一种双向定子结构及带有双向定子结构的非晶纳米晶电机的制作方法

本发明涉及新材料、新能源，具体涉及一种双向定子结构及带有双向定子结构的非晶纳米晶电机。

背景技术：

1、电机的效率提高可以直接导致能源消耗的大幅度降低，传统电机定子部分一般由硅钢片冲压+叠层组成。

2、铁基非晶纳米晶带材作为一种新材料，具有高磁饱和、高磁导率、高居里温度、高的温度稳定性、低损耗等特性，制作成电机的话，非晶电机能量损耗理想情况下为前者的1/10，特别是在高转速中，与硅钢片相比，能量损耗显著降低；但是，由于非晶带材热处理后带材热处理后脆且易碎，制作效率较为低下，且制作成本较高。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种双向定子结构及带有双向定子结构的非晶纳米晶电机，能够实现非晶纳米晶电机的稳定生产。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种双向定子结构，包括轴承及沿圆周方向分布设置在轴承外围的一组非晶纳米晶定子片；所述非晶纳米晶定子片呈u形或凹形，具有的两个底脚，且所述两个底脚沿轴承轴线方向前、后设置；所述非晶纳米晶定子片上绕制有线圈，根据安培定则，可以在两个底脚端面产生相同或者相反的磁场。

4、一种双向定子结构，还包括固定套及壳套，所述固定套安装在轴承外部，一组所述非晶纳米晶定子片配合设置在固定套的圆周方向上，且非晶纳米晶定子片的两个底脚与壳套相连。

5、进一步的，固定套包括出线套及定位铝套，所述出线套安装在轴承外圈上，出线套上具有两端贯穿的出线孔，用于线圈的出线；所述定位铝套安装在出线套上，所述定位铝套上设有定位槽，所述非晶纳米晶定子片配合设置在定位槽内，实现对非晶纳米晶定子片的定位安装。

6、进一步的，壳套包括端套及环套，所述端套安装在轴承外圈上并位于非晶纳米晶定子片一侧，所述环套设置在端套上，环套将圆周方向上的非晶纳米晶定子片包围，且与端套组合形成一开口的注胶空间，通过灌注环氧绝缘胶后完成对所有非晶纳米晶定子片的密封，提高定子的密封性及电机的防水效果。

7、更进一步的，环套上设有用于非晶纳米晶定子片的两个底脚定位的孔洞，且所述孔洞的位置与底脚的位置一一对应，可以实现底脚的定位。

8、进一步的，本发明给出了非晶纳米晶定子片的制备过程，步骤如下：

9、s1: 将非晶纳米晶带材用卷绕机卷绕成环形磁芯；

10、s2：将s1所得环形磁芯装入模具中，压制成跑道形或矩形的磁芯；

11、s3：将s2所述模具连同磁芯一起放入热处理炉中进行热处理，使模具内磁芯得以晶化、定型、消除应力；

12、s4：将s3所述模具连同磁芯一起从热处理炉中取出；

13、s5：配置固化胶水，均匀涂抹在磁芯端面，与模具一起放入抽真空机进行抽真空-0.1mpa，使胶水均匀吸入磁芯的层间间隙；

14、s6：将s5所述模具与磁芯放入烘烤箱中烘烤固化；

15、s7：将s6所述模具与磁芯一起从烘烤箱中取出，卸下模具，得到固化完毕后磁芯，用mats-3010sa软磁材料动态测量仪测试损耗；

16、s8：将s7所述磁芯外观进行保护性环氧喷涂；

17、s9：将s8所述磁芯用切割机进行对半切割，得到所需u形或凹形结构的非晶纳米晶定子片。

18、基于上述的双向定子结构，本发明还提供了一种双向定子结构的非晶纳米晶电机，包括双向定子结构及外转子结构，所述外转子结构包括轴、永磁体及外轮毂；一组所述永磁体沿圆周方向呈双列排布在外轮毂上，每个非晶纳米晶定子片的两个底脚端面分别对应双列排布的两块永磁体，两块永磁体的极性由对应底脚端面极性确定；所述轴穿设并固定在外轮毂上，并与双向定子结构的轴承相配合。

