为漆包线圈或是金属线匣。待线圈254组装于线圈架252后,再将线圈架252与第二磁芯240上的齿部246卡合定位。第二磁芯240可更选择性地包含有靴部248,靴部248可在线圈架252定位之后与齿部246卡合,以将线圈架252与其上的线圈254固定在第二磁芯240上。
而在其他的实施例中,绕组的线圈架可以直接固定在磁芯的板体上,如线圈架252可以通过黏胶黏合或是焊接等接合作业直接固定在第二板体242上,线圈254再通过绕线作业设置线圈架252上,此时,齿部246的作用的一在于在接合作业的时候定位线圈架252,靴部248的作用的一在于将线圈254固定在靴部与第二板体242之间。
综上所述,轴向磁通电机中的定子组件通过模块化的设计而分割成多个定子单体,使得在进行绕线作业时,线圈为在个别的第一磁芯与第二磁芯上分开绕线,而后再将第一磁芯与第二磁芯组合成定子单体,并将定子单体排列合在一起成为模块化定子组件。如此一来,不须在磁芯的靴部之间预留绕线设备的作业空间,且绕线设备的绕线角度亦不再受限,进而提升绕组的占槽率。除此之外,在将定子组件模块化之后,靴部的面积可以随的增加,进而提供较佳的马达顿转矩特性。除此之外,于部分实施例中,定子单体中的绕组为可分离式地组装于磁芯上,换言之,线圈可先绕设在线圈架上,而后再将线圈架与定子单体中的齿部卡合,因此可以让线圈的组装更为容易。藉由模块化组装方式,可以让绕组组装的过程更为便利,提升轴向磁通电机的组装效率,并提供较佳的占槽率与马达顿转矩特性。
参照图5,其为本发明的轴向磁通电机又一实施例的剖面图。于一实施例中,轴向磁通电机400包含有模块化定子组件500以及转子组件600,模块化定子组件500包含有多个定子单体502以及设置于定子单体502之间的隔离元件520。本实施例的轴向磁通电机400与前述实施例的主要差别在于,每个定子单体502包含有一磁芯510,磁芯510包含有实质上相互平行的第一板体512与第二板体514、以及连接第一板体512与第二板体514的侧壁516,且第一板体512、第二板体514以及侧壁516为一体成形的软磁复合结构。
转子组件600中包含有间隔排列的第一磁性体610与第二磁性体620。于一实施例中,转子组件600的数量为一个,转子组件600的两侧分别配置有绕组530。磁芯510包含有齿部518以及靴部519,绕组530包含有线圈架534以及设置于线圈架534上的线圈532,线圈架534为可分离式地组合于齿部518,而后靴部519再与齿部518组合以固定绕组530。于其他的实施例中,线圈架534可以直接固定在第一板体512或第二板体514上,而后再进行绕线作业将线圈设置在线圈架534上。于其他的实施例中,转子组件600与绕组530的比例以及排列方式可以按照不同的需求变更,如配置两层的转子组件600在绕组530之间亦可。
如前所述,侧壁516连通第一板体512与第二板体514,使得第一板体512、侧壁516与第二板体514可构成完整的C型磁通回路,而转子组件600中的第一磁性体610与第二磁性体620的磁力线通过C型的磁通回路。举例而言,第一磁性体610的磁力线由第一磁性体610的上表面出发,依序经由绕组530、第一板体512、侧壁516、第二板体514以及绕组530回到第一磁性体610的下表面。第二磁性体620的磁力线由第二磁性体620的下表面出发,依序经由绕组530、第二板体514、侧壁516、第一板体512以及绕组530回到第二磁性体620的上表面。此种模块化定子组件500的设计可以提升组装效率以及提供较佳的占槽率与马达顿转矩特性,而C型磁通回路的设计可以提升轴向磁通电机400的功率密度。
综上所述,本发明提供了一种轴向磁通电机,此轴向磁通电机中的定子组件通过模块化的设计而分割成多个定子单体,使得在进行绕线作业时,线圈为在个别的定子单体上分开绕线,而后再将定子单体排列合在一起,如此一来,不须在磁芯的靴部之间预留绕线设备的作业空间,且绕线设备的角度也不再受限,因此可以提升线圈的占槽率。除此之外,藉由将定子组件模块化的设计,使得靴部的面积可以增加,进而提供较佳的马达顿转矩特性。于部分实施例中,定子单体中的绕组为可分离式地组装于磁芯上,换言之,绕组可先绕设在线圈架上,而后再将线圈架与定子单体中的齿部卡合,因此可以让绕组的组装更为容易。此轴向磁通电机的磁通回路会通过磁芯的侧壁,故从截面观的呈C型,此种C型磁通回路的设计可以具有良好的功率密度。
虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上,然而其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种轴向磁通电机,包含:
一模块化定子组件,包含多个定子单体,其中每一定子单体包含:
一第一磁芯,包含一第一板体与一第一侧壁,其中该第一板体的一端与该第一侧壁的一端连接,使该第一磁芯的截面形状呈L形;
一第一绕组,设置于该第一磁芯中;
一第二磁芯,包含一第二板体与一第二侧壁,其中该第二板体的一端与该第二侧壁的一端连接,使该第二磁芯的截面形状呈L形,其中该第一侧壁的另一端与该第二侧壁的另一端实体接触;以及
一第二绕组,设置于该第二磁芯中;
多个隔离元件,设置以隔离相邻的多个第一磁芯与相邻的多个第二磁芯;以及
