無骨架定子結構及具有無骨架定子結構的斯特林電機的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及無骨架定子結構及具有該無骨架定子結構的斯特林電機，無骨架定子結構包括上定子、下定子以及由電線繞成的線圈，上定子和下定子內均開設有環形槽，上定子和下定子的中心處開設有供轉子放置的圓孔，線圈位于環形槽內，其特征在于，上定子和下定子由軟磁性復合材料加工形成，電線的截面為矩形，上定子、下定子和線圈之間通過粘結方式固定。線圈、上定子和下定子之間粘結固定，降低了線圈中的磁力損失，使線圈產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，提高環形槽和定子結構的空間利用率，相對圓形截面，電線的矩形截面可以擴大電線的截面積，由此降低電線中的直流阻抗。
【專利說明】
無骨架定子結構及具有無骨架定子結構的斯特林電機
技術領域
[0001]本實用新型涉及斯特林電機領域，尤其涉及一種無骨架定子結構及具有無骨架定子結構的斯特林電機。
【背景技術】
[0002]當前，電機和變壓器等機器中電磁線圈的芯，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生的渦旋電流造成的損失和發熱現象。但是，采用疊層電磁鋼板的薄板結構不僅會導致磁力線方向被限定在薄板的方向，而且也會導致出現零部件過多、零部件形狀過于受限等問題。
[0003]另外，在現有的電磁線圈中，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定子所形成的槽內。然而，由于電線的截面為圓形，當電線被限制在定子的槽內時，這些電線之間的重疊部分必然會形成無數的間隙，形成的這些間隙勢必降低定子結構的空間利用率；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，從而也會在一定程度上造成磁力損失。再者，由于線圈骨架占據了定子結構中的部分空間，從而造成定子結構的空間利用率降低，同時線圈骨架也妨礙了線圈所產生熱量的散發。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的首要技術問題是針對上述現有技術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，又可以提高定子結構空間利用率的無骨架定子結構。
[0005]本實用新型所要解決的進一步技術問題是提供一種具有上述無骨架定子結構的斯特林電機。
[0006]本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為:無骨架定子結構，包括上定子、下定子以及由電線繞成的線圈，上定子和下定子內均開設有環形槽，上定子和下定子的中心處開設有供轉子放置的圓孔，線圈位于環形槽內，其特征在于，上定子和下定子由軟磁性復合材料加工形成，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，提高環形槽的空間利用率，可選擇地，所述電線的截面為長方形或者正方形。由于電線截面采用長方形或正方形的任一種矩形形成，當兩電線之間緊鄰接觸時，兩者之間在理論上可以實現全接觸，增大接觸面積，有效避免產生間隙空間。另外，相對于圓形的截面，電線采用長方形或正方形的矩形截面方式可以擴大電線的截面積，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]為了避免傳統線圈骨架對磁力線穿透效果的妨礙，降低線圈中的磁力損失，并使線圈產生的熱量容易得到良好的散熱效果，作為改進，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。作為進一步地改進，所述上定子、下定子和線圈之間通過膠水實現粘結固定。
[0009]為了在上定子和下定子之間放置線圈的需要，所述的環形槽的形狀為U形。其中，上定子和下定子兩者呈相互對稱分布。
[0010]進一步地，所述上定子和下定子由軟磁性復合材料一體成型加工形成，這樣可以提高零部件精度、簡化裝配復雜度并降低成本。
[0011 ]進一步地，本實用新型提供的斯特林電機，包括轉子和成型磁環，其特征在于，還包括上述的無骨架定子結構，轉子位于上定子和下定子所開設的圓孔內。
[0012]與現有技術相比，本實用新型的優點在于:在定子結構中，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現粘結固定，避免了使用傳統的線圈骨架，從而降低了線圈中的磁力損失，并使線圈產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，提高環形槽以及定子結構的空間利用率，并且相對圓形的截面，電線采用矩形截面方式可以擴大電線的截面積，由此降低電線中的直流阻抗。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型實施例中無骨架定子結構的主視剖面結構示意圖；
[0014]圖2為本實用新型實施例中無骨架定子結構的主視結構示意圖；
[0015]圖3為本實用新型實施例中上定子和下定子所形成定子的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0017]如圖1?圖3所示，本實施例中的無骨架定子結構，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內均開設有環形槽13，上定子11和下定子12的中心處開設有供轉子放置的圓孔14，線圈位于環形槽13內，上定子11和下定子12由軟磁性復合材料加工形成，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方式固定。其中，上定子11和下定子12可以選擇由軟磁性復合材料一體成型加工而成，這樣可以提高零部件精度、簡化裝配復雜度并降低成本。
[0018]軟磁性復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。因為是粉狀材料，廢棄的部分少，材料成品率在理論上為100%，沒有浪費，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工序，從而可以大大減少工序。
[0019]為了避免傳統線圈骨架對磁力線穿透效果的妨礙，降低線圈中的磁力損失，并使線圈產生的熱量容易得到良好的散熱效果，作為改進，本實施例中的線圈采用截面為矩形的自粘性電線繞成，此時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定子結構的空間以及線圈骨架對磁力線穿透效果的妨礙。另外，作為進一步地改進，本實施例中的上定子11、下定子12和線圈之間通過膠水實現粘結固定。由于線圈采用這樣的結構設置，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，提高環形槽的空間利用率，本實施例中電線2的截面為長方形或者正方形。由于電線截面采用長方形或正方形的任一種矩形形成，當兩電線之間緊鄰接觸時，兩者之間在理論上可以實現全接觸，增大接觸面積，有效避免產生間隙空間。另外，相對于圓形的截面，電線2采用長方形或正方形的矩形截面方式可以擴大電線的截面積，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12兩者呈相互對稱分布。
[0022]本實施例還提供一種斯特林電機，包括轉子、成型磁環以及上述的無骨架定子結構，轉子位于上定子11和下定子12所開設的圓孔14內。
【主權項】
1.無骨架定子結構，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)內均開設有環形槽(13)，上定子(11)和下定子(12)的中心處開設有供轉子放置的圓孔(14)，線圈位于環形槽(13)內，其特征在于，上定子(11)和下定子(12)由軟磁性復合材料加工形成，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方式固定。2.根據權利要求1所述的無骨架定子結構，其特征在于，所述電線(2)的截面為長方形或者正方形。3.根據權利要求1所述的無骨架定子結構，其特征在于，所述電線(2)采用截面為矩形的自粘性電線。4.根據權利要求3所述的無骨架定子結構，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現粘結固定。5.根據權利要求1至4中任一項所述的無骨架定子結構，其特征在于，所述環形槽(13)的形狀為U形。6.根據權利要求1至4中任一項所述的無骨架定子結構，其特征在于，所述上定子(11)和下定子(12)呈相互對稱分布。7.根據權利要求1至4中任一項所述的無骨架定子結構，其特征在于，所述上定子(11)和下定子(12)由軟磁性復合材料一體成型加工形成。8.斯特林電機，包括轉子和成型磁環，其特征在于，還包括權利要求1所述的無骨架定子結構，轉子位于上定子(11)和下定子(12)所開設的圓孔(14)內。
【文檔編號】H02K3/46GK205657514SQ201620449975
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年5月17日 公開號201620449975.7, CN 201620449975, CN 205657514 U, CN 205657514U, CN-U-205657514, CN201620449975, CN201620449975.7, CN205657514 U, CN205657514U
【發明人】王榮
【申請人】寧波榮捷特機械制造有限公司