盘式电机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种盘式电机，包括第一端盖、第二端盖、定子组件、两件转子组件、转轴、前轴承和后轴承;定子组件包括定子机壳、N个定子绕组部件、定子第一端板、定子第二端板和定子内圈；定子第一端板和定子第二端板前后固定在定子机壳的内腔内，N个定子绕组部件均匀排成一圈地位于定子第一端板和定子第二端板之间；前轴承和后轴承分别位于定子内圈的前轴承室和后轴承室内；转轴的中轴部设置在前轴承的内孔和后轴承的内孔内；两件转子组件镜像地分别固定在转轴的前轴部和后轴部上;第一端盖和第二端盖分别固定在定子机壳的两端。本实用新型专利技术盘式电机具有各种损耗小、散热效果好、温升低、效率高、功率密度大和材料利用率高等优点。

【技术实现步骤摘要】
盘式电机
本技术涉及盘式电机,特别是涉及盘式电机的定子组件和/或转子组件,尤其涉及以电枢绕组为特征和和/或以磁性材料为特征的定子组件和/或转子组件。
技术介绍
盘式电机是1821年由法拉第技术,100多年来,由于材料和工艺水平的限制,始终未能得到进一步发展。上世纪四五十年代,盘式电机重新受到重视,被应用在计算机硬盘和微型磁带录音机等产品上。盘式电机与传统径向磁路电机相比较具有轴向尺寸短、运动部件少和电机效率高等优点,特别适合于电机轴向安装尺寸有严格限制的场合。传统永磁电机采用径向磁极结构，它将绕组按一定的规律嵌放在铁芯叠片中，但这种电机轴向尺寸长,不适合在薄型的空间内安装。为此，以压缩轴向尺寸为目标，改变传统电机径向磁路为轴向磁路结构的盘式电机越来越受到人们重视。随着盘式电机技术的一步步发展,人们发现,盘式电机的利用率一直做得不是很理想。现有技术盘式电机包括至少一套转子组件和电机轴;每套转子组件又都包括圆盘形的转子框架和偶数块永磁体;所述转子框架上均匀间隔地设有与所述永磁体适配的、同等数量的通孔,以及其上设有中央通孔;借助所述中央通孔,所述转子框架轴向固定在所述电机轴上;各该永磁体固定在所述转子框架的各通孔内,N、S极交替排列;转子框架的每个通孔中的永磁体为一整块,在永磁体同等体积的情况下,其气隙磁通密度相对较低,磁通利用率低,一整块厚度较厚的永磁体生产时成本也比较高。大家知道传统电机定子把转子包在里面,散热效果不是很好,虽然盘式电机在结构上作了一些改进,散热效果有所改善,但是在相同体积下盘式电机的定子齿数一般比传统电机的齿数多,也就意味着铁损多,效率低,散热效果还需要有所提升。在电机的损耗中，铁损占据了相当大的比例，这些损耗都以发热形式耗散了,不可再生能源，同时提高了电机温升，降低电机效率。减少电机铁损是电机设计一大课题，采用导磁率高，电阻大，涡流损耗小的新材料和新方法取代硅钢片直接冲压而成的定子铁芯和/或转子铁芯是电机研发的一个方向。硅钢片直接冲压而成的定子铁芯和/或转子铁芯在导磁率、电阻、涡流损耗和高频特性等方面的固有缺点使我们无法用其制造出更高效率的盘式电机。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种盘式电机,不仅具有轴向尺寸短的优点,而且还具有各种损耗小、散热效果好、温升低、效率高、功率密度大和材料利用率高等优点,结构也独特和牢靠，是一种高效节能的电机。