一种空心杯电机及空心杯电机的制备方法与流程

本发明涉及空心杯电机，特别是涉及一种空心杯电机及空心杯电机的制备方法。

背景技术：

1、空心杯电机相对于传统的齿槽电机而言，由于无定子齿槽结构，因而其转矩波动小，反电势谐波少，空间利用率高，在控制精度和输出特性方面都具有较好表现。故近年来，空心杯电机被广泛的应用于生命科学、航空、医疗器械、智能制造等各种高精尖应用场景中替代传统的齿槽电机。

2、但是空心杯电机代替齿槽电机的同时，在结构上最大的变化为定子结构，由于定子叠片取消了齿槽结构，导致绕组失去了支撑和骨架，在绕制绕组的过程中难以稳定尺寸。故而空心杯电机运行过程中容易带来不可控的风险，严重影响了电机的稳定运行。而且空心杯电机的替代和使用集中表现在长径比较大的电机中，且气隙两侧为磁钢外圆和绕组内圆，而不稳定的绕组结构尺寸，又会导致定转子偏心量增大，很容易给电机带来擦钢和短路的风险。

3、如何解决上述技术问题，已经成为了业内亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、为了至少解决上述技术问题，本发明的目的在于提供了一种空心杯电机，通过支撑层的设置，避免了现有的绕组与磁钢相邻的结构在运转过程中出现绕组发生变形进而与磁钢发生擦钢和短路风险的出现。

2、为了达到上述目的，本申请提供的空心杯电机，包括定子组件和转子组件，定子组件包括：

3、支撑层，支撑层套设于转子组件的外周，且支撑层与转子组件之间留有间隙；

4、绕组，套设于支撑层的外周，绕组的内侧壁张紧于支撑层上。

5、进一步地，支撑层具有沿径向收缩和沿径向扩张的两种工作状态；

6、支撑层处于沿径向收缩的工作状态时，支撑层的外径尺寸小于绕组的内径尺寸。

7、进一步地，支撑层包括：

8、本体，本体设于转子组件的外周，且本体的内侧壁与转子组件之间留有间隙；

9、多组调节单元，每组调节单元包括底部固定在本体外侧壁的第一调节部以及与第一调节部配合的第二调节部，第二调节部在第一调节部的表面具有沿本体的中心轴线顺、逆时针旋转的自由度，当第二调节部逆时针旋转时，第二调节部的外侧壁与本体之间的距离逐渐增大，当第二调节部顺时针旋转时，第二调节部的外侧壁与本体之间的距离逐渐减小，绕组套设在第二调节部的外侧壁上。

10、进一步地，支撑层为空心管形结构或支撑层为中心对称的空心骨架结构。

11、进一步地，还包括有：支撑层为非导磁材料。

12、进一步地，还包括有：

13、防护层，防护层覆盖绕组的外侧壁。

14、进一步地，防护层为非导磁材料构成或导磁材料构成；

15、当支撑层与防护层均为非导磁材料构成时，支撑层与防护层为两个独立的部件，或者支撑层与防护层为一体成型。

16、进一步地，当支撑层与防护层均为非导磁材料构成时，防护层的外表面或防护层的内表面设有一层导磁材料层。

17、进一步地，支撑层与防护层的一端相连呈双层杯型结构。

18、进一步地，支撑层的外侧环状开口处设有向外的倒角；

19、防护层的内侧环状开口处设有向内的倒角。

20、进一步地，绕组的外表面和/或绕组的内表面覆有绝缘层。

21、为了实现上述目的，本申请还提供了一种空心杯电机的制备方法，用以将转子组件和定子组件组装形成空心杯电机，定子组件的制备方法包括：

22、提供一预成型的柔性绕组，柔性绕组为空心管形结构；

23、提供一支撑层，支撑层为空心管形结构，支撑层的外径尺寸不小于柔性绕组的内径尺寸；

24、将柔性绕组套设在支撑层的外侧壁上。

25、进一步地，支撑层具有沿径向向内收缩和沿径向向外扩张的两种工作状态，在沿径向向内收缩的工作状态中，支撑层的外径尺寸小于柔性绕组的内径尺寸；

26、保持支撑层处于沿径向向内收缩的工作状态，将柔性绕组套设在支撑层上，然后控制支撑层切换成沿径向向外扩张的工作状态，柔性绕组处于张紧状态时，支撑层停止沿径向向外扩张并锁定。

27、进一步地，支撑层包括：

28、本体，本体设于转子组件的外周，且本体的内侧壁与转子组件之间留有间隙；

29、多组调节单元，每组调节单元包括底部固定在本体外侧壁的第一调节部以及与第一调节部配合的第二调节部，第二调节部在第一调节部的表面具有沿本体的中心轴线顺、逆时针旋转的自由度，当第二调节部逆时针旋转时，第二调节部的外侧壁与本体之间的距离逐渐增大，当第二调节部顺时针旋转时，第二调节部的外侧壁与本体之间的距离逐渐减小，绕组套设在第二调节部的外侧壁上；

