本實用新型涉及一種電機，特別是指一種輕量緊湊型電機及其所應用的輕量緊湊型一體機。

背景技術：

航空或航海領域，通常要求所使用的電機體積小、質量輕，以減小飛機或船只的載重。然而傳統電機，其定子繞組的制作大都是在鐵芯上繞上導線，不僅定子繞組加工繁瑣，且因定子繞組匝數多，電機整體體積、質量均較大。為解決上述問題，中國專利申請公開說明書CN 105896760 A中，公開了一種應用模塊化PCB定子的盤式無鐵芯永磁電機，包括轉子和定子，定子由PCB電路板沿軸向疊置而成，每個PCB電路板至少均分為兩個模塊，每個模塊上沿周向均勻印制有相同的繞組線圈，周向上相鄰兩個所述模塊的繞組線圈串聯或并聯連接，軸向上相鄰兩個PCB電路板的繞組線圈串聯或并聯連接。該應用模塊化PCB定子的盤式無鐵芯永磁電機，將多相線路即多個繞組線圈集成于同一模塊上，周向上相鄰的模塊串連接，多個繞組線圈在同一模塊上，易造成連線錯誤，且一旦定好繞組線圈相數并制作好后，無法作相數更換。

技術實現要素：

本實用新型的目的之一在于提供一種輕量緊湊型電機。

一種輕量緊湊型電機，包括PCB板定子、分布于PCB板定子兩側同軸設置的磁鋼轉子、以及電子模塊，所述PCB板定子包括至少一個單相疊板，所述單相疊板包括上、下層板，上、下層板上沿其圓周分別設有若干第一螺旋線圈單元和第二螺旋線圈單元，所述上層板上第一螺旋線圈單元的數量和分布位置與下層板上第二螺旋線圈單元的數量和分布位置均相同，上層板上第一螺旋線圈單元的內端與下層板上相對應位置第二螺旋線圈單元的內端、上層板上第一螺旋線圈單元的外端與下層板上同一旋轉方向上相鄰第二螺旋線圈單元的外端所在位置均相同，上層板上任意一第一螺旋線圈單元的一端以及下層板上與該端位置相對應的第二螺旋線圈單元的一端分別作為進、出線端，除進、出線端外其余上層板上第一螺旋線圈單元的內端與下層板上相對應位置第二螺旋線圈單元的內端、上層板上第一螺旋線圈單元的外端與下層板上同一旋轉方向上相鄰第二螺旋線圈單元的外端均通過過線柱相連。

進一步地，單相疊板的數量為若干，若干單相疊板同軸且于圓周上均勻錯開一角度疊置。該設置可形成數量相對應的多相輕量緊湊型電機。

進一步地，電子模塊集成于PCB板定子上。該設置，可進一步減小輕量緊湊型電機整體積和質量。

進一步地，PCB板定子的兩側面上分別固定有加強環(huán)。PCB板定子的材質使其不耐高溫，即高溫下的PCB板定子較易變形損壞，加強環(huán)的設置，增加了PCB板定子的結構強度，可有效避免磁鋼PCB板定子的變形損壞，提高了輕量緊湊型電機整體的使用壽命。

進一步地，PCB板定子為若干，若干PCB板定子同軸設置，每個PCB板定子的兩側均分別同軸設置有磁鋼轉子。多個PCB板定子與兩側磁鋼轉子的組合，可增大輕量緊湊型電機的輸出功率，進而使其可滿足各種不同的應用場所。

