无骨架定子结构及具有无骨架定子结构的斯特林电机的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及无骨架定子结构及具有该无骨架定子结构的斯特林电机，无骨架定子结构包括上定子、下定子以及由电线绕成的线圈，上定子和下定子内均开设有环形槽，上定子和下定子的中心处开设有供转子放置的圆孔，线圈位于环形槽内，其特征在于，上定子和下定子由软磁性复合材料加工形成，电线的截面为矩形，上定子、下定子和线圈之间通过粘结方式固定。线圈、上定子和下定子之间粘结固定，降低了线圈中的磁力损失，使线圈产生的热量得到良好散热；电线的截面采用矩形，可增大线圈中相邻两电线的接触面积，减小相邻电线之间间隙，提高环形槽和定子结构的空间利用率，相对圆形截面，电线的矩形截面可以扩大电线的截面积，由此降低电线中的直流阻抗。
【专利说明】
无骨架定子结构及具有无骨架定子结构的斯特林电机
技术领域
[0001]本实用新型涉及斯特林电机领域，尤其涉及一种无骨架定子结构及具有无骨架定子结构的斯特林电机。
【背景技术】
[0002]当前，电机和变压器等机器中电磁线圈的芯，多用电磁钢板的薄板叠层方式。采用这种薄板叠层方式是为了尽量控制因磁力线产生的涡旋电流造成的损失和发热现象。但是，采用叠层电磁钢板的薄板结构不仅会导致磁力线方向被限定在薄板的方向，而且也会导致出现零部件过多、零部件形状过于受限等问题。
[0003]另外，在现有的电磁线圈中，绕成线圈的电线的截面为圆形，这些电线绕着线圈骨架被限制在电机定子所形成的槽内。然而，由于电线的截面为圆形，当电线被限制在定子的槽内时，这些电线之间的重叠部分必然会形成无数的间隙，形成的这些间隙势必降低定子结构的空间利用率；由于线圈骨架采用绝缘材料制成，磁力线很难穿透线圈骨架，从而也会在一定程度上造成磁力损失。再者，由于线圈骨架占据了定子结构中的部分空间，从而造成定子结构的空间利用率降低，同时线圈骨架也妨碍了线圈所产生热量的散发。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的首要技术问题是针对上述现有技术提供一种既可以有效地降低磁力损失，加快线圈的散热速度，又可以提高定子结构空间利用率的无骨架定子结构。
[0005]本实用新型所要解决的进一步技术问题是提供一种具有上述无骨架定子结构的斯特林电机。
[0006]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:无骨架定子结构，包括上定子、下定子以及由电线绕成的线圈，上定子和下定子内均开设有环形槽，上定子和下定子的中心处开设有供转子放置的圆孔，线圈位于环形槽内，其特征在于，上定子和下定子由软磁性复合材料加工形成，电线的截面为矩形，上定子、下定子以及线圈之间通过粘结方式固定。
[0007]为了增大线圈中相邻两电线之间的接触面积，减小相邻电线之间间隙，提高环形槽的空间利用率，可选择地，所述电线的截面为长方形或者正方形。由于电线截面采用长方形或正方形的任一种矩形形成，当两电线之间紧邻接触时，两者之间在理论上可以实现全接触，增大接触面积，有效避免产生间隙空间。另外，相对于圆形的截面，电线采用长方形或正方形的矩形截面方式可以扩大电线的截面积，由此降低电线中的直流阻抗，直流阻抗可减少约15%，可期待效率提尚。
[0008]为了避免传统线圈骨架对磁力线穿透效果的妨碍，降低线圈中的磁力损失，并使线圈产生的热量容易得到良好的散热效果，作为改进，所述电线采用截面为矩形的自粘性电线，即线圈采用截面为矩形的自粘性电线绕指而成。作为进一步地改进，所述上定子、下定子和线圈之间通过胶水实现粘结固定。
[0009]为了在上定子和下定子之间放置线圈的需要，所述的环形槽的形状为U形。其中，上定子和下定子两者呈相互对称分布。
[0010]进一步地，所述上定子和下定子由软磁性复合材料一体成型加工形成，这样可以提高零部件精度、简化装配复杂度并降低成本。
[0011 ]进一步地，本实用新型提供的斯特林电机，包括转子和成型磁环，其特征在于，还包括上述的无骨架定子结构，转子位于上定子和下定子所开设的圆孔内。
[0012]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:在定子结构中，采用截面为矩形的电线绕成线圈，并将线圈、上定子和下定子之间利用诸如胶水实现粘结固定，避免了使用传统的线圈骨架，从而降低了线圈中的磁力损失，并使线圈产生的热量容易得到良好的散热效果；绕成线圈的电线截面采用矩形，可以增大线圈中相邻两电线之间的接触面积，减小相邻电线之间间隙，提高环形槽以及定子结构的空间利用率，并且相对圆形的截面，电线采用矩形截面方式可以扩大电线的截面积，由此降低电线中的直流阻抗。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型实施例中无骨架定子结构的主视剖面结构示意图；
[0014]图2为本实用新型实施例中无骨架定子结构的主视结构示意图；
[0015]图3为本实用新型实施例中上定子和下定子所形成定子的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0017]如图1?图3所示，本实施例中的无骨架定子结构，包括上定子11、下定子12以及由电线2绕成的线圈，上定子11和下定子12形成定子I，上定子11和下定子12内均开设有环形槽13，上定子11和下定子12的中心处开设有供转子放置的圆孔14，线圈位于环形槽13内，上定子11和下定子12由软磁性复合材料加工形成，电线2的截面为矩形，上定子11、下定子12和线圈之间通过粘结方式固定。其中，上定子11和下定子12可以选择由软磁性复合材料一体成型加工而成，这样可以提高零部件精度、简化装配复杂度并降低成本。
[0018]软磁性复合材料是指用绝缘材料铁包覆铁系列磁材料的粉状磁材料。粉状磁材料通过压缩成型热处理，可以做成任何需要的形状。因为是粉状材料，废弃的部分少，材料成品率在理论上为100%，没有浪费，开始就可以做成一定程度的定子形状，所以不需要焊接等后续工序，从而可以大大减少工序。
[0019]为了避免传统线圈骨架对磁力线穿透效果的妨碍，降低线圈中的磁力损失，并使线圈产生的热量容易得到良好的散热效果，作为改进，本实施例中的线圈采用截面为矩形的自粘性电线绕成，此时利用粘合成型不再需要线圈骨架作为线圈的支撑，由此避免了线圈骨架占据定子结构的空间以及线圈骨架对磁力线穿透效果的妨碍。另外，作为进一步地改进，本实施例中的上定子11、下定子12和线圈之间通过胶水实现粘结固定。由于线圈采用这样的结构设置，线圈中的热量可以取得良好的散热效果，从而也可以避免上定子11和下定子12因热膨胀而导致的形状变化。
[0020]为了增大线圈中相邻两电线之间的接触面积，减小相邻电线之间间隙，提高环形槽的空间利用率，本实施例中电线2的截面为长方形或者正方形。由于电线截面采用长方形或正方形的任一种矩形形成，当两电线之间紧邻接触时，两者之间在理论上可以实现全接触，增大接触面积，有效避免产生间隙空间。另外，相对于圆形的截面，电线2采用长方形或正方形的矩形截面方式可以扩大电线的截面积，由此降低电线中的直流阻抗。
[0021]为了在上定子11和下定子12之间放置线圈的需要，环形槽13的形状为U形。其中，上定子11和下定子12两者呈相互对称分布。
[0022]本实施例还提供一种斯特林电机，包括转子、成型磁环以及上述的无骨架定子结构，转子位于上定子11和下定子12所开设的圆孔14内。
【主权项】
1.无骨架定子结构，包括上定子(11)、下定子(12)以及由电线(2)绕成的线圈，上定子(11)和下定子(12)内均开设有环形槽(13)，上定子(11)和下定子(12)的中心处开设有供转子放置的圆孔(14)，线圈位于环形槽(13)内，其特征在于，上定子(11)和下定子(12)由软磁性复合材料加工形成，电线(2)的截面为矩形，上定子(11)、下定子(12)以及线圈之间通过粘结方式固定。2.根据权利要求1所述的无骨架定子结构，其特征在于，所述电线(2)的截面为长方形或者正方形。3.根据权利要求1所述的无骨架定子结构，其特征在于，所述电线(2)采用截面为矩形的自粘性电线。4.根据权利要求3所述的无骨架定子结构，其特征在于，所述上定子(11)、下定子(12)和线圈之间通过胶水实现粘结固定。5.根据权利要求1至4中任一项所述的无骨架定子结构，其特征在于，所述环形槽(13)的形状为U形。6.根据权利要求1至4中任一项所述的无骨架定子结构，其特征在于，所述上定子(11)和下定子(12)呈相互对称分布。7.根据权利要求1至4中任一项所述的无骨架定子结构，其特征在于，所述上定子(11)和下定子(12)由软磁性复合材料一体成型加工形成。8.斯特林电机，包括转子和成型磁环，其特征在于，还包括权利要求1所述的无骨架定子结构，转子位于上定子(11)和下定子(12)所开设的圆孔(14)内。
【文档编号】H02K3/46GK205657514SQ201620449975
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年5月17日 公开号201620449975.7, CN 201620449975, CN 205657514 U, CN 205657514U, CN-U-205657514, CN201620449975, CN201620449975.7, CN205657514 U, CN205657514U
【发明人】王荣
【申请人】宁波荣捷特机械制造有限公司