本技术解决所述技术问题采用的技术方案是：本技术提供一种盘式电机，包括设有第九中心通孔的第一端盖、设有第八中心通孔的第二端盖、定子组件、转子组件、转轴、前轴承和后轴承;所述转子组件有两件；所述定子组件包括中空的定子机壳、N个定子绕组部件、设有第一中心通孔的定子第一端板、设有第二中心通孔的定子第二端板和中空的定子内圈；每一个定子绕组部件又都包括由软磁材料形成的粉末压铸而成的定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯形状为工字型结构，包括两头扇形的第一挡板和第二挡板，以及中间的芯轴，所述芯轴将所述第一挡板和第二挡板联接在一起，所述第一挡板、芯轴和第二挡板形成一圈开放式的容腔，所述定子绕组绝缘地缠绕在所述芯轴上并位于所述容腔内；所述定子第一端板上均匀地设有一圈N个与所述第一挡板相适配的第一通孔，所述定子第二端板上均匀地设有一圈N个与所述第二挡板相适配的第二通孔；所述定子内圈的内腔依次设有相互连通的前轴承室、第三中心通孔和后轴承室；所述定子第一端板和定子第二端板前后固定在所述定子机壳的内腔内，N个定子绕组部件均匀排成一圈地位于所述定子第一端板和定子第二端板之间，并且每一个定子绕组部件的第一挡板和第二挡板分别卡在对应的所述定子第一端板之第一通孔和定子第二端板之第二通孔内，N个定子绕组部件的外端部与所述定子机壳的内腔都有径向空隙，所述定子内圈固定在所述定子第一端板和定子第二端板之间，并且所述定子内圈的前轴承室与所述定子第一端板的第一中心通孔相连通,所述定子内圈的后轴承室与所述定子第二端板的第二中心通孔相连通；其中N≥3m，m为正整数；所述前轴承和后轴承分别位于所述定子内圈的前轴承室和后轴承室内；所述转轴为台阶轴，依次包括前轴部、中轴部和后轴部，所述中轴部的外径比所述前轴部和后轴部的外径都大，所述转轴的中轴部设置在所述前轴承的内孔和后轴承的内孔内；两件所述转子组件镜像地分别固定在所述转轴的前轴部和后轴部上，并且两件所述转子组件分别平行地靠近所述定子绕组部件的第一挡板和第二挡板而与之形成各自的轴向气隙;所述第一端盖和第二端盖分别固定在所述定子机壳的两端，将所述定子组件和转子组件封闭在所述定子机壳的内腔内。所述定子铁芯全部外表面都喷涂有防腐蚀、防生锈和防绝缘的绝缘漆。所述定子组件还包括环形的循环冷却管，该循环冷却管设置在所述定子组件的径向空隙内，其两端的进水管头和出水管头分别与所述定子机壳上的进水管和出水管相接通。所述定子组件装配好后，用胶粘剂对所述定子组件进行整体灌胶,使所述定子组件之各零部件牢牢地粘成一体。所述转子组件包括用不导磁的铝材料制作的圆盘形的转子法兰、偶数块永磁体和用工程塑料制作的圆盘形的转子框架,以及与永磁体同等数量的、由软磁材料形成的粉末压铸而成的转子小铁芯，所述转子小铁芯形状为上大下小的扇形结构，包括上部的外圆弧面和下部的内圆弧面，以及将所述外圆弧面和内圆弧面联接的左侧面和右侧面，所述外圆弧面的弧长比内圆弧面的弧长要大;所述转子法兰中间和外围分别设有向同一个方向伸出的中间凸块和一圈外围凸圈，中间凸块上设有第七中心通孔，所述中间凸块与外围凸圈之间形成一个容纳所述转子小铁芯、永磁体和转子框架的容腔；所述转子框架上均匀间隔地设有与所述永磁体同等数量的通孔和第六中心通孔,各该永磁体均匀间隔地固定在所述转子框架的各通孔内,N、S极交替排列，转子框架及其上的永磁体一起固定在所述转子法兰的容腔内，各该转子小铁芯沿着一圈无缝拼接成一个圆环后一起设置在所述转子法兰之容腔的底面与各该永磁体之间。每一块所述永磁体都包括第一块永磁体单元至第K块永磁体单元,各该第一块永磁体单元至第K块永磁体单元一起径向固定在所述转子框架的每一个通孔345内,其中2≤K≤7,K为整数。