進一步地，兩相鄰PCB板定子間的兩磁鋼轉子為一體結構。相比兩相鄰PCB板定子間的兩磁鋼轉子單獨設置，該結構，可使輕量緊湊型電機的整體體積和質量更小。

本實用新型的目的之二在于提供了本實用新型的目的之一提供的輕量緊湊型電機所應用的一種輕量緊湊型一體機。

一種輕量緊湊型一體機，包括本實用新型目的之一提供的輕量緊湊型電機、散熱殼和端蓋，所述端蓋中部設有第一安裝槽，單側的散熱殼位于與其同側的端蓋的第一安裝槽內，所述散熱殼靠近端蓋的一側面上沿其圓周設有若干徑向散射分布的第一隔板，端蓋第一安裝槽的端面上沿其圓周貫通設有若干進風口，所述進風口由若干第二隔板分隔而成，端蓋第一安裝槽圓周側壁上設有若干貫通的出風口，所述散熱殼和端蓋中其一可轉動設置、另一固定設置，固定設置的散熱殼或端蓋上設有第二安裝槽，所述電子模塊位于第二安裝槽內，所述兩端蓋固定連接。

進一步地，所述磁鋼轉子沿可轉動設置的散熱殼或端蓋圓周均勻分布并固定。將磁鋼轉子與起散熱作用的第一隔板（或第二隔板）設置于同一安裝結構散熱殼（或端蓋）上，可轉動設置的散熱殼（或端蓋）一方面用于磁鋼轉子的固定，另一方面使轉動時在其上第一隔板（或第二隔板）的作用下可形成徑向風，對同側端蓋（或散熱殼）進行散熱，其結構更簡單、緊湊。

進一步地，散熱殼可轉動設置、端蓋固定設置，PCB板定子為環(huán)形結構，PCB板定子兩側的散熱殼為磁性材料，兩散熱殼間、PCB板定子內同軸設有一導磁塊，所述導磁塊套固于一轉軸上，導磁塊上套固有一位于PCB板定子內的非導磁環(huán)，所述兩散熱殼套固于轉軸上并與導磁塊接觸，固定于散熱殼上的磁鋼轉子為散熱殼靠近PCB板定子側的側面向外凸出的凸塊，所述PCB板定子與端蓋固定連接。為磁性材料的兩散熱殼與中間的導磁塊接觸后形成一磁體，在導磁塊內外環(huán)邊外漏磁場被轉軸和非導磁環(huán)屏蔽后，兩散熱殼上靠近PCB板定子側的側面外凸且位置相對應的凸塊間路徑最短，形成磁路，用作磁鋼轉子，即該種結構下，磁鋼轉子與散熱殼為一體結構，避免了小體積散熱殼上磁鋼轉子的繁瑣安裝，其結構簡單、牢固。

進一步地，端蓋可轉動設置、散熱殼固定設置，兩散熱殼通過軸承軸與PCB板定子固定連接，所述兩端蓋可轉動地固定于軸承軸上，兩端蓋上沿其圓周設有用于安裝磁鋼轉子的安裝孔，磁鋼轉子分別位于安裝孔內，端蓋側面固定有與其上若干鋼磁鋼轉子形成的環(huán)形位置相對應的壓環(huán)。壓環(huán)用于限制磁鋼轉子的軸向移動，使磁鋼轉子固定于端蓋的安裝孔內，相比于將磁鋼轉子焊于或端蓋上，該設置使磁鋼轉子可靈活拆裝，進而使電機組裝方便。

本實用新型輕量緊湊型電機，通過上、下層板上第一螺旋線圈單元和第二螺旋線圈單元結構與位置的合理設置，實現上、下層板上第一螺旋線圈單元和第二螺旋線圈單元的依次連接，進而形成帶有單相線圈繞組的單相疊板，該輕量緊湊型電機，一單相疊板即形成一獨立的單相線圈繞組，制作簡單，特別是制作三相或多相PCB板電機時，只需將三個或多相單相疊板同軸且于圓周上均勻錯開一角度疊置即可，各單相疊板上的線圈繞組無全部或部分共用組成PCB板定子的單相疊板，獨立性好，PCB板定子制作簡單、效率高。

