横向磁通外转子电机制造技术

本发明专利技术公开了一种横向磁通外转子电机，属于电机领域。其包括外转子总成和定子总成。定子总成包括定子轴和多相定子模块，每相定子模块包括两个定子齿板和一个定子轭环，两个定子齿板之间设置有以轴向为中心绕制的线圈。外转子总成包括转子轭环，转子轭环的内表面上设置有沿轴向分布的多排磁钢，磁钢的排数与定子模块的相数相同，磁钢的充磁方向为径向，每一排的磁钢数量为一个定子齿板上的定子齿数量的2倍，每一排内相邻的两个磁钢的磁场方向相反，相邻排的两个磁钢的磁场方向相同。本发明专利技术通过硅钢片定子齿板与SMC定子轭环结合的形式实现了三维磁路结构，制作难度低，工时、成本低，线圈绕线方便，可以做成较多的极数，减少电机的转矩脉动。转矩脉动。转矩脉动。

【技术实现步骤摘要】
横向磁通外转子电机


[0001]本专利技术涉及电机领域，特别是指一种横向磁通外转子电机。

技术介绍

[0002]横向磁通电机与传统结构的径向磁通电机和轴向磁通电机均不同，横向磁通电机内部的磁力线呈三维分布，具有较高的转矩密度。外转子横向磁通电机是横向磁通电机的一种结构形式，一般用于电动车的轮毂电机。
[0003]传统的轮毂电机一般为外转子径向磁通电机，其转子制作方便，但是定子的绕线存在较大困难。外转子径向磁通电机的每相在圆周方向有多个槽，绕线圈时每个槽单独嵌线，这样的绕线方式较为复杂，尤其是在电机极数较多时，绕线难度会大大增加。如定子三相绕组沿圆周方向排列的电动车用轮毂电机，定子采用较多的槽结构与转子配合，槽数的增加会造成定子绕线的复杂度急剧上升，装配线圈工时较长，机械设备昂贵，因此传统的外转子径向磁通电机极数不能做的很多。
[0004]由于横向磁通电机的磁路为三维结构，而传统的定子结构一般是通过硅钢片叠压而成，硅钢片为二维磁路材料，通过二维磁路材料制作三维磁路结构很难实现。
[0005]现有技术中一般采用分块定子的形式实现三维磁路，例如中国专利文献CN209692560U中提到的定子采用分块结构，模块的定位和组装后的平面度都是难题，其对装配要求较高，制作难度大，工时、成本都会增加，想做成较多的极数难度很大。
[0006]并且由于在径向方向上，越靠近圆心处的空间越小，越远离圆心处的空间越大，而为了实现硅钢片叠压后的三维磁路，硅钢片的叠压必须沿着圆周方向进行，这就导致径向上靠内的空间被占满后靠外的位置还具有空隙，导致电机内的空间利用率不高，磁通路径较窄，磁路容易饱和，电机的负载能力较低。
[0007]也有的定子全部采用硅钢片叠压而成，用纯粹的二维磁路材料制作成三维磁路电机，其制作过程复杂，对零部件的配合精度要求较高，增加了加工难度，在气隙较小时电机运行容易造成气隙不均匀，甚至是扫膛事故。并且为保证三维磁路的实现，其定子轭部采用硅钢片沿圆周方向拼接的方法。这种方法制作的电机定子轭结构复杂，制造难度大，空间浪费，很难做到线圈两侧定子齿上的磁通和轭部完美衔接，磁通路径较窄，磁路很容易饱和，导致定子磁通降低，电机的负载能力会受到影响，电机的出力受到限制。