同现有技术相比较，本技术盘式电机之有益效果在于：一、本技术定子铁芯用软磁材料制成的粉末通过定子模具压制成型，使得磁场能在各个维度方向运动，同时极大地降低了零件的铁损耗，提高了电机效率；二、本技术采用N个独立的定子绕组部件，不但便于定子铁芯的制造,而且绕线也方便，同时降低了铁损耗和铜损耗，散热性能也好，提升了电机的整体效率，装配也方便和也节约工时；三、本技术定子绕组直接缠绕在定子铁芯上，极大地减少了端部无效铜的用量，降低了铜损耗，提高了绕线的槽满率，同时散热性能好，也提升了电机的整体效率；四、本技术采用定子机壳、N个定子绕组部件、定子第一端板、定子第二端板和定子内圈装配在一起形成定子组件，结构独特和牢靠；五、将固定转轴的前轴承和后轴承都安装在定子内圈内,充分利用了定子机壳的厚度,使该盘式电机的轴向尺寸更短；六、将转轴设计成台阶轴,直接将两件转子组件固定在台阶轴的两端面上,使该盘式电机的所用部件更少，轴向尺寸更短；七、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盘式电机，包括设有第九中心通孔（11）的第一端盖(10)、设有第八中心通孔（41）的第二端盖(40)、定子组件(20)、转子组件(30)、转轴(50)、前轴承(68)和后轴承(69);其特征在于：所述转子组件(30)有两件；所述定子组件(20)包括中空的定子机壳(21)、N个定子绕组部件(22)、设有第一中心通孔（231）的定子第一端板(23)、设有第二中心通孔（241）的定子第二端板(24)和中空的定子内圈（25）；每一个定子绕组部件(22)又都包括由软磁材料形成的粉末压铸而成的定子铁芯(221)和定子绕组（222），所述定子铁芯（221）形状为工字型结构，包括两头扇形的第一挡板（2211）和第二挡板（2212），以及中间的芯轴（2213），所述芯轴（2213）将所述第一挡板（2211）和第二挡板（2212）联接在一起，所述第一挡板（2211）、芯轴（2213）和第二挡板（2212）形成一圈开放式的容腔（2214），所述定子绕组（222）绝缘地缠绕在所述芯轴（2213）上并位于所述容腔（2214）内；所述定子第一端板(23)上均匀地设有一圈N个与所述第一挡板（2211）相适配的第一通孔（232），所述定子第二端板(24) 上均匀地设有一圈N个与所述第二挡板（2212）相适配的第二通孔（242）；所述定子内圈（25）的内腔依次设有相互连通的前轴承室(251)、第三中心通孔（252）和后轴承室(253)；所述定子第一端板(23)和定子第二端板(24)前后固定在所述定子机壳(21)的内腔内，N个定子绕组部件(22)均匀排成一圈地位于所述定子第一端板(23)和定子第二端板(24)之间，并且每一个定子绕组部件(22)的第一挡板（2211）和第二挡板（2212）分别卡在对应的所述定子第一端板(23)之第一通孔（232）和定子第二端板(24)之第二通孔（242）内，N个定子绕组部件(22)的外端部与所述定子机壳(21)的内腔都有径向空隙（29），所述定子内圈（25）固定在所述定子第一端板(23)和定子第二端板(24)之间，并且所述定子内圈（25）的前轴承室(251)与所述定子第一端板(23)的第一中心通孔（231）相连通, 所述定子内圈（25）的后轴承室(253)与所述定子第二端板(24)的第二中心通孔（241）相连通；其中N≥3m，m为正整数；所述前轴承(68)和后轴承(69)分别位于所述定子内圈（25）的前轴承室(251)和后轴承室(253)内；所述转轴(50)为台阶轴，依次包括前轴部（51）、中轴部（52）和后轴部（53），所述中轴部（52）的外径比所述前轴部（51）和后轴部（53）的外径都大，所述转轴(50)的中轴部（52）设置在所述前轴承(68)的内孔和后轴承(69)的内孔内；两件所述转子组件(30)镜像地分别固定在所述转轴(50)的前轴部（51）和后轴部（53）上，并且两件所述转子组件(30)分别平行地靠近所述定子绕组部件(22)的第一挡板（2211）和第二挡板（2212）而与之形成各自的轴向气隙(98);所述第一端盖(10)和第二端盖(40)分别固定在所述定子机壳(21)的两端，将所述定子组件(20)和转子组件(30)封闭在所述定子机壳(21)的内腔内。...