附圖說明

圖1為本實用新型輕量緊湊型電機一種實施方式的結構示意圖；

圖2為本實用新型輕量緊湊型電機一種實施方式的側視結構示意圖；

圖3為本實用新型輕量緊湊型電機一種實施方式的單塊PCB板定子和加強環(huán)的結構示意圖；

圖4為本實用新型輕量緊湊型電機一種實施方式的單塊PCB板定子和加強環(huán)的裝配結構示意圖；

圖5為本實用新型輕量緊湊型電機一種實施方式的單塊PCB板定子的裝配結構示意圖；

圖6為本實用新型輕量緊湊型電機一種實施方式的單相疊板的上層板的結構示意圖；

圖7為本實用新型輕量緊湊型電機一種實施方式的單相疊板的下層板的結構示意圖；

圖8為本實用新型輕量緊湊型電機一種實施方式的單相疊板的第一螺旋線圈單元和第二螺旋線圈單元的連接結構示意圖；

圖9為本實用新型輕量緊湊型電機一種實施方式的若干單相疊板的第一螺旋線圈單元和第二螺旋線圈單元的連接結構示意圖；

圖10為本實用新型輕量緊湊型一體機第一種實施方式的結構示意圖；

圖11為本實用新型輕量緊湊型一體機第一種實施方式的裝配結構示意圖；

圖12為本實用新型輕量緊湊型一體機第一種實施方式不包括端蓋的半剖結構示意圖；

圖13為本實用新型輕量緊湊型一體機第二種實施方式的結構示意圖；

圖14為本實用新型輕量緊湊型一體機第二種實施方式的裝配結構示意圖；

圖15為本實用新型輕量緊湊型一體機第二種實施方式的不包括端蓋和磁鋼轉子的結構示意圖；

圖16為本實用新型輕量緊湊型一體機第三種實施方式的裝配結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型輕量緊湊型電機及其所應用的輕量緊湊型一體機的具體實施方式作詳細的說明：

如圖1、圖2、圖5至圖9，本實用新型輕量緊湊型電機，包括PCB板定子1、分布于PCB板定子1兩側同軸設置的磁鋼轉子2、以及電子模塊3，所述PCB板定子1包括至少一個單相疊板10，所述單相疊板10包括上、下層板（11，12），上、下層板（11，12）上沿其圓周分別設有若干第一螺旋線圈單元111和第二螺旋線圈單元121，所述上層板11上第一螺旋線圈單元111的數量和分布位置與下層板12上第二螺旋線圈單元121的數量和分布位置均相同，上層板11上第一螺旋線圈單元111的內端與下層板12上相對應位置第二螺旋線圈單元121的內端、上層板11上第一螺旋線圈單元111的外端與下層板12上同一旋轉方向上相鄰第二螺旋線圈單元121的外端所在位置均相同，上層板11上任意一第一螺旋線圈單元111的一端以及下層板12上與該端位置相對應的第二螺旋線圈單元121的一端分別作為進、出線端（112、122），除進、出線端（112、122）外其余上層板11上第一螺旋線圈單元111的內端與下層板12上相對應位置第二螺旋線圈單元121的內端、上層板11上第一螺旋線圈單元111的外端與下層板12上同一旋轉方向上相鄰第二螺旋線圈單元121的外端均通過過線柱13相連。

如圖5和圖8所示，單相疊板10的數量為若干，若干單相疊板10同軸且于圓周上均勻錯開一角度疊置。該設置可形成數量相對應的多相輕量緊湊型電機。

如圖1和圖3，電子模塊4集成于PCB板定子1上。該設置，可進一步減小輕量緊湊型電機整體積和質量。

如圖4所示，PCB板定子1的兩側面上分別固定有加強環(huán)14。PCB板定子1的材質使其不耐高溫，即高溫下的PCB板定子1較易變形損壞，加強環(huán)14的設置，增加了PCB板定子1的結構強度，可有效避免磁鋼PCB板定子1的變形損壞，提高了輕量緊湊型電機整體的使用壽命。

如圖1和圖2所示，PCB板定子1為若干，若干PCB板定子1同軸設置，每個PCB板定子1的兩側均分別同軸設置有磁鋼轉子2。多個PCB板定子1與兩側磁鋼轉子2的組合，可增大輕量緊湊型電機的輸出功率，進而使其可滿足各種不同的應用場所。