一转子组件,设置在该第一磁芯与该第二磁芯之间,其中该转子组件包含间隔设置的多个第一磁性体与多个第二磁性体,所述多个第一磁性体的磁力线与所述多个第二磁性体的磁力线分别通过该第一侧壁与该第二侧壁而构成方向相异的多个C型磁通回路。
2.权利要求1所述的轴向磁通电机,其中所述多个C型磁通回路包含所述多个第一磁性体的磁力线和所述多个第二磁性体的磁力线:
所述多个第一磁性体的磁力线由所述多个第一磁性体的上表面出发,依序通过该第一绕组、该第一板体、该第一侧壁、该第二侧壁、该第二板体以及该第二绕组回到所述多个第一磁性体的下表面;以及
所述多个第二磁性体的磁力线由所述多个第二磁性体的下表面出发,依序通过该第二绕组、该第二板体、该第二侧壁、该第一侧壁、该第一板体以及该第一绕组后回到所述多个第二磁性体的上表面。
3.如权利要求1所述的轴向磁通电机,其中该第一绕组与该第二绕组分别包含:
一线圈架,固定于该第一板体或该第二板体;以及
一线圈,其中该线圈架固定于该第一板体或该第二板体后,该线圈再绕设于该线圈架上。
4.如权利要求3所述的轴向磁通电机,其中该第一磁芯与该第二磁芯分别包含:
一齿部,设置于该第一板体或该第二板体上,用以定位该线圈架;以及
一靴部,与该齿部卡合。
5.如权利要求1所述的轴向磁通电机,其中该第一绕组与该第二绕组分别包含一线圈架一线圈,其中该第一磁芯与该第二磁芯分别包含:
一齿部,设置于该第一板体或该第二板体上,其中该线圈绕设于该线圈架后,该线圈架为可分离地组合于该齿部;以及
一靴部,与该齿部卡合以固定该线圈架。
6.一种轴向磁通电机,包含:
一模块化定子组件,包含多个定子单体,每一定子单体包含:
一磁芯,包含一第一板体、一第二板体,以及连接该第一板体与该第二板体的一侧壁,该第一板体实质上平行于该第二板体;以及
至少一绕组,设置于该磁芯内;
多个隔离元件,设置于多个磁芯之间;以及
一转子组件,设置于该模块化定子组件内,其中该转子组件包含间隔设置的多个第一磁性体与多个第二磁性体,所述多个第一磁性体的磁力线与所述多个第二磁性体的磁力线分别通过该侧壁而构成方向相异的多个C型磁通回路。
7.如权利要求6所述的轴向磁通电机,其中所述多个C型磁通回路包含所述多个第一磁性体的磁力线和所述多个第二磁性体的磁力线:
所述多个第一磁性体的磁力线由所述多个第一磁性体的上表面出发,依序经由该第一板体、该侧壁以及该第二板体回到所述多个第一磁性体的下表面;以及
所述多个第二磁性体的磁力线由所述多个第二磁性体的下表面出发,依序经由该第二板体、该侧壁以及该第一板体回到所述多个第二磁性体的上表面。
8.如权利要求6所述的轴向磁通电机,其中该绕组包含:
一线圈架,固定于该第一板体或该第二板体;以及
一线圈,其中该线圈架固定于该第一板体或该第二板体后,该线圈再绕设于该线圈架上。
9.如权利要求8所述的轴向磁通电机,其中该磁芯包含:
一齿部,设置于该第一板体或是该第二板体上,用以定位该线圈架;以及
一靴部,与该齿部卡合。
10.如权利要求6所述的轴向磁通电机,其中该绕组包含一线圈架以及一线圈,其中该磁芯包含:
一齿部,设置于该第一板体或是该第二板体上,其中该线圈绕设于该线圈架后,该线圈架为可分离地组合于该齿部;以及
一靴部,与该齿部卡合以固定该线圈架。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710245471.2A CN108736602B (zh) | 2017-04-14 | 2017-04-14 | 轴向磁通电机 |
US15/802,446 US10355541B2 (en) | 2017-04-14 | 2017-11-02 | Axial flux machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710245471.2A CN108736602B (zh) | 2017-04-14 | 2017-04-14 | 轴向磁通电机 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108736602A true CN108736602A (zh) | 2018-11-02 |
CN108736602B CN108736602B (zh) | 2021-05-14 |
Family
ID=63791027
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710245471.2A Active CN108736602B (zh) | 2017-04-14 | 2017-04-14 | 轴向磁通电机 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10355541B2 (zh) |
CN (1) | CN108736602B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109617353A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-04-12 | 东南大学 | 一种轴向磁场转子无铁心定子分段模块化单相电机 |