【技术特征摘要】
1.一种盘式电机，包括设有第九中心通孔（11）的第一端盖(10)、设有第八中心通孔（41）的第二端盖(40)、定子组件(20)、转子组件(30)、转轴(50)、前轴承(68)和后轴承(69);其特征在于：所述转子组件(30)有两件；所述定子组件(20)包括中空的定子机壳(21)、N个定子绕组部件(22)、设有第一中心通孔（231）的定子第一端板(23)、设有第二中心通孔（241）的定子第二端板(24)和中空的定子内圈（25）；每一个定子绕组部件(22)又都包括由软磁材料形成的粉末压铸而成的定子铁芯(221)和定子绕组（222），所述定子铁芯（221）形状为工字型结构，包括两头扇形的第一挡板（2211）和第二挡板（2212），以及中间的芯轴（2213），所述芯轴（2213）将所述第一挡板（2211）和第二挡板（2212）联接在一起，所述第一挡板（2211）、芯轴（2213）和第二挡板（2212）形成一圈开放式的容腔（2214），所述定子绕组（222）绝缘地缠绕在所述芯轴（2213）上并位于所述容腔（2214）内；所述定子第一端板(23)上均匀地设有一圈N个与所述第一挡板（2211）相适配的第一通孔（232），所述定子第二端板(24)上均匀地设有一圈N个与所述第二挡板（2212）相适配的第二通孔（242）；所述定子内圈（25）的内腔依次设有相互连通的前轴承室(251)、第三中心通孔（252）和后轴承室(253)；所述定子第一端板(23)和定子第二端板(24)前后固定在所述定子机壳(21)的内腔内，N个定子绕组部件(22)均匀排成一圈地位于所述定子第一端板(23)和定子第二端板(24)之间，并且每一个定子绕组部件(22)的第一挡板（2211）和第二挡板（2212）分别卡在对应的所述定子第一端板(23)之第一通孔（232）和定子第二端板(24)之第二通孔（242）内，N个定子绕组部件(22)的外端部与所述定子机壳(21)的内腔都有径向空隙（29），所述定子内圈（25）固定在所述定子第一端板(23)和定子第二端板(24)之间，并且所述定子内圈（25）的前轴承室(251)与所述定子第一端板(23)的第一中心通孔（231）相连通,所述定子内圈（25）的后轴承室(253)与所述定子第二端板(24)的第二中心通孔（241）相连通；其中N≥3m，m为正整数；所述前轴承(68)和后轴承(69)分别位于所述定子内圈（25）的前轴承室(251)和后轴承室(253)内；所述转轴(50)为台阶轴，依次包括前轴部（51）、中轴部（52）和后轴部（53），所述中轴部（52）的外径比所述前轴部（51）和后轴部（53）的外径都大，所述转轴(50)的中轴部（52）设置在所述前轴承(68)的内孔和后轴承(69)的内孔内；两件所述转子组件(30)镜像地分别固定在所述转轴(50)的前轴部（51）和后轴部（53）上，并且两件所述转子组件(30)分别平行地靠近所述定子绕组部件(22)的第一挡板（2211）和第二挡板（2212）而与之形成各自的轴向气隙(98);所述第一端盖(10)和第二端盖(40)分别固定在所述定子机壳(21)的两端，将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄爱军，余创，朱明中，
申请(专利权)人：深圳市乐丰科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44