19、进一步的，本发明提出了一种双向定子结构非晶纳米晶电机的装配方法，包括如下步骤：

20、s1：将非晶纳米晶定子片预装入双向定子结构的定位铝套中固定，定位铝套可预先装在装有轴承的出线套上；

21、s2：对s1所述非晶纳米晶定子片进行绕线，得到半成品非晶纳米晶定子；

22、s3：将s2绕线完毕半成品非晶纳米晶定子装入双向定子结构的壳套中；

23、s4：将灌封胶水灌入s3所述壳套中用烘箱固化，得到双向非晶纳米晶定子；

24、s5：将钕铁硼/钐钴瓦形永磁片n、s极性交替圆周排布，用厌氧胶水粘结至外轮毂上，制作相对应的外转子结构；

25、s6：将s4双向非晶纳米晶定子与外转子结构装配，得到双向定子非晶电机成品。

26、一种双向定子结构的非晶纳米晶电机，工作原理如下：

27、电流通过双向定子结构的非晶纳米晶定子片上的线圈后，产生交替磁场n/s，定子产生的磁场与外转子结构上的永磁体相互吸引或排除，产生动力，推动电机旋转。

28、本发明与现有技术相比，具有以下优点：

29、本发明制作的非晶纳米晶定子片制作工艺简便，成品率高，材料用量少，定子片在制作过程中可实现百分百性能检测，可实现稳定量产。

30、本发明对比传统硅钢片电机，非晶纳米晶由于极低在损耗特性，电机在频率f＞400hz运行中，损耗可有效降低80%以上。

31、本发明对比目前主流叠片+冲压式/线切割式非晶纳米晶定子片，用量节约，易加工，切割面平整、装配简易、成品率高等优点。

技术特征：

1.一种双向定子结构，其特征在于，包括轴承（102）及沿圆周方向分布设置在轴承（102）外围的一组非晶纳米晶定子片（101）；所述非晶纳米晶定子片（101）呈u形或凹形，具有的两个底脚，且所述两个底脚沿轴承（102）轴线方向前、后设置；所述非晶纳米晶定子片（101）上绕制有线圈，并在两个底脚端面产生相同或者相反的磁场。

2.根据权利要求1所述的一种双向定子结构，其特征在于，所述非晶纳米晶定子片的制备过程如下：

3.根据权利要求1所述的一种双向定子结构，其特征在于，还包括固定套及壳套，所述固定套安装在轴承（102）外部，一组所述非晶纳米晶定子片（101）配合设置在固定套的圆周方向上，且非晶纳米晶定子片（101）的两个底脚与壳套相连。

4.根据权利要求3所述的一种双向定子结构，其特征在于，所述固定套包括出线套（105）及定位铝套（106），所述出线套（105）安装在轴承（102）外圈上，用于线圈的出线；所述定位铝套（106）安装在出线套（105）上，所述定位铝套（106）上设有定位槽，所述非晶纳米晶定子片（101）配合设置在定位槽内。

5.根据权利要求3所述的一种双向定子结构，其特征在于，所述壳套包括端套（108）及环套（103），所述端套（108）安装在轴承（102）外圈上并位于非晶纳米晶定子片（101）一侧，所述环套（103）设置在端套（108）上，且与端套（108）组合形成一开口的注胶空间，通过灌注环氧绝缘胶后完成对所有非晶纳米晶定子片（101）的密封。

6.根据权利要求5所述的一种双向定子结构，其特征在于，所述环套（103）上设有用于非晶纳米晶定子片（101）的两个底脚定位的孔洞（104），且所述孔洞（104）的位置与底脚的位置一一对应。

7.一种带有权利要求1-6任一所述的双向定子结构的非晶纳米晶电机，其特征在于，包括双向定子结构及外转子结构，所述外转子结构包括轴（203）、永磁体（202）及外轮毂（201）；一组所述永磁体（202）沿圆周方向呈双列排布在外轮毂（201）上，每个非晶纳米晶定子片（101）的两个底脚端面分别对应双列排布的两块永磁体（202）；所述轴（203）穿设并固定在外轮毂（201）上，并与双向定子结构的轴承（102）相配合。

8.根据权利要求7所述的双向定子结构的非晶纳米晶电机，其特征在于，装配方法包括如下步骤：

技术总结本发明涉及新材料、新能源技术领域，公开了一种双向定子结构及带有双向定子结构的非晶纳米晶电机，包括轴承及沿圆周方向分布设置在轴承外围的一组非晶纳米晶定子片；所述非晶纳米晶定子片呈U形或凹形，具有的两个底脚，且所述两个底脚沿轴承轴线方向前、后设置；所述非晶纳米晶定子片上绕制有线圈，并在两个底脚端面产生相同或者相反的磁场；本发明制作的非晶纳米晶定子片制作工艺简便，成品率高，材料用量少，定子片在制作过程中可实现百分百性能检测，可实现稳定量产。技术研发人员：李林罡,姜永涨,李平受保护的技术使用者：杭州晶磁电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1