CN114520570A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-05-20 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种定子骨架的制作方法 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA3032539C (en) * | 2015-11-20 | 2022-07-19 | Kelso Energy Ltd. | Recessed-magnet flywheel construction for vertical axis wind turbines |
CN110994928B (zh) * | 2020-01-07 | 2020-11-27 | 郑州轻大电气科技研究院有限公司 | 一种转矩提升与调磁型琴键式复合转子结构 |
DE102020108516A1 (de) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | Feaam Gmbh | Stator, Rotor und elektrische Maschine |
US20210317816A1 (en) * | 2020-04-14 | 2021-10-14 | Advanced Renewable Concept Industries Inc. | Fluid Turbine Rotor Blade |
CN111884460B (zh) * | 2020-07-21 | 2022-09-27 | 南京信息工程大学 | 一种轴向磁通混合励磁记忆电机 |
US11689073B2 (en) | 2021-08-13 | 2023-06-27 | GM Global Technology Operations LLC | Rotor core design |
US20230047862A1 (en) * | 2021-08-13 | 2023-02-16 | GM Global Technology Operations LLC | Segmented stator core design |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0533359A2 (en) * | 1991-09-18 | 1993-03-24 | Newport News Shipbuilding And Dry Dock Company | Electric propulsion motor for marine vehicles |
JPH1094230A (ja) * | 1996-09-12 | 1998-04-10 | Hitachi Ltd | 外転型集中巻回転電機とそれを用いた電動車両 |
WO2004057738A1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | Jannali Holdings Pty Ltd | Modularly segmented air core windings electric motor or generator |
CN101951047A (zh) * | 2010-08-31 | 2011-01-19 | 东南大学 | 一种盘式永磁复合无刷电机 |
CN102227092A (zh) * | 2011-06-20 | 2011-10-26 | 张文祐 | 一种永磁式电机 |
CN102480176A (zh) * | 2010-11-23 | 2012-05-30 | 财团法人工业技术研究院 | 轴向磁通薄型马达定子盘的结构 |
CN102624183A (zh) * | 2012-03-27 | 2012-08-01 | 山东大学 | 轴向磁场永磁无刷电机及装配方法 |
CN103746532A (zh) * | 2014-01-28 | 2014-04-23 | 哈尔滨工业大学 | 具有高磁隔离能力的轴向磁通模块化多相电机 |
CN103973006A (zh) * | 2013-01-24 | 2014-08-06 | 阿斯莫株式会社 | 转子、定子以及电动机 |
JP2015208153A (ja) * | 2014-04-22 | 2015-11-19 | 三菱電機株式会社 | レゾルバの固定子、及びその製造方法 |
CN105680656A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-15 | 安泰科技股份有限公司 | 一种轴向结构永磁电机 |
CN106233578A (zh) * | 2013-12-11 | 2016-12-14 | 株式会社达耐时 | 轴向间隙电机 |
CN106505765A (zh) * | 2016-11-26 | 2017-03-15 | 华中科技大学 | 一种永磁轴向磁通的半空心脉冲发电机 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4423359A (en) * | 1980-05-13 | 1983-12-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electric motor |
