一种盘式电机及定子的制作方法

1.本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种盘式电机及定子。


背景技术：

2.常规电机的定子包括铁芯和绕组。铁芯的制作工序和绕组的下线工序均比较复杂，导致定子的生产效率低。
3.因此，如何简化定子的加工工序，以提高定子的生产效率，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种定子，以简化定子的加工工序，提高定子的生产效率。本发明还提供了一种盘式电机。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种定子，适用于盘式电机，包括至少一个pcb绕组组件，所述pcb绕组组件层叠布置，所述pcb绕组组件包括绝缘板和印刷在所述绝缘板上多个pcb绕组，所述pcb绕组的数量与所述盘式电机的相数相等，多个所述pcb绕组层叠布置且相邻所述pcb绕组依次连接，所述pcb绕组上设置有输入导体和尾端导体，
7.所述pcb绕组包括多个线圈，所述线圈的数量与所述盘式电机的级数相等，所述线圈包括位于所述绝缘板上层的n个并排布置的第一导体和位于所述绝缘板下层的n个并排布置的第二导体，所述第一导体与所述第二导体径向布置，所述第一导体的外端与所述第二外端部导体的外端连接，所述第一导体的内端与所述第二导体的内端连接，相邻两个所述线圈的其中一个所述线圈的其中一个所述第一导体与另一个所述线圈的位置相同的第一导体连接，相邻两个所述线圈的其中一个所述线圈的其中一个所述第二导体与另一个线圈的位置相同的第二导体连接，其中n为匝数，n为正整数。
8.优选的，在上述定子中，所述第一导体和所述第二导体均包括自所述pcb绕组的中部向端部依次设置的内端部导体、工作导体和外端部导体，
9.所述第一导体的内端部导体与位置对应的第二导体的内端部导体连接，
10.所述第一导体的外端部导体与位置对应的第二导体的外端部导体连接。
11.优选的，在上述定子中，相邻两个所述线圈通过辅助导体组件连接，所述辅助导体组件包括：
12.第一辅助导体，位于所述树脂板的下层，所述第一辅助导体的第一端与相邻两个所述线圈中的第一线圈的其中一个第二导体连接；
13.第二辅助导体，位于树脂板的上层且与所述第一导体并排布置，所述第二辅助导体的第一端与所述第一辅助导体的第二端连接，所述第二辅助导体的第二端与相邻连个所述线圈的第二线圈的其中一个所述第二导体连接，所述第二线圈与所述第二辅助导体连接的所述第二导体的位置、与所述第一线圈与所述第一辅助导体连接的第二导体的位置相
同；
14.第三辅助导体，位于所述树脂板的下层，所述第三辅助导体的第一端与所述第二线圈的其中一个所述第一导体连接；
15.第四辅助导体，位于所述树脂板的上层，所述第四辅助导体的第一端与所述第三辅助导体的第二端连接，所述第四辅助导体的第二端与同所述第二线圈相邻的第三线圈的其中一个所述第一导体连接，所述第三线圈的与第四辅助导体连接的第一导体的位置、与所述第二线圈与所述第三辅助导体连接的第一导体的位置相同。
16.优选的，在上述定子中，n个并排布置的所述第一导体和/或n个并排布置的所述第二导体上设置所述输入导体。
17.优选的，在上述定子中，n个并排布置的所述第一导体和/或n个并排布置的所述第二导体上设置所述尾端导体。
18.优选的，在上述定子中，相邻所述pcb绕组的尾端导体依次连接。
19.优选的，在上述定子中，位于上层的所述pcb绕组的所述尾端导体与位于下层的所述pcb绕组的所述输入导体连接。
20.优选的，在上述定子中，所述工作导体上开设有挖空槽。
21.优选的，在上述定子中，所述第一导体和所述第二导体为铜导体。
22.一种盘式电机，包括定子，所述定子为上述任意一个方案记载的所述定子。
23.从上述技术方案可以看出，本发明提供的定子，包括pcb绕组组件，pcb绕组组件包括绝缘板和印刷在绝缘板上的pcb绕组，pcb绕组包括多个线圈，线圈印刷在绝缘板上。本方案将pcb绕组设置在绝缘板上，形成电机的定子，，取代常规电机的铁芯与线圈配合，省去了较为复杂铁芯制作工序和绕组下线工序，大大简化了定子的加工工序，从而在一定程度上提高了定子的生产效率，同时省去了铁芯，降低了定子的生产成本。
