专利名称：一种轴向磁场盘式电机电磁阵列的制作方法
技术领域：
本技术涉及轴向磁场旋转电动装置的定子结构。这类装置的特点是转子和定子在 轴向上同轴平行布置，即在洛伦茨定律的磁场下工作。
背景技术：
1821年，法拉第在研究奥斯特发现的电流的磁作用时获得了一项重大发现磁作 用的方向是与产生磁作用的电流的方向垂直的。他由此制成了一种电动机，证明了导线在 恒定磁场内的转动。这种原理性的电机，就是我们今天所称的轴向磁场电机。100多年来， 由于材料和加工能力的限制，人们始终不能将这种具有高功率密度、运动部件少、体积小、 重量轻等结构和机械特性的电机投入产品生产。不得已，才发展出了异步、同步、直流无刷 等形形色色的电机系列。自上世纪50年代开始，人们开始将轴向磁场电机技术应用于微型电机的研发，并 逐步应用在计算机硬盘、微型磁带录音机上。进入上世纪80年代，国内外电机行业开始研 究和发展中小型轴向磁场电机。其中，异形独立线圈的绕制、成形以及独立线圈的排列、固 封等都是研究的关键。
发明内容为了提高轴向磁场电机电枢绕组的磁效率，进而提高轴向磁场电机效率，同时提 高电机绕组的散热效果，设计了一种新型的轴向磁场盘式电机电磁阵列。其核心技术是组 成电磁绕组的线圈的形状结构特征和嵌锁排列形式。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是使用特殊制作的模具，将金属导线紧密且整齐排列绕制成独立的平整线圈(11)， 平整线圈(11)轴向截面形状为一个中空的扇面，四角圆弧过渡。每个平整线圈有两个电磁 工作段(12)，一个内延段(13)和一个外延段(14)。线圈的轴向为(31)，线圈轴向厚度为 (32)。使用特殊制作的模具，将平整线圈(11)变形，形成具有立体构型的异型线圈 01)。每个异型线圈有两个电磁工作段(22)，一个内延段和一个外延段(M)。 异型线圈的两个电磁工作段02)在同一平面上并垂直于轴向(31)，内延段03)和外 延段04)在轴向(31)上向同一侧隆起，异型线圈的电磁工作段02)轴向厚度不变， 异型线圈轴向总厚度(33)为线圈电磁工作段02)轴向厚度(32)的1.5-2. 5倍。将多个线圈沿圆周方向嵌锁排列构成一个圆形电磁阵列，构成电磁阵列的平整线 圈和异型线圈数量相等，所有的电磁工作段沿圆周方向均勻分布。使用添加导热体的高分子材料将圆形电磁阵列整体固封，形成圆环状电磁阵列， 使用该电磁阵列作为轴向磁场盘式电机定子。本实用新型的有益效果是，能够有效地减少电枢绕组的磁间隙，提高磁效率，从而 提高轴向磁场盘式电机的效率。以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是平整线圈示意图，包括立体示意图la，线圈尺寸关系图Ib和线圈轴向截面 图Ic ；图2是异型线圈示意图，包括立体示意图2a，线圈尺寸关系图2b和线圈轴向截面 图2c;图3是电磁阵列示意图，包括轴向截面图3a，立体示意图北；图中11-平整线圈，12-平整线圈电磁工作段，13-平整线圈内延段，14-平整线圈外延 段；21-异型线圈，22-异型线圈电磁工作段，23-异型线圈内延段，24-异型线圈外延 段；31-轴向，32-平整线圈轴向厚度及异型线圈电磁工作段轴向厚度；33-异型线圈总轴向厚度；
具体实施方式
轴向磁场盘式电机电磁阵列使用两种构型的独立线圈，一种平整线圈(11)，一种 异型线圈01)。异型线圈为平整线圈(11)的变形结构。图1是平整线圈示意图。使用特殊制作的模具，将金属导线紧密且整齐排列绕制 成平整线圈(11)，每个平整线圈有两个电磁工作段(12)，一个内延段(13)和一个外延段 (14)。线圈的轴向为(31)，线圈轴向厚度为(32)。图2是异型线圈示意图。使用特殊制作的模具，将平整线圈(11)变形，形成具有 立体构型的异型线圈01)。每个异型线圈有两个电磁工作段02)，内延段03)和一 个外延段04)，内延段03)和外延段04)在轴向(31)上向同一侧隆起，异型线圈的 电磁工作段02)轴向厚度不变，异型线圈轴向总厚度(33)为线圈电磁工作段02)轴向厚 度(3 的 1. 5-2. 5 倍。图3是电磁阵列示意图。将多个线圈沿圆周方向嵌锁排列构成一个圆形电磁阵 列，构成电磁阵列的平整线圈和异型线圈数量相等，所有的电磁工作段沿圆周方向均勻分 布。其中3a是电磁阵列轴向截面示意图；北是电磁阵列排列示意图；电磁阵列环中间段(电磁工作段形成的部分)轴向厚度较电磁阵列外沿和内沿轴 向厚度小，该外形的优点是使包裹电磁工作段的厚度尽可能小，从而使电磁阵列具有最小 的磁间隙，以提高电磁效率。使用高分子材料将圆环状电磁阵列固封，该高分子材料是以树脂或聚氨酯作为基 材，并在其中添加纤维状或片状的、不具导电、导磁特性的导热体，固封形成的电枢绕组可 以作为轴向磁场电机的定子。
权利要求1.一种轴向磁场盘式电机电磁阵列，其特征是使用两种独立线圈，一种平整线圈 (11)，一种异型线圈01)。异型线圈为平整线圈(11)的变形结构。
2.根据权力要求1所述的一种轴向磁场盘式电机电磁阵列，其特征是异型线圈 的两个电磁工作段02)在同一平面上并垂直于轴向(31)，内延段03)和外延段04)在轴 向(31)上向同一侧隆起，异型线圈的电磁工作段02)轴向厚度不变，异型线圈轴向 总厚度(33)为线圈电磁工作段02)轴向厚度(32)的1.5-2. 5倍。
3.根据权利要求2所述的一种轴向磁场盘式电机电磁阵列，其特征是将多个线圈沿 圆周方向嵌锁排列构成一个圆形电磁阵列，构成电磁阵列的平整线圈和异型线圈数量相 等，所有的电磁工作段沿圆周方向均勻分布。
专利摘要本实用新型涉及一种轴向磁场盘式电机电磁阵列。设计了一种新型的轴向磁场盘式电机电磁阵列。将多个平整线圈(11)配合同等数量的异型线圈(21)沿圆周方向嵌锁排列，排列后，全部线圈的电磁工作段在圆周方向均匀分布，形成圆环状电磁阵列。使用添加导热体的高分子材料将电磁阵列整体固封，使用该电磁阵列作为轴向磁场盘式电机的定子。本实用新型的有益效果是，能够有效减少电枢绕组磁间隙，提高磁效率，从而提高电机效率，同时提高电机绕组的散热效果。
文档编号H02K1/06GK201821170SQ20102054740
公开日2011年5月4日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者任良平, 刘广喜, 毕丽蕴 申请人:北京众仁智杰科技发展有限公司