技术实现思路

[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种横向磁通外转子电机，本专利技术通过硅钢片定子齿板与SMC定子轭环结合的形式实现了三维磁路结构，制作难度低，工时、成本低，线圈绕线方便，可以做成较多的极数，减少了电机的转矩脉动。
[0009]本专利技术提供技术方案如下：
[0010]一种横向磁通外转子电机，包括外转子总成和设置在所述外转子总成内部的定子总成，其中：
[0011]所述定子总成包括定子轴和固定在所述定子轴上的多相定子模块，每相定子模块包括两个由硅钢片沿轴向叠压而成的圆环形定子齿板和一个由软磁复合材料制成的定子轭环；
[0012]所述定子齿板的外周上设置有若干个定子齿，同一相定子模块的两个定子齿板相差180
°
电角度，所述定子轭环位于同一相定子模块的两个定子齿板的内圆中并与两个定子齿板固定连接，同一相定子模块的两个定子齿板之间设置有以轴向为中心绕制的线圈；
[0013]所述外转子总成包括由导磁材料制成的转子轭环，所述转子轭环的内表面上设置有沿轴向分布的多排磁钢，所述磁钢的排数与定子模块的相数相同，所述磁钢的充磁方向为径向；
[0014]每一排的磁钢数量为一个定子齿板上的定子齿数量的2倍，每一排的多个磁钢沿周向均匀分布，并且相邻排相邻的两个磁钢在周向上的位置相同，每一排内相邻的两个磁钢的磁场方向相反，相邻排相同位置的两个磁钢的磁场方向相同。
[0015]进一步的，所述多相定子模块的两侧分别设置有第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和第二侧板上均开设有第一组螺栓孔，所述定子齿板与定子轭环的接触面处开设有第二组螺栓孔，第一组螺栓穿过所述第一组螺栓孔和第二组螺栓孔将所述第一侧板、第二侧板和多相定子模块固定在一起，所述第一侧板和第二侧板与所述定子轴固定在一起；
[0016]所述第二组螺栓孔中的每个孔均包括位于定子齿板上的第一半孔和位于定子轭环上的第二半孔，所述第一半孔的圆心角大于180
°
，所述第二半孔的圆心角小于180
°
。
[0017]进一步的，所述第一侧板和第二侧板的形状对称，所述第一侧板和第二侧板上均开设有第三组螺栓孔，所述定子轴上设置有多块凸起结构，所述凸起结构的外表面与所述定子轭环的内圆接触，所述凸起结构的两个侧面上开设有第四组螺栓孔，第二组螺栓穿过所述第三组螺栓孔和第四组螺栓孔将所述第一侧板和第二侧板分别与所述凸起结构的两个侧面固定连接；
[0018]所述第一侧板和第二侧板的一侧压在所述定子齿板上，另一侧上开设有减重凹槽，所述第一侧板和第二侧板的内圆上设置有向内的凸块，所述第三组螺栓孔开设在所述凸块上；所述定子轴为空心轴，所述定子轴上开设有出线孔。
[0019]进一步的，所述第一侧板与定子轴为一体结构，所述定子轴的外表面与所述定子轭环的内圆接触；所述第二侧板的一侧压在所述定子齿板上，另一侧上开设有减重凹槽，所述第二侧板的内圆上设置有向内的定位块，所述定子轴上开设有定位凹槽；所述定子轴为空心轴，所述定子轴上开设有出线槽。
[0020]进一步的，所述第一侧板和第二侧板的中间部分向所述定子轴的中间部分凹陷，所述第一侧板通过第三组螺栓固定在所述定子轴上，所述第二侧板通过轴套固定在所述定子轴上，所述定子轴的外表面与所述定子轭环的内圆之间具有间隔空间；
[0021]所述第一侧板在凹陷处开设有第五组螺栓孔，所述定子轴上设置有多块凸起的片状结构，所述片状结构上开设有第六组螺栓孔，所述第三组螺栓穿过所述第五组螺栓孔和第六组螺栓孔将所述第一侧板固定在所述定子轴上；
[0022]所述轴套焊接在所述第二侧板的内圆上，所述轴套与所述定子轴通过键连接的方式固定；所述定子轴为空心轴，所述定子轴上开设有出线孔。