24.本方案还公开了一种盘式电机，包括定子，定子为上述任意一个方案中记载的定子。由于定子具有上述技术效果，具有该定子的盘式电机也具有同样的技术效果，在此不再赘述。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明实施例提供的定子的结构示意图；
27.图2为本发明实施例提供的a相绕组组件的结构示意图；
28.图3为本发明实施例提供的上层绕组的结构示意图；
29.图4为本发明实施例提供的下层绕组的结构示意图；
30.图5为本发明实施例提供的b相绕组组件的结构示意图；
31.图6为本发明实施例提供的c相绕组组件的结构示意图。
32.其中，
33.1、pcb绕组组件，11、绝缘板，12、pcb绕组，121、线圈，1211、第一导体，1212、第二导
体，12111、内端部导体，12112、工作导体，12113、外端部导体，1213、辅助导体组件，12131、第一辅助导体，12132、第二辅助导体，12133、第三辅助导体，12134、第四辅助导体，122、尾端导体，123、输入导体。
具体实施方式
34.本发明公开了一种定子，以简化定子的加工工序，提高定子的生产效率。本发明还公开了一种盘式电机。
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.参照图1-6，本发明公开了一种定子，适用于盘式电机。
37.定子包括至少一个pcb绕组组件1。具体的，pcb绕组组件1的个数可以为一个，也可以两个、三个甚至更多个，pcb绕组组件1的数量根据实际需要进行选择。当pcb绕组组件1的个数至少为两个时，多个pcb绕组组件1同轴层叠布置。相邻pcb绕组组件1之间的连接手段为现有技术中非常成熟的连接手段，本领域技术人员可以根据实际需要选择一种手段对相邻pcb绕组组件1进行连接，在此不做具体限定。
38.pcb绕组组件1包括绝缘板11和印刷在绝缘板11上的多个pcb绕组12。pcb绕组12的数量与盘式电机的相数相等。
39.盘式电机为三相电机时，pcb绕组12的个数为三个；盘式电机为四相电机时，pcb绕组12的个数为四个；盘式电机还可以为五相电机或者六相电机，pcb绕组12的个数相应的为五个或者六个，等等。
40.pcb绕组12上设置有输入导体123和尾端导体122，其中输入导体123用于将外界电流导入pcb绕组12，输入导体123和/或尾端导体122用于实现相邻pcb绕组12的连接。
41.具体的，输入导体123和尾端导体122也均印刷在绝缘板11上。
42.多个pcb绕组12同轴层叠布置，如图1、2、5和6所示。
43.pcb绕组12包括上下两层结构，上下两层之间通过绝缘板11进行绝缘。
44.具体的，pcb绕组12的上下两层结构可以分别位于同一绝缘板11的上下两个端面，也可以位于不同绝缘板11的其中一个绝缘板11的上端面和另一个绝缘板11的下端面。
45.优选的，本方案的绝缘板11为树脂板。
46.具体的上下两层结构包括位于绝缘板11上层的第一导体1211组成的结构和位于绝缘板11下层的第二导体1212组成的结构。如图3和4所示，其中图3为上层结构，图4为下层结构，绝缘板11上层的第一导体1211与位置对应的位于绝缘板11下层的第二导体1212组成线圈121。
47.每个pcb绕组12包括多个线圈121，线圈121的数量与盘式电机的级数相等，相邻第一导体1211与第二导体1212之间的跨距为一个极距。相邻两个线圈121之间的电流方向相反，例如，其中一个线圈121中的电流方向为顺时针方向，相邻线圈121中的电流方向为逆时针方向。
48.如图1、2、5和6所示，线圈121包括位于绝缘板11上层的n个并排布置的第一导体
1211和位于绝缘板11下层的n个并排布置的第二导体1212。
