一种筒式单气隙外转子无铁芯电机制造技术

本发明专利技术涉及一种筒式单气隙外转子无铁芯电机，包括外转子组件和内定子组件，外转子组件包括位于电机壳体内的筒形磁轭和安装于磁轭上的若干永磁体；内定子组件包括电机轴和筒形无铁芯线圈，电机包括真空超导模块，真空超导模块包括绕制筒形无铁芯线圈的空心导线和空心导线连接的聚热包，空心导线和聚热包内灌注有超导液。电机在工作时，线圈通过电流产生的热量直接通过超导液导给聚热包，无铁芯线圈的热量瞬间传递给聚热包,无铁芯线圈的热量只剩下很微小的热量。因而，无铁芯线圈的产生的热量可被迅速降温，散热效率高，本发明专利技术的散热方式能够满足无铁芯线圈的散热需求。

【技术实现步骤摘要】
一种筒式单气隙外转子无铁芯电机
本专利技术涉及电机
，具体地说，是涉及一种筒式单气隙外转子无铁芯电机。
技术介绍
随着世界范围内能源的日益匮乏，能源的有效利用越来越得到重视，而发电机和电动机是当代能源设备发展的重中之重，节能环保是急需解决的关键问题。异步电机、励磁同步电机是目前最通用的电机，他们都是双铁损耗，铜损耗，实际效率只有60-70%，能耗比较高。永磁同步电机比上两款电机效率和节能方面稍好一些，但还是不理想，具有铜损和铁损双损耗，还有很大的永磁磁阻，表面上看来是永磁体与铁芯结构会比较节能，但是定子和转子之间产生的永磁磁阻又将节能电力给损耗掉了，更不用说实现直驱了。无铁芯电机的发展是目前最节能的电机技术,它的结构只有铜损耗。无铁芯电机和以上其他电机相比较效率很高，但是目前应用较少，关键问题是电机的冷却问题无法解决,阻碍着无铁芯电机的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种筒式单气隙外转子无铁芯电机，解决了现有无铁芯电机冷却的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种筒式单气隙外转子无铁芯电机，所述电机包括外转子组件和内定子组件，所述外转子组件包括位于电机壳体内的筒形磁轭和安装于所述磁轭上的若干永磁体；所述内定子组件包括电机轴和筒形无铁芯线圈，所述电机包括真空超导模块，所述真空超导模块包括绕制所述筒形无铁芯线圈的空心导线和所述空心导线连接的聚热包，所述空心导线和聚热包内灌注有超导液。如上所述的筒式单气隙外转子无铁芯电机，所述电机包括安装于所述电机轴上的冷却水道，所述真空超导模块与所述冷却水道进行热交换。如上所述的筒式单气隙外转子无铁芯电机，所述冷却水道为筒形，所述冷却水道内有水流通道，所述冷却水道上连接有与所述水流通道连通的进水管和出水管。如上所述的筒式单气隙外转子无铁芯电机，所述电机轴具有中空腔体，所述冷却水道套装于所述电机轴的外壁上，所述电机轴上开设有通孔，所述进水管和出水管穿过所述通孔后通过所述中空腔体引出。如上所述的筒式单气隙外转子无铁芯电机，所述电机包括导热盘，所述导热盘与所述真空超导模块和冷却水道接触。如上所述的筒式单气隙外转子无铁芯电机，所述电机轴具有中空腔体，所述冷却水道位于所述电机轴的中空腔体内并安装于所述电机轴的内壁上，所述进水管和出水管通过所述中空腔体引出。如上所述的筒式单气隙外转子无铁芯电机，所述电机包括导热盘，所述导热盘与所述真空超导模块和电机轴接触。如上所述的筒式单气隙外转子无铁芯电机，所述冷却水道包括盘形部和筒形部，所述冷却水道内有水流通道，所述冷却水道上连接有与所述水流通道连通的进水管和出水管，所述筒形无铁芯线圈位于所述冷却水道的筒形部上，所述电机轴具有中空腔体，所述冷却水道的盘形部套装于所述电机轴的外壁上，所述电机轴上开设有通孔，所述进水管和出水管穿过所述通孔后通过所述中空腔体引出。如上所述的筒式单气隙外转子无铁芯电机，所述电机包括液冷系统，所述液冷系统包括冷却水道、控制器、温度传感器、冷媒循环泵，冷媒循环管路和散热器；所述冷媒循环管路与所述进水管和出水管相接，所述温度传感器用于检测所述无铁芯线圈的温度并发送至所述控制器，所述控制器用于输出控制信号至所述冷媒循环泵和散热器。如上所述的筒式单气隙外转子无铁芯电机，所述磁轭上设置有若干与所述电机轴同轴的转子导磁环，所述导磁环的轴向上设置有若干导磁条，所述转子导磁环和导磁条形成若干网格，所述永磁体位于所述网格内，且所述永磁体的磁极在同一轴线上相同在周向上交替分布；所述内定子组件包括筒形非铁导磁件，所述筒形非铁导磁件上具有与所述磁轭上的转子导磁环对应的定子导磁环，所述非铁导磁件上设置有若干插条，所述无铁芯线圈绕制在所述插条上，所述定子导磁环将所述无铁芯线圈压装在所述插条内。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术无铁芯电机包括真空超导模块，真空超导模块包括绕制筒形无铁芯线圈的空心导线和与空心导线连通的聚热包，空心导线和聚热包内灌注有超导液，电机在工作时，线圈通过电流产生的热量直接通过超导液导给聚热包，无铁芯线圈的热量瞬间传递给聚热包,无铁芯线圈的热量只剩下很微小的热量。因而，无铁芯线圈的产生的热量可被迅速降温，散热效率高，本专利技术的散热方式能够满足无铁芯线圈的散热需求。本专利技术电机大大缩小了体积,减少了重量,完全无磁阻、效率高、扭矩大、过载力强、体积小、重量轻。本专利技术与现有技术相比省去了100%的锡钢片，省去了30-40%铜材，装配无磁力干扰。在机械应用上，可以省去了齿轮箱结构，完全实现直驱。本专利技术大大简化了机械结构，电机的效率提高到98%以上。可用在航天、船舶、潜艇、工业设备、新能源汽车、风力发电、温差发电等领域。结合附图阅读本专利技术实施方式的详细描述后，本专利技术的其他特点和优点将变得更加清楚。附图说明图1为本专利技术具体实施例1电机的剖视图。图2为本专利技术具体实施例1电机的分解图。图3为本专利技术具体实施例永磁体与磁轭部分的示意图。图4为本专利技术具体实施例线圈与导热盘分解示意图。图5为本专利技术具体实施例线圈与非铁导磁件部分的示意图。图6为本专利技术具体实施例线圈与非铁导磁件、定子导磁环部分的示意图。图7为本专利技术具体实施例1冷却水道的部分剖视图。图8为本专利技术具体实施例真空超导模块部分的示意图。图9为本专利技术具体实施例液冷系统的原理图。图10为本专利技术具体实施例冷却水道内的水流方向示意图。图11为本专利技术具体实施例2电机的剖视图。图12为本专利技术具体实施例2电机的分解图。图13为本专利技术具体实施例2冷却水道的剖视图。图14为本专利技术具体实施例3电机的剖视图。图15为本专利技术具体实施例3冷却水道内的水流方向示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细地描述。实施例1如图1-2所示，本实施例提出了一种筒式单气隙外转子无铁芯电机，本实施例以电机为轮毂电机为例进行说明，电机包括内定子组件和外转子组件。内定子组件包括电机轴101和依次套装于电机轴101上的筒形冷却水道102、筒形非铁导磁件103和筒形无铁芯线圈104。外转子组件包括电机壳体201、位于电机壳体201两端的端盖8、位于电机壳体201内的筒形磁轭202和安装于磁轭202上的若干永磁体203。电机壳体201与端盖8固定连接，端盖8和电机轴101之间通过轴承3连接，电机壳体201和电机轴101之间通过轴承3实现相对转动。电机壳体201、筒形磁轭202和永磁体203同步绕电机轴101转动，也即永磁体203绕无铁芯线圈104转动时，无铁芯线圈104做切割磁感线运动产生电流，此时，电机为发电机。当无铁芯线圈104通电时，无铁芯线圈104产生的电磁场与永磁体203发生相互作用力，驱动电机轴101与电机壳体201发生相对转动，此时，电机为电动机。电机包括旋转变压器9，旋转变压器9的转轴固定连接在端盖8上，用于检测转子组件和定子组件相对应的角度。电机壳体201为金属材质，有屏蔽磁场的作用，防止磁场外漏。本实施例的电机轴101安装于汽车悬挂系统上，电机壳体201安装于汽车轮毂上41上，轮毂41上安装有轮胎42。电机包括刹车装置10和安装连接板11，电机通过安装连接板11安装至汽车悬挂系统上。为了实现电机的冷却，本实施例的电机包括真空超导模块，如图8所示，真空超导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种筒式单气隙外转子无铁芯电机，其特征在于，所述电机包括外转子组件和内定子组件，所述外转子组件包括位于电机壳体内的筒形磁轭和安装于所述磁轭上的若干永磁体；所述内定子组件包括电机轴和筒形无铁芯线圈，所述电机包括真空超导模块，所述真空超导模块包括绕制所述筒形无铁芯线圈的空心导线和所述空心导线连接的聚热包，所述空心导线和聚热包内灌注有超导液。

【技术特征摘要】
1.一种筒式单气隙外转子无铁芯电机，其特征在于，所述电机包括外转子组件和内定子组件，所述外转子组件包括位于电机壳体内的筒形磁轭和安装于所述磁轭上的若干永磁体；所述内定子组件包括电机轴和筒形无铁芯线圈，所述电机包括真空超导模块，所述真空超导模块包括绕制所述筒形无铁芯线圈的空心导线和所述空心导线连接的聚热包，所述空心导线和聚热包内灌注有超导液。2.根据权利要求1所述的筒式单气隙外转子无铁芯电机，其特征在于，所述电机包括安装于所述电机轴上的冷却水道，所述真空超导模块与所述冷却水道进行热交换。3.根据权利要求2所述的筒式单气隙外转子无铁芯电机，其特征在于，所述冷却水道为筒形，所述冷却水道内有水流通道，所述冷却水道上连接有与所述水流通道连通的进水管和出水管。4.根据权利要求3所述的筒式单气隙外转子无铁芯电机，其特征在于，所述电机轴具有中空腔体，所述冷却水道套装于所述电机轴的外壁上，所述电机轴上开设有通孔，所述进水管和出水管穿过所述通孔后通过所述中空腔体引出。5.根据权利要求4所述的筒式单气隙外转子无铁芯电机，其特征在于，所述电机包括导热盘，所述导热盘与所述真空超导模块和冷却水道接触。6.根据权利要求3所述的筒式单气隙外转子无铁芯电机，其特征在于，所述电机轴具有中空腔体，所述冷却水道位于所述电机轴的中空腔体内并安装于所述电机轴的内壁上，所述进水管和出水管通过所述中空腔体引出。7.根据权利要求6所述的筒式单气隙外转子无铁芯电机，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜春辉，姜志敏，姜志深，
申请(专利权)人：姜春辉，姜志敏，姜志深，
类型：发明
国别省市：山东,37