US5397953A (en) * | 1993-11-17 | 1995-03-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Stator for disc type electric motor |
AUPM827094A0 (en) | 1994-09-20 | 1994-10-13 | Queensland Railways | Open stator axial flux electric motor |
US6445105B1 (en) * | 1999-04-06 | 2002-09-03 | General Electric Company | Axial flux machine and method of fabrication |
JP4305649B2 (ja) * | 2003-02-26 | 2009-07-29 | 株式会社富士通ゼネラル | アキシャルギャップ型電動機 |
JP4687871B2 (ja) * | 2004-11-26 | 2011-05-25 | 株式会社富士通ゼネラル | アキシャルギャップ型電動機 |
US7608965B2 (en) * | 2005-09-01 | 2009-10-27 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Field controlled axial flux permanent magnet electrical machine |
DE102006022836A1 (de) | 2006-05-16 | 2007-11-22 | Minebea Co., Ltd. | Statoranordnung und Rotoranordnung für eine Transversalflußmaschine |
US7755244B2 (en) * | 2007-05-11 | 2010-07-13 | Uqm Technologies, Inc. | Stator for permanent magnet electric motor using soft magnetic composites |
JP5052288B2 (ja) * | 2007-06-28 | 2012-10-17 | 信越化学工業株式会社 | アキシャルギャップ型回転機 |
US8680736B2 (en) * | 2008-11-10 | 2014-03-25 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Armature core, motor using same, and axial gap electrical rotating machine using same |
US8373319B1 (en) * | 2009-09-25 | 2013-02-12 | Jerry Barnes | Method and apparatus for a pancake-type motor/generator |
JP5581179B2 (ja) * | 2010-11-09 | 2014-08-27 | 株式会社神戸製鋼所 | Dcブラシレスモータおよびその制御方法 |
-
2017
- 2017-04-14 CN CN201710245471.2A patent/CN108736602B/zh active Active
- 2017-11-02 US US15/802,446 patent/US10355541B2/en active Active
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0533359A2 (en) * | 1991-09-18 | 1993-03-24 | Newport News Shipbuilding And Dry Dock Company | Electric propulsion motor for marine vehicles |
JPH1094230A (ja) * | 1996-09-12 | 1998-04-10 | Hitachi Ltd | 外転型集中巻回転電機とそれを用いた電動車両 |
WO2004057738A1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | Jannali Holdings Pty Ltd | Modularly segmented air core windings electric motor or generator |
CN101951047A (zh) * | 2010-08-31 | 2011-01-19 | 东南大学 | 一种盘式永磁复合无刷电机 |
CN102480176A (zh) * | 2010-11-23 | 2012-05-30 | 财团法人工业技术研究院 | 轴向磁通薄型马达定子盘的结构 |
