CN101425707B - 采用盘式电机的驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种采用盘式电机的驱动装置，其属于电力驱动领域。该驱动装置采用在外圆柱面上设有螺旋冷却槽的定子套、钻有冷却孔并与连接螺孔相通的压板和组合式定子铁芯，每个组合式定子铁芯含有以3为倍数的铁芯单元，把所有的铁芯单元用钻有冷却孔的螺栓经压板压紧在定子套内圈的内凸缘上，然后安装到壳体的内部；在驱动轴上设有转子盘，在转子盘靠近组合式定子铁芯的侧面贴有永磁材料，组合式定子铁芯的两端面与转子盘之间留有磁场气隙；驱动轴与转子盘固定连接在一起。该驱动装置的输出功率大，效率高；定子铁芯由铁芯单元组成，易于低速大扭矩；有冷却通道，散热条件好；轴向尺寸小，转子的转动惯量小，机电时间常数小，低速运行平稳。

Description

采用盘式电机的驱动装置 

技术领域

本发明涉及一种采用盘式电机的驱动装置，其属于电力驱动领域。 

背景技术

目前常用的电机都是圆柱式电机，转子是圆柱形的，装在桶形定子的内部，这种电机转子散热条件不好，铁芯利用率低。外转子电机(实用新型专利，公开号：CN 201038880Y；公开日：2008年3月19日)，转子是圆筒状，定子装在转子的内部，定子体积受到限制，散热条件很差，因而功率和扭矩都难以做大。现有技术的盘式电机的转子为圆盘式，定子铁芯由硅钢片卷绕而成，卷绕方式象胶带纸的卷绕方式，在一个侧面开有绕线槽，在侧面绕线槽内下线，定子铁芯的另一个端面是固定面，用来把它自己固定到与机座相连的端盖上。定子绕组线圈通电后要产生磁场，每一个磁场都有S、N两个磁极，这里定子铁芯只有一个磁极有气隙磁场，磁路通过这个气隙进入转子盘，另一磁极没有气隙磁场，是在定子铁芯的内部产生磁路，因此，它是利用绕组的一个磁极驱动转子转动。由于气隙磁场是轴向的，因而产生轴向电磁力。为平衡这个轴向力，必须有两个定子铁芯的背靠背安装，使定子左右两侧同时产生气隙磁场。由于数控机床的发展，需要低速大扭矩的高效电机，在五坐标的加工中心上更需要大扭矩低速电机，目前在数控机床的转台及直驱式双摆铣头上有些用的是外转子电机(发明专利，公开号：CN 101011795A；公开日：2007年8月8日)，由于外转子电机的定子装在转子的内部，散热条件差，定子铁芯体积小，输出扭矩不大，使数控机床的转台及直驱式双摆铣头的性能受到影响。 

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种采用盘式电机的驱 动装置，其目的是： 

(1)将每一个定子绕组线圈产生磁场的S、N极都作驱动磁极，既能产生互相抵消的大小相等方向相反的两个轴向力，也能成倍的增加电机效率； 

(2)采用硅钢片叠块，导线绕在硅钢片叠块的腰部，叠块两端产生气隙磁场，叠块的数量是3的倍数； 

(3)采用冷却技术，解决电机的散热问题。 

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种采用盘式电机的驱动装置，在驱动装置的壳体中设有盘式电机，盘式电机主要包括定子铁芯和转子盘，定子铁芯静止固定在壳体上，转子盘固定在转动的驱动轴上，驱动轴由设置在端盖中的轴承支承，并用轴承盖封闭。所述定子铁芯采用至少一个组合式定子铁芯，每个组合式定子铁芯含有以3为倍数的铁芯单元，每个铁芯单元用螺栓经压板压紧在定子套内圈的二个内凸缘上；设置在壳体中的定子套的外圆柱面上设有螺旋冷却槽，在螺栓的中心位置设有冷却钻孔，在压板上设有与连接螺孔相通的冷却孔，定子套上的螺旋冷却槽、螺栓上的冷却钻孔和压板上的冷却孔构成铁芯单元的冷却环路；在所述驱动轴上至少设有2个转子盘，在转子盘靠近组合式定子铁芯的侧面贴有永磁材料，组合式定子铁芯的两端面与转子盘之间留有磁场气隙；驱动轴与转子盘固定连接在一起。 

所述定子铁芯采用一个组合式定子铁芯时，驱动轴上设有第一转子盘和第二转子盘。 

所述定子铁芯采用二个组合式定子铁芯时，二个组合式定子铁芯之间设有一个两面都贴有永磁材料的第三转子盘，在驱动轴上依次设有第一转子盘、第三转子盘和第二转子盘。 

所述铁芯单元采用工字型硅钢片叠块，在中间部分绕有绕组线圈。 

本发明的有益效果是：这种采用盘式电机的驱动装置采用在外圆柱面上设有螺旋冷却槽的定子套、钻有冷却孔并与连接螺孔相通的压板和组合式定子铁芯，每个组合式定子铁芯含有以3为倍数的铁芯单元，把所有的铁芯单元用钻有冷却孔的螺栓经压板压紧在定子套内圈的内凸缘上，然后安装到壳体的内部； 在驱动轴上设有转子盘，在转子盘靠近组合式定子铁芯的侧面贴有永磁材料，组合式定子铁芯的两端面与转子盘之间留有磁场气隙；驱动轴与转子盘的连接采用螺钉、銷、键连接或花键连接。使该电机的铁芯面积大，输出功率大；磁场利用率高，电机效率高；定子铁芯由许多铁芯单元组成，易于制成低速大扭矩电机；有冷却通道，散热条件好；轴向尺寸小，转子的转动惯量小，机电时间常数小，低速运行平稳。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 