49.第一导体1211和第二导体1212分别位于绝缘板11的上下层且呈镜像对称布置。为了实现第一导体1211与第二导体1212之间的电流传动，第一导体1211的上端与第二导体1212的上端连接，第一导体1211的下端和第二导体1212的下端连接。
50.如图1-6所述，第一导体1211的上端与第二导体1212的上端通过第一连接过孔连接，第一导体1211的下端与第二导体1212的下端通过第二连接过孔连接。
51.如图1-6所述，第一导体1211和第二导体1212构成的线圈121为扇形或者六边形结构，第一导体1211和第二导体1212的作用部分为第一导体1211和第二导体1212沿pcb绕组12径向方向的部分。
52.相邻两个线圈121依次连接。具体的，相邻两个线圈121的其中一个线圈121的其中一个第一导体1211与另一个线圈121的位置相同的第一导体1211连接，相邻两个线圈121的其中一个线圈121的其中一个第二导体1212与另一个线圈121的位置相同的第二导体1212连接，从而实现相邻两个线圈121电流的反向。
53.本方案中n代表匝数，n为正整数。
54.此处需要说明的是，每个线圈121的n个第一导体1211彼此平行且相互不重叠，每个线圈121的n个第二导体1212彼此平行且相互不重叠，且相邻pcb绕组12的第一导体1211不重叠，相邻pcb绕组12的第二导体1212也不重叠。
55.本方案中定子包括至少一个pcb绕组组件1，pcb绕组组件1包括绝缘板11和印刷在绝缘板11上的pcb绕组12，pcb绕组12包括多个线圈121，线圈121印刷在绝缘板11上。本方案将pcb绕组12设置在绝缘板11上，形成电机的定子，，取代常规电机的铁芯与线圈121配合，省去了较为复杂铁芯制作工序和绕组下线工序，大大简化了定子的加工工序，从而在一定程度上提高了定子的生产效率，同时省去了铁芯，降低了定子的生产成本。
56.第一导体1211和第二导体1212的结构相同。在本方案的一个具体实施例中，第一导体1211和第二导体1212均包括内端部导体12111、工作导体12112和外端部导体12113，且自pcb绕组12的中部向端部延伸。
57.具体的，内端部导体12111、工作导体12112和外端部导体12113的个数均为n。
58.如图1-6所示，第一导体1211的外端部导体12113与第二导体1212的外端部导体12113通过第一连接过孔连接，第一导体1211的内端部导体12111与第二导体1212的内端部导体12111通过第二连接过孔连接。
59.如图1-6所示，内端部导体12111和外端部相对于工作导体12112倾斜布置且位于工作导体12112的一侧，第一导体1211的内端部导体12111和外端部导体12113的设置方向与第二导体1212的内端部导体12111和外端部导体12113的设置方向相反，且倾斜方向相对。
60.工作导体12112沿着pcb绕组12的径向方向设置，仅工作导体12112起到线圈121的作用，内端部导体12111和外端部导体12113起到连接上下层工作导体12112的作用。
61.优选的，第一导体1211和第二导体1212均为一体成型的导体。
62.相邻两个线圈121通过辅助导体组件1213连接。本方案将相邻两个线圈121中的一个线圈121命名为第一线圈121，与第一线圈121相邻的线圈121为第二线圈121，与第二个线圈121相邻的线圈121为第三线圈121，实质上第三线圈121与第一线圈121的结构相同，只是
为了方便描述，将此线圈121命名为第三线圈121。第一线圈121和第二线圈121在pcb绕组12的圆周上间隔分布。
63.在本方案的一个具体实施例中，辅助导体组件1213包括第一辅助导体12131、第二辅助导体12132、第三辅助导体12133和第四辅助导体12134。
64.如图2、5和6所示。
65.第一辅助导体12131位于树脂板的下层，第一辅助导体12131的第一端与相邻两个线圈121中的第一线圈121的其中一个第二导体1212连接；