[0023]进一步的，所述定子轴的两侧上设置有轴承安装位，所述轴承安装位上安装有轴
承；所述定子轴的两端上开设有定位平面或定位键槽，所述定子轴的两端上位于定位平面之外的圆弧上设置有螺纹。
[0024]进一步的，所述定子轭环的外表面上设置有环形台阶凸起，所述定子轭环的外表面上开设有定位槽，所述定子齿板的内圆上设置有向内的定位凸起。
[0025]进一步的，相邻两相定子模块之间通过垫片间隔开，所述定子齿板上位于所述第一半孔处设置有垫片定位槽，所述定子轭环上位于所述第二半孔处设置有垫片安装槽，所述垫片包括垫片本体和与垫片本体垂直的定位板，所述垫片本体设置在所述垫片安装槽内，所述定位板设置在所述垫片定位槽内。
[0026]进一步的，所述转子轭环外表面上位于相邻的两排磁钢之间的位置开设有凹槽，所述转子轭环内表面上位于相邻的两排磁钢之间设置有由非导磁材料制成的间隔垫圈；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种横向磁通外转子电机，其特征在于，包括外转子总成和设置在所述外转子总成内部的定子总成，其中：所述定子总成包括定子轴和固定在所述定子轴上的多相定子模块，每相定子模块包括两个由硅钢片沿轴向叠压而成的圆环形定子齿板和一个由软磁复合材料制成的定子轭环；所述定子齿板的外周上设置有若干个定子齿，同一相定子模块的两个定子齿板相差180
°
电角度，所述定子轭环位于同一相定子模块的两个定子齿板的内圆中并与两个定子齿板固定连接，同一相定子模块的两个定子齿板之间设置有以轴向为中心绕制的线圈；所述外转子总成包括由导磁材料制成的转子轭环，所述转子轭环的内表面上设置有沿轴向分布的多排磁钢，所述磁钢的排数与定子模块的相数相同，所述磁钢的充磁方向为径向；每一排的磁钢数量为一个定子齿板上的定子齿数量的2倍，每一排的多个磁钢沿周向均匀分布，并且相邻排相邻的两个磁钢在周向上的位置相同，每一排内相邻的两个磁钢的磁场方向相反，相邻排相同位置的两个磁钢的磁场方向相同。2.根据权利要求1所述的横向磁通外转子电机，其特征在于，所述多相定子模块的两侧分别设置有第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和第二侧板上均开设有第一组螺栓孔，所述定子齿板与定子轭环的接触面处开设有第二组螺栓孔，第一组螺栓穿过所述第一组螺栓孔和第二组螺栓孔将所述第一侧板、第二侧板和多相定子模块固定在一起，所述第一侧板和第二侧板与所述定子轴固定在一起；所述第二组螺栓孔中的每个孔均包括位于定子齿板上的第一半孔和位于定子轭环上的第二半孔，所述第一半孔的圆心角大于180
°
，所述第二半孔的圆心角小于180
°
。3.根据权利要求2所述的横向磁通外转子电机，其特征在于，所述第一侧板和第二侧板的形状对称，所述第一侧板和第二侧板上均开设有第三组螺栓孔，所述定子轴上设置有多块凸起结构，所述凸起结构的外表面与所述定子轭环的内圆接触，所述凸起结构的两个侧面上开设有第四组螺栓孔，第二组螺栓穿过所述第三组螺栓孔和第四组螺栓孔将所述第一侧板和第二侧板分别与所述凸起结构的两个侧面固定连接；所述第一侧板和第二侧板的一侧压在所述定子齿板上，另一侧上开设有减重凹槽，所述第一侧板和第二侧板的内圆上设置有向内的凸块，所述第三组螺栓孔开设在所述凸块上；所述定子轴为空心轴，所述定子轴上开设有出线孔。4.根据权利要求2所述的横向磁通外转子电机，其特征在于，所述第一侧板与定子轴为一体结构，所述定...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树才，孙蕾，张文晶，张再成，赵孔祥，
申请(专利权)人：山东精创磁电产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：