图1是一种采用盘式电机的驱动装置的结构剖视图。 

图2是图1中的A-A剖视图。 

图3是一个铁芯单元的结构示意图。 

图4是一种采用双盘式电机驱动装置的结构剖视图。 

图中：1、驱动轴，2、18、轴承盖，3、17、轴承，4、19、固定螺钉，5、第一转子盘，5a、14a、20a、永磁材料，6、16、端盖，7、12、O形密封圈，8、11、螺栓，8a、11a、冷却钻孔，9、铁芯单元，9a、工字型硅钢片叠块，9b、绕组线圈，10、定子套，10a、内凸缘，10b、螺旋冷却槽，13、壳体，14、第二转子盘，15、压板，15a、冷却孔，20、第三转子盘，21、花键驱动轴。 

具体实施方式

图1示出了一种采用盘式电机的驱动装置的结构剖视图。图中，在该驱动装置中盘式电机的定子：用具有冷却钻孔8a、11a的螺栓8、11把在外圆柱面上设有螺旋冷却槽10b的定子套10、铁芯单元9和钻有冷却孔15a并与连接螺孔相通的压板15三者连接在一起，然后安装到壳体13的内部，在定子套10与壳体13的接合部两端分别设有O形密封圈7、12，再装端盖6、16就构成了电机的定子。在该驱动装置中盘式电机的转子：用固定螺钉4、19分别把第一转子盘5和第二转子盘14固定在驱动轴1的凸肩上，驱动轴1分别由轴承3、17支承，轴承3、17分别由轴承盖2、18封闭。在定子套10外圆柱面上的螺旋冷却 槽10b与壳体13的内侧构成冷却腔，通入的冷却介质可以在这螺旋冷却槽10b、螺栓8、11的冷却钻孔8a、11a和压板16的冷却孔15a中循环，带走定子绕组发出的热量。在第一转子盘5靠近铁芯单元9的侧面贴有永磁材料5a并留有磁场气隙，在第二转子盘14靠近铁芯单元9的侧面贴有永磁材料14a并留有磁场气隙。 

图2示出了图1中的A-A剖视图。在壳体13中安装了一个由18个铁芯单元9靠螺栓8经压板15紧固在定子套10上的组合式定子铁芯总成。 

图3示出了一个铁芯单元的结构示意图。铁芯单元9是一个工字型硅钢片叠块9a，在工字型硅钢片叠块9a的中部绕有绕组线圈9b，在铁芯单元9上的二个孔为安装螺栓孔。 

图4示出了一种采用双盘式电机驱动装置的结构剖视图。它与图1的区别是：在壳体13中把二个由铁芯单元9组成的组合式定子铁芯串联在一起，因此在二个组合式定子铁芯之间增设了一个两面都贴有永磁材料20a的第三转子盘20，第一转子盘5、第三转子盘20和第二转子盘14靠花键与花键驱动轴21连接在一起。上述驱动装置采用盘式电机串联使用后能成倍地增加输出扭矩。 

Claims (4)

1.一种采用盘式电机的驱动装置，在驱动装置的壳体(13)中设有盘式电机，盘式电机主要包括定子铁芯和转子盘，定子铁芯静止固定在壳体(13)上，转子盘固定在转动的驱动轴上，驱动轴由设置在端盖(6、16)中的轴承(3、17)支承，并用轴承盖(2、18)封闭；其特征是：所述定子铁芯采用至少一个组合式定子铁芯，每个组合式定子铁芯含有以3为倍数的铁芯单元(9)，每个铁芯单元(9)用螺栓(8、11)经压板(15)压紧在定子套(10)内圈的二个内凸缘(10a)上；设置在壳体(13)中的定子套(10)的外圆柱面上设有螺旋冷却槽(10b)，在螺栓(8、11)的中心位置设有冷却钻孔(8a、11a)，在压板(15)上设有与连接螺孔相通的冷却孔(15a)，定子套(10)上的螺旋冷却槽(10b)、螺栓(8、11)上的冷却钻孔(8a、11a)和压板(15)上的冷却孔(15a)构成铁芯单元(9)的冷却环路；在所述驱动轴上至少设有2个转子盘，在转子盘靠近组合式定子铁芯的侧面贴有永磁材料，组合式定子铁芯的两端面与转子盘之间留有磁场气隙；驱动轴与转子盘固定连接在一起。

2.据权利要求1所述的采用盘式电机的驱动装置；其特征是：所述定子铁芯采用一个组合式定子铁芯时，驱动轴(1)上设有第一转子盘(5)和第二转子盘(14)。

3.据权利要求1所述的采用盘式电机的驱动装置；其特征是：所述定子铁芯采用二个组合式定子铁芯时，二个组合式定子铁芯之间设有一个两面都贴有永磁材料(20a)的第三转子盘(20)，在驱动轴(1)上依次设有第一转子盘(5)、第三转子盘(20)和第二转子盘(14)。

4.据权利要求1所述的采用盘式电机的驱动装置；其特征是：所述铁芯单元(9)采用工字型硅钢片叠块(9a)，在中间部分绕有绕组线圈(9b)。

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