66.第二辅助导体12132位于树脂板的上层且与第一导体1211并排布置，第二辅助导体12132的第一端与第一辅助导体12131的第二端连接，第二辅助导体12132的第二端与相邻连个线圈121的第二线圈121的其中一个第二导体1212连接，第二线圈121与第二辅助导体12132连接的第二导体1212的位置、与第一线圈121与第一辅助导体12131连接的第二导体1212的位置相同；
67.第三辅助导体12133位于树脂板的下层，第三辅助导体12133的第一端与第二线圈121的其中一个第一导体1211连接；
68.第四辅助导体12134位于树脂板的上层，第四辅助导体12134的第一端与第三辅助导体12133的第二端连接，第四辅助导体12134的第二端与同第二线圈121相邻的第三线圈121的其中一个第一导体1211连接，第三线圈121的与第四辅助导体12134连接的第一导体1211的位置、与第二线圈121与第三辅助导体12133连接的第一导体1211的位置相同。
69.为了减少材料的使用量，本方案中将与第一辅助导体12131连接的第二导体1212和第四辅助导体12134连接的第一导体1211的外端部导体12113省去，利用第一辅助导体12131代替第二导体1212的外端部导体12113，利用第四辅助导体12134代替第一导体1211的外端部导体12113。如图2-6所示，第一辅助导体12131和第四辅助导体12134的长度较外端部导体12113的长度短。
70.第二辅助导体12132与第二导体1212的外端部导体12113并排布置，第三辅助导体12133与第一导体1211的外端部导体12113并排布置，如图2-6所示，第二辅助导体12132和第三辅助导体12133的长度与外端部导体12113的长度相等。
71.第一辅助导体12131与第二辅助导体12132通过第三连接过孔连接，第三辅助导体12133与第四辅助导体12134通过第四连接过孔连接。
72.辅助导体组件1213不仅实现了相邻线圈121的连接，而且实现了相邻线圈121中电流的换向。
73.本方案中在n个并排布置的第一导体1211和/或n个并排布置的第二导体1212上设置输入导体123，具体的，输入导体123可以仅与n个并排布置的第一导体1211连接，也可以仅与n个并排布置的第二导体1212连接，也可以同时与相互连接后的n个并排布置的第一导体1211和n个并排布置的第二导体1212连接。
74.本方案中在n个并排布置的第一导体1211和/或n个并排布置的第二导体1212上设置尾端导体122，具体的，尾端导体122可以仅与n个并排布置的第一导体1211连接，也可以仅与n个并排布置的第二导体1212连接，也可以同时与相互连接后的n个并排布置的第一导体1211和n个并排布置的第二导体1212连接。
75.此处需要说明的，输入导体123与尾端导体122不重叠，需要设置在不同的第一导
体1211和/或第二导体1212上。
76.如图1-6所示，输入导体123和尾端导体122分别与相邻布置的第一导体1211和/或第二导体1212连接。
77.具体连接时，可以是相邻pcb绕组12的尾端导体122依次连接，实现相邻pcb绕组12的并联连接，也可以是上层pcb绕组12的尾端导体122与下层pcb绕组12的输入导体123连接，实现相邻pcb绕组12的串联连接。
78.其中，相邻pcb绕组12的串联连接的方式仅适用于三相电机，相邻pcb绕组12的并联连接的方式通用性更强。
79.为了降低第一导体1211和第二导体1212的涡流，在本方案的一个具体实施例中，第一导体1211和第二导体1212上开设有挖空槽。
80.如图1-6所示，挖空槽沿着第一导体1211和第二导体1212的长度延伸方向开设。
81.优选的，第一导体1211和第二导体1212均为铜导体。
82.本方案还公开了一种盘式电机，包括定子，定子为上述任意一个方案中记载的定子。
83.由于定子具有上述技术效果，具有该定子的盘式电机也具有同样的技术效果，在此不再赘述。
84.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。