如圖2，兩相鄰PCB板定子1間的兩磁鋼轉子2為一體結構。相比兩相鄰PCB板定子1間的兩磁鋼轉子2單獨設置，該結構，可使輕量緊湊型電機的整體體積和質量更小。

本實用新型輕量緊湊型電機，通過上、下層板（11，12）上第一螺旋線圈單元111和第二螺旋線圈單元121結構與位置的合理設置，實現上、下層板（11，12）上第一螺旋線圈單元111和第二螺旋線圈121單元的依次連接，進而形成帶有單相線圈繞組的單相疊板10，該輕量緊湊型電機，一單相疊板10即形成一獨立的單相線圈繞組，制作簡單，特別是制作三相或多相PCB板電機時，只需將三個或多相單相疊板10同軸且于圓周上均勻錯開一角度疊置即可，各單相疊板10上的線圈繞組無全部或部分共用組成PCB板定子的單相疊板，獨立性好，PCB板定子制作簡單、效率高。

本實用新型還提供了一種輕量緊湊型一體機。

圖10至圖12示出了本實用新型輕量緊湊型一體機的第一種實施方式。如圖3至圖12所示，一種輕量緊湊型機電一體機，包括本實用新型輕量緊湊型電機、散熱殼4和端蓋5，所述端蓋5中部設有第一安裝槽51，單側散熱殼4位于與其同側的端蓋5的第一安裝槽51內，所述散熱殼4靠近端蓋5的一側面上沿其圓周設有若干徑向散射分布的第一隔板41，端蓋第一安裝槽51的端面上沿其圓周設有若干進風口52，所述進風口52由若干第二隔板53分隔而成，端蓋第一安裝槽51圓周側壁上設有若干貫通的出風口54，所述散熱殼4可轉動設置、端蓋5固定設置，固定設置的散熱殼4上設有第二安裝槽45，所述電子模塊3位于第二安裝槽45內，所述兩端蓋5固定連接。

如圖11和圖12所示，所述磁鋼轉子2沿可轉動設置的散熱殼4圓周均勻分布并固定。將磁鋼轉子2與起散熱作用的第一隔板41設置于同一安裝結構散熱殼4上，可轉動設置的散熱殼4一方面用于磁鋼轉子2的固定，另一方面使轉動時在其上第一隔板41的作用下可形成徑向風，對同側端蓋5進行散熱，其結構更簡單、緊湊。

如圖11和圖12所示，PCB板定子1為環(huán)形結構，PCB板定子1兩側的散熱殼4為磁性材料，兩散熱殼4間、PCB板定子1內同軸設有一導磁塊6，所述導磁塊6套固于一轉軸7上，導磁塊6上套固有一位于PCB板定子1內的非導磁環(huán)8，所述兩散熱殼4套固于轉軸7上并與導磁塊6接觸，固定于散熱殼4上的磁鋼轉子2為散熱殼4靠近PCB板定子1側的側面向外凸出的凸塊，所述PCB板定子1與端蓋5固定連接。為磁性材料的兩散熱殼4與中間的導磁塊6接觸后形成一磁體，在導磁塊6內外環(huán)邊外漏磁場被轉軸7和非導磁環(huán)8屏蔽后，兩散熱殼4上靠近PCB板定子1側的側面外凸且位置相對應的凸塊間路徑最短，形成磁路，用作磁鋼轉子2，即該種結構下，磁鋼轉子2與散熱殼4為一體結構，避免了小體積散熱殼4上磁鋼轉子2的繁瑣安裝，其結構簡單、牢固。