CN102227092A (zh) * | 2011-06-20 | 2011-10-26 | 张文祐 | 一种永磁式电机 |
CN102624183A (zh) * | 2012-03-27 | 2012-08-01 | 山东大学 | 轴向磁场永磁无刷电机及装配方法 |
CN103973006A (zh) * | 2013-01-24 | 2014-08-06 | 阿斯莫株式会社 | 转子、定子以及电动机 |
CN106233578A (zh) * | 2013-12-11 | 2016-12-14 | 株式会社达耐时 | 轴向间隙电机 |
CN103746532A (zh) * | 2014-01-28 | 2014-04-23 | 哈尔滨工业大学 | 具有高磁隔离能力的轴向磁通模块化多相电机 |
JP2015208153A (ja) * | 2014-04-22 | 2015-11-19 | 三菱電機株式会社 | レゾルバの固定子、及びその製造方法 |
CN105680656A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-15 | 安泰科技股份有限公司 | 一种轴向结构永磁电机 |
CN106505765A (zh) * | 2016-11-26 | 2017-03-15 | 华中科技大学 | 一种永磁轴向磁通的半空心脉冲发电机 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109617353A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-04-12 | 东南大学 | 一种轴向磁场转子无铁心定子分段模块化单相电机 |
CN114520570A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-05-20 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种定子骨架的制作方法 |
CN114520570B (zh) * | 2022-02-22 | 2023-12-19 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种定子骨架的制作方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10355541B2 (en) | 2019-07-16 |
CN108736602B (zh) | 2021-05-14 |
US20180301947A1 (en) | 2018-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108736602A (zh) | 轴向磁通电机 | |
CN103166408B (zh) | 具有降低的旋转应力的多层弧形永磁电机 | |
CN106787337B (zh) | 一种可节省出线端布线空间的新型双层波绕组方法 | |
JP5888714B2 (ja) | 回転電機および回転電機に用いられる電機子の製造方法 | |
US7977840B2 (en) | Stator winding for a slotless motor | |
CN102694433B (zh) | 旋转电机的电枢绕组 | |
CN103457364A (zh) | 定子及其制造方法、电机 | |
CN102403871A (zh) | 带铁芯的多头型直线电机 | |
JP6405748B2 (ja) | 回転電機 | |
CN105245079A (zh) | 一种不带电刷的电磁电机 | |
CN209994171U (zh) | 一种紧凑型励磁电机定子 | |
CN105591479B (zh) | 高功率密度的绕组结构、方法及具有轴向磁场的电机 | |
JP5974401B2 (ja) | 電気機械用ステータ | |
CN1499700B (zh) | 直线驱动装置 | |
KR102328284B1 (ko) | 전기 기계를 위한 캐리어용 삽입체 | |
EP4293878A1 (en) | Stator, method for manufacturing stator, and brushless motor | |
JP2013070522A (ja) | 回転電機用電機子及びその製造方法 | |
CN103959617B (zh) | 电机 | |
JP2011234443A (ja) | コイルおよび電機子 | |
CN102118086A (zh) | 单相电容运转式电动机定子 | |
CN208862650U (zh) | 一种电机转子结构和电机 | |
JP2004201488A (ja) | 同期電動機及びその製造方法 | |
CN208674980U (zh) | 轴向电机及其定子铁芯 | |
WO2020133875A1 (zh) | 一种低惯量内置Flat型永磁伺服电机 | |
CN101807844A (zh) | 横向磁通变磁阻永磁电机 |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |