無骨架定子結(jié)構(gòu)及具有無骨架定子結(jié)構(gòu)的斯特林電機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及無骨架定子結(jié)構(gòu)及具有該無骨架定子結(jié)構(gòu)的斯特林電機(jī)，無骨架定子結(jié)構(gòu)包括上定子、下定子以及由電線繞成的線圈，上定子和下定子內(nèi)均開設(shè)有環(huán)形槽，上定子和下定子的中心處開設(shè)有供轉(zhuǎn)子放置的圓孔，線圈位于環(huán)形槽內(nèi)，其特征在于，上定子和下定子由軟磁性復(fù)合材料加工形成，電線的截面為矩形，上定子、下定子和線圈之間通過粘結(jié)方式固定。線圈、上定子和下定子之間粘結(jié)固定，降低了線圈中的磁力損失，使線圈產(chǎn)生的熱量得到良好散熱；電線的截面采用矩形，可增大線圈中相鄰兩電線的接觸面積，減小相鄰電線之間間隙，提高環(huán)形槽和定子結(jié)構(gòu)的空間利用率，相對(duì)圓形截面，電線的矩形截面可以擴(kuò)大電線的截面積，由此降低電線中的直流阻抗。
【專利說明】
無骨架定子結(jié)構(gòu)及具有無骨架定子結(jié)構(gòu)的斯特林電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及斯特林電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種無骨架定子結(jié)構(gòu)及具有無骨架定子結(jié)構(gòu)的斯特林電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，電機(jī)和變壓器等機(jī)器中電磁線圈的芯，多用電磁鋼板的薄板疊層方式。采用這種薄板疊層方式是為了盡量控制因磁力線產(chǎn)生的渦旋電流造成的損失和發(fā)熱現(xiàn)象。但是，采用疊層電磁鋼板的薄板結(jié)構(gòu)不僅會(huì)導(dǎo)致磁力線方向被限定在薄板的方向，而且也會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)零部件過多、零部件形狀過于受限等問題。
[0003]另外，在現(xiàn)有的電磁線圈中，繞成線圈的電線的截面為圓形，這些電線繞著線圈骨架被限制在電機(jī)定子所形成的槽內(nèi)。然而，由于電線的截面為圓形，當(dāng)電線被限制在定子的槽內(nèi)時(shí)，這些電線之間的重疊部分必然會(huì)形成無數(shù)的間隙，形成的這些間隙勢(shì)必降低定子結(jié)構(gòu)的空間利用率；由于線圈骨架采用絕緣材料制成，磁力線很難穿透線圈骨架，從而也會(huì)在一定程度上造成磁力損失。再者，由于線圈骨架占據(jù)了定子結(jié)構(gòu)中的部分空間，從而造成定子結(jié)構(gòu)的空間利用率降低，同時(shí)線圈骨架也妨礙了線圈所產(chǎn)生熱量的散發(fā)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的首要技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種既可以有效地降低磁力損失，加快線圈的散熱速度，又可以提高定子結(jié)構(gòu)空間利用率的無骨架定子結(jié)構(gòu)。
[0005]本實(shí)用新型所要解決的進(jìn)一步技術(shù)問題是提供一種具有上述無骨架定子結(jié)構(gòu)的斯特林電機(jī)。
[0006]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:無骨架定子結(jié)構(gòu)，包括上定子、下定子以及由電線繞成的線圈，上定子和下定子內(nèi)均開設(shè)有環(huán)形槽，上定子和下定子的中心處開設(shè)有供轉(zhuǎn)子放置的圓孔，線圈位于環(huán)形槽內(nèi)，其特征在于，上定子和下定子由軟磁性復(fù)合材料加工形成，電線的截面為矩形，上定子、下定子以及線圈之間通過粘結(jié)方式固定。
[0007]為了增大線圈中相鄰兩電線之間的接觸面積，減小相鄰電線之間間隙，提高環(huán)形槽的空間利用率，可選擇地，所述電線的截面為長(zhǎng)方形或者正方形。由于電線截面采用長(zhǎng)方形或正方形的任一種矩形形成，當(dāng)兩電線之間緊鄰接觸時(shí)，兩者之間在理論上可以實(shí)現(xiàn)全接觸，增大接觸面積，有效避免產(chǎn)生間隙空間。另外，相對(duì)于圓形的截面，電線采用長(zhǎng)方形或正方形的矩形截面方式可以擴(kuò)大電線的截面積，由此降低電線中的直流阻抗，直流阻抗可減少約15%，可期待效率提尚。
[0008]為了避免傳統(tǒng)線圈骨架對(duì)磁力線穿透效果的妨礙，降低線圈中的磁力損失，并使線圈產(chǎn)生的熱量容易得到良好的散熱效果，作為改進(jìn)，所述電線采用截面為矩形的自粘性電線，即線圈采用截面為矩形的自粘性電線繞指而成。作為進(jìn)一步地改進(jìn)，所述上定子、下定子和線圈之間通過膠水實(shí)現(xiàn)粘結(jié)固定。
[0009]為了在上定子和下定子之間放置線圈的需要，所述的環(huán)形槽的形狀為U形。其中，上定子和下定子兩者呈相互對(duì)稱分布。
[0010]進(jìn)一步地，所述上定子和下定子由軟磁性復(fù)合材料一體成型加工形成，這樣可以提高零部件精度、簡(jiǎn)化裝配復(fù)雜度并降低成本。
[0011 ]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型提供的斯特林電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和成型磁環(huán)，其特征在于，還包括上述的無骨架定子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子位于上定子和下定子所開設(shè)的圓孔內(nèi)。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:在定子結(jié)構(gòu)中，采用截面為矩形的電線繞成線圈，并將線圈、上定子和下定子之間利用諸如膠水實(shí)現(xiàn)粘結(jié)固定，避免了使用傳統(tǒng)的線圈骨架，從而降低了線圈中的磁力損失，并使線圈產(chǎn)生的熱量容易得到良好的散熱效果；繞成線圈的電線截面采用矩形，可以增大線圈中相鄰兩電線之間的接觸面積，減小相鄰電線之間間隙，提高環(huán)形槽以及定子結(jié)構(gòu)的空間利用率，并且相對(duì)圓形的截面，電線采用矩形截面方式可以擴(kuò)大電線的截面積，由此降低電線中的直流阻抗。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中無骨架定子結(jié)構(gòu)的主視剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中無骨架定子結(jié)構(gòu)的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中上定子和下定子所形成定子的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]如圖1?圖3所示，本實(shí)施例中的無骨架定子結(jié)構(gòu)，包括上定子11、下定子12以及由電線2繞成的線圈，上定子11和下定子12形成定子I，上定子11和下定子12內(nèi)均開設(shè)有環(huán)形槽13，上定子11和下定子12的中心處開設(shè)有供轉(zhuǎn)子放置的圓孔14，線圈位于環(huán)形槽13內(nèi)，上定子11和下定子12由軟磁性復(fù)合材料加工形成，電線2的截面為矩形，上定子11、下定子12和線圈之間通過粘結(jié)方式固定。其中，上定子11和下定子12可以選擇由軟磁性復(fù)合材料一體成型加工而成，這樣可以提高零部件精度、簡(jiǎn)化裝配復(fù)雜度并降低成本。