如圖11和圖12所示，兩加強環(huán)14均位于PCB板定子1徑向內部邊緣處。該設置，使PCB板定子1徑向上的內、外部加強固定，PCB板定子1牢固性更好。

在本發(fā)明的第一種實施例中，主要產熱的電子模塊3置于固定設置的端蓋5的第二安裝槽45內，并將熱量傳導給兩側端蓋5，以增大散熱面；同側可轉動設置的散熱殼4轉動時，在其上第一隔板41的作用下可形成徑向風；同側散熱殼4位于同側端蓋5的第一安裝槽51內，以便散熱殼4產生的徑向風流至端蓋5，實現對同側端蓋5的散熱。具體地，風由端蓋5上的進風口52進，在散熱殼4的作用下，由端蓋5上出風口54出。

圖13至圖15示出了本實用新型輕量緊湊型一體機的第二種實施方式。本實用新型的第二種實施方式與第一種實施方式的區(qū)別是，所述端蓋5可轉動設置、散熱殼4固定設置，固定設置的散熱殼4上設有第二安裝槽45。

如圖14所示，所述磁鋼轉子2沿可轉動設置的端蓋5圓周均勻分布并固定。將磁鋼轉子2與起散熱作用的第二隔板53設置于同一安裝結構端蓋5上，可轉動設置的端蓋5一方面用于磁鋼轉子2的固定，另一方面使轉動時在其上第二隔板53的作用下可形成徑向風，對同側散熱殼4進行散熱，其結構更簡單、緊湊。

如圖14和圖15所示，兩散熱殼4通過軸承軸9與PCB板定子1固定連接，所述兩端蓋5可轉動地固定于軸承軸9上，兩端蓋5上沿其圓周設有用于安裝磁鋼轉子2的安裝孔21，磁鋼轉子2分別位于安裝孔21內，端蓋5側面固定有與其上若干鋼磁鋼轉子2形成的環(huán)形位置相對應的壓環(huán)22。壓環(huán)22用于限制磁鋼轉子2的軸向移動，使磁鋼轉子2固定于端蓋5的安裝孔21內，相比于將磁鋼轉子2焊于或端蓋5上，該設置使磁鋼轉子2可靈活拆裝，進而使電機組裝方便。

如圖14所示，端蓋安裝孔21為內側表面積小外側表面積大的梯形體，所述磁鋼轉子2形狀與安裝孔21形狀相對應。一方面，梯形體的結構使磁鋼轉子2可更方便地安裝于端蓋安裝孔21內，另一方面，梯形體的端蓋安裝孔21本身可限制磁鋼轉子2軸向向內的移動，即端蓋5僅外側面設置一壓環(huán)22即可，而無需兩側面均設置壓環(huán)22，進而使結構更簡單，質量更輕。

如圖14和圖15所示，兩加強環(huán)14均位于PCB板定子1徑向外部邊緣處。該設置，使PCB板定子1徑向上的內、外部加強固定，PCB板定子1牢固性更好。

在本實用新型的第二種實施例中，主要產熱的電子模塊3置于固定設置的散熱殼4的第二安裝槽45內，并將熱量傳導給兩側散熱殼4，帶有第一隔板41的散熱殼4可大大增大散熱面；同側可轉動設置的端蓋5轉動時，在其上第二隔板53的作用下形成徑向風；同側散熱殼4位于同側端蓋5的第一安裝槽51內，以便端蓋5產生的徑向風將散熱殼4上的熱量帶走，實現對同側散熱殼4的散熱。具體地，風由端蓋5上的進風口52進，在端蓋5第二隔板53的作用下，經第一安裝槽51同側散熱殼4后由端蓋5上的出風口54出。

圖16示出了本實用新型輕量緊湊型機電一體機的第三種實施方式。本實用新型的第三種實施方式與第一種實施方式的區(qū)別是，PCB板定子1為若干，若干PCB板定子1同軸設置，每個PCB板定子1的兩側均分別同軸設置有磁鋼轉子2。

在本實用新型的第三種實施例中，多個PCB板定子1與兩側磁鋼轉子2的組合，可增大輕量緊湊型電機的輸出功率，進而使其可滿足各種不同的應用場所。