30、控制第二调节部逆时针旋转，当绕组的内侧壁张紧于支撑层上时，第二调节部停止旋转并锁定。

31、进一步地，支撑层外侧设有一防护层，防护层与支撑层的一侧连接并形成双层杯型结构，防护层与支撑层之间设有一绕组间隙，绕组间隙尺寸不小于柔性绕组的厚度尺寸，柔性绕组嵌入绕组间隙中。

32、进一步地，还包括：

33、对套设在支撑层上的柔性绕组进行定型。

34、本申请实施例的空心杯电机，通过支撑层的设置，避免了现有的绕组与磁钢相邻的结构在运转过程中出现绕组发生变形进而与磁钢发生擦钢和短路风险的出现；简化了现有绕组制成工艺中的精整和定型环节，大大的优化了绕组的制成效率，降低了绕组的制成成本；通过设置支撑层，因为支撑层的表面相对于现有的绕组直接与磁钢相邻的设计中绕组的表面更加的平整，使得支撑层与磁钢的间隙更小，进一步的提升了电机性能；通过支撑层的设计，使得线圈与转子组件之间的同心度更容易控制，进一步的减低了绕组裸露设计时绕组与磁钢的擦碰问题；通过支撑层的设计，还减少了现有设计中的绕组与定子铁芯之间粘接胶水的使用，简化了工艺的同时，还优化了电机的散热性能，进一步的提高了电机的可靠性；通过支撑层具有沿径向收缩和沿径向扩张的两种工作状态，使得绕组套设在支撑层外时更加的轻松简便。

技术特征：

1.一种空心杯电机，包括定子组件和转子组件，其特征在于，所述定子组件包括：

2.根据权利要求1所述的空心杯电机，其特征在于，所述支撑层具有沿径向收缩和沿径向扩张的两种工作状态；

3.根据权利要求2所述的空心杯电机，其特征在于，所述支撑层包括：

4.根据权利要求1或2所述的空心杯电机，其特征在于，所述支撑层为空心管形结构或所述支撑层为中心对称的空心骨架结构。

5.根据权利要求1所述的空心杯电机，其特征在于，所述支撑层为非导磁材料。

6.根据权利要求5所述的空心杯电机，其特征在于，还包括有：

7.根据权利要求6所述的空心杯电机，其特征在于，所述防护层为非导磁材料构成或导磁材料构成；

8.根据权利要求7所述的空心杯电机，其特征在于，当所述支撑层与所述防护层均为非导磁材料构成时，所述防护层的外表面或所述防护层的内表面设有一层导磁材料层。

9.根据权利要求8所述的空心杯电机，其特征在于，所述支撑层与所述防护层的一端相连呈双层杯型结构。

10.根据权利要求9所述的空心杯电机，其特征在于，所述支撑层的外侧环状开口处设有向外的倒角；

11.根据权利要求9所述的空心杯电机，其特征在于，所述绕组的外表面和/或所述绕组的内表面覆有绝缘层。

12.一种空心杯电机的制备方法，用以将转子组件和定子组件组装形成空心杯电机，其特征在于，所述定子组件的制备方法包括：

13.根据权利要求12所述的空心杯电机的制备方法，其特征在于，所述支撑层具有沿径向向内收缩和沿径向向外扩张的两种工作状态，在所述沿径向向内收缩的工作状态中，所述支撑层的外径尺寸小于所述柔性绕组的内径尺寸；

14.根据权利要求13所述的空心杯电机的制备方法，其特征在于，所述支撑层包括：

15.根据权利要求12所述的空心杯电机的制备方法，其特征在于，所述支撑层外侧设有一防护层，所述防护层与所述支撑层的一侧连接并形成双层杯型结构，所述防护层与所述支撑层之间设有一绕组间隙，所述绕组间隙尺寸不小于所述柔性绕组的厚度尺寸，所述柔性绕组嵌入所述绕组间隙中。

16.根据权利要求12所述的空心杯电机的制备方法，其特征在于，还包括：

技术总结本发明公开了一种空心杯电机及空心杯电机的制备方法，其中，空心杯电机包括定子组件和转子组件，定子组件包括：支撑层，支撑层套设于转子组件的外周，且支撑层与转子组件之间留有间隙；绕组套设于支撑层的外周，绕组的内侧壁张紧于支撑层上。通过支撑层的设置，避免了现有的绕组与磁钢相邻的结构在运转过程中出现绕组发生变形进而与磁钢发生擦钢和短路风险的出现。技术研发人员：杨宁宁,介党阳受保护的技术使用者：苏州钧川科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29