[0018]軟磁性復(fù)合材料是指用絕緣材料鐵包覆鐵系列磁材料的粉狀磁材料。粉狀磁材料通過壓縮成型熱處理，可以做成任何需要的形狀。因?yàn)槭欠蹱畈牧?，廢棄的部分少，材料成品率在理論上為100%，沒有浪費(fèi)，開始就可以做成一定程度的定子形狀，所以不需要焊接等后續(xù)工序，從而可以大大減少工序。
[0019]為了避免傳統(tǒng)線圈骨架對(duì)磁力線穿透效果的妨礙，降低線圈中的磁力損失，并使線圈產(chǎn)生的熱量容易得到良好的散熱效果，作為改進(jìn)，本實(shí)施例中的線圈采用截面為矩形的自粘性電線繞成，此時(shí)利用粘合成型不再需要線圈骨架作為線圈的支撐，由此避免了線圈骨架占據(jù)定子結(jié)構(gòu)的空間以及線圈骨架對(duì)磁力線穿透效果的妨礙。另外，作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本實(shí)施例中的上定子11、下定子12和線圈之間通過膠水實(shí)現(xiàn)粘結(jié)固定。由于線圈采用這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置，線圈中的熱量可以取得良好的散熱效果，從而也可以避免上定子11和下定子12因熱膨脹而導(dǎo)致的形狀變化。
[0020]為了增大線圈中相鄰兩電線之間的接觸面積，減小相鄰電線之間間隙，提高環(huán)形槽的空間利用率，本實(shí)施例中電線2的截面為長(zhǎng)方形或者正方形。由于電線截面采用長(zhǎng)方形或正方形的任一種矩形形成，當(dāng)兩電線之間緊鄰接觸時(shí)，兩者之間在理論上可以實(shí)現(xiàn)全接觸，增大接觸面積，有效避免產(chǎn)生間隙空間。另外，相對(duì)于圓形的截面，電線2采用長(zhǎng)方形或正方形的矩形截面方式可以擴(kuò)大電線的截面積，由此降低電線中的直流阻抗。
[0021]為了在上定子11和下定子12之間放置線圈的需要，環(huán)形槽13的形狀為U形。其中，上定子11和下定子12兩者呈相互對(duì)稱分布。
[0022]本實(shí)施例還提供一種斯特林電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、成型磁環(huán)以及上述的無骨架定子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子位于上定子11和下定子12所開設(shè)的圓孔14內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.無骨架定子結(jié)構(gòu)，包括上定子(11)、下定子(12)以及由電線(2)繞成的線圈，上定子(11)和下定子(12)內(nèi)均開設(shè)有環(huán)形槽(13)，上定子(11)和下定子(12)的中心處開設(shè)有供轉(zhuǎn)子放置的圓孔(14)，線圈位于環(huán)形槽(13)內(nèi)，其特征在于，上定子(11)和下定子(12)由軟磁性復(fù)合材料加工形成，電線(2)的截面為矩形，上定子(11)、下定子(12)以及線圈之間通過粘結(jié)方式固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無骨架定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電線(2)的截面為長(zhǎng)方形或者正方形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無骨架定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電線(2)采用截面為矩形的自粘性電線。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無骨架定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上定子(11)、下定子(12)和線圈之間通過膠水實(shí)現(xiàn)粘結(jié)固定。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的無骨架定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述環(huán)形槽(13)的形狀為U形。6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的無骨架定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上定子(11)和下定子(12)呈相互對(duì)稱分布。7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的無骨架定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上定子(11)和下定子(12)由軟磁性復(fù)合材料一體成型加工形成。8.斯特林電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和成型磁環(huán)，其特征在于，還包括權(quán)利要求1所述的無骨架定子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子位于上定子(11)和下定子(12)所開設(shè)的圓孔(14)內(nèi)。
【文檔編號(hào)】H02K3/46GK205657514SQ201620449975
【公開日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日 公開號(hào)201620449975.7, CN 201620449975, CN 205657514 U, CN 205657514U, CN-U-205657514, CN201620449975, CN201620449975.7, CN205657514 U, CN205657514U
【發(fā)明人】王榮
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