CN101471595A - 一种高功率密度盘式电机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种高功率密度盘式电机，其特征在于软磁体构成扁环状定子铁芯，其端面设有表面形状为扇形的各线槽，所述的扇形各线槽其外圆端的宽度大于内圆端的宽度，所述的扇形各线槽其内圆端的槽深大于外圆端的槽深。本电机的定子铁芯采用软磁体构成，性能与高导磁率的矽钢片卷饶定子铁芯相当，定子铁芯外圆轭部面积大于内圆轭部面积，材料被充分利用，轭部有效磁力线可增大50％左右，槽面积可增大30％左右，能使电机的出力加大而形成高功率密度盘式电机。本发明具有定子铁芯加工简单、结构紧凑、能显著提高盘式电机功率的突出优点。

Description

一种高功率密度盘式电机

技术领域

本发明属于盘式电机，特别是涉及一种高功率密度盘式电机。

背景技术

现有盘式电机，其定子铁心是由带形矽钢片冲制间距不等的边槽卷绕构成，存在的主要缺陷是：1加工复杂、设备昂贵。2定子端面的线槽等宽等深，如果内圆槽部宽度和齿部宽度相等，则线槽外圆端槽宽仅为外圆端齿宽的几分之一，导致该部定子绕组占有的空间大大缩小，使电机出力也大大减小。3内圆通过的磁力线明显少于外圆通过的磁力线，但磁轭面积相同，一方面造成材料浪费，另一方面使电机出力下降。

为克服矽钢片冲制边槽卷饶铁芯加工非常复杂的技术问题，已有多种技术方案为公众所知，其中采用改进型定子铁心的技术方案较具代表性。

例如，公告号CN1157502的发明专利《无轭、无槽、轴向磁路电机》，它公开了以下技术方案：由支承部件支承定位的各自独立的n个柱状铁芯和绕在铁芯上面的绕组构成无定子轭、无定子槽的定子，该定子通过轴承套装于机轴，在定子两端具有转子，在转子上按圆周分布m个磁极，转子通过螺母、弹簧垫圈紧固于机轴，磁极数m与柱状铁芯数n的比例为1∶1或1∶2、2∶3。

另一种技术方案是由矽钢片卷饶的环状轭取代上述方案中的支承部件，并且柱状铁芯也由矽钢片卷饶制成。

发明内容

本发明的目的是克服已有改进型定子铁心盘式电机技术方案中存在的技术问题，而公开一种用软磁铝铁或铁镍磁粉压制品来替代矽钢片的高功率密度盘式电机。

实现本发明的目的采取以下技术方案：本盘式电机由壳体、电机轴、转子和扁环状定子铁芯及其端而线槽所组成，其特征在于：软磁体构成扁环状定子铁芯，其端面设有表面形状为扇形的各线槽，所述的扇形各线槽其外圆端的宽度大于内圆端的宽度，所述的扇形各线槽其内圆端的槽深大于外圆端的槽深。

所述的软磁体是由软磁铝铁或铁镍磁粉压制构成。

所述的软磁体构成的扁环状定子铁芯，其两端面均设有表面形状为扇形的线槽，定子铁芯各端而分别设置与其具有气隙的转子。

所述的软磁体构成的扁环状定子铁芯，在对应齿部的外圆而等间隔分布有与电机壳体接合的支撑柱。

所述的转子铁芯是由软磁铝铁或铁镍磁粉压制构成。

所述的转子铁芯端面两磁极之间对称设有扇形的凹部，磁极端面设有表面形状为扇形的各线槽，所述的扇形各线槽其外圆的宽度大于内圆端的宽度，所述的扇形各线槽其内圆端的槽深大于外圆端的槽深。

本发明的有益效果和优点在于：本盘式电机的定子铁芯采用软磁体构成，以FN50-110铁镍磁粉为例，其有效导磁率可在125-200范围内选择，性能与高导磁率的矽钢片卷饶定子铁芯相当。本盘式电机的定子铁芯各线槽内圆端口的槽深而外圆端口的槽浅，因此外圆轭部面积大于内圆轭部面积，材料被充分利用，轭部有效磁力线可增大50％左右。本盘式电机的定子铁芯各线槽的外圆槽加宽、内圆槽加深，因此槽面积可增大30％左右。本盘式电机定子铁芯各线槽的形状能使电机的出力加大而形成高功率密度盘式电机。本发明具有定子铁芯加工简单、结构紧凑、能显著提高盘式电机功率的突出优点。

附图说明

附图1是定子铁芯结构之一示意图。

附图2是图1a-a视图。

附图3是转子铁心结构示意图。

附图4是图3a-a视图。

附图5是电机实施例1结构示意图。

附图6是定子铁芯结构之二剖面示意图。

附图7是图6a-a视图。

附图8是电机实施例2结构示意图。

图中标号：1 定子铁心，1-1 线槽，1-2 齿部，1-3 短支撑柱，1-4长支撑柱，2 转子铁心，2-1 凹部，2-2 转子线槽，2-3 转子齿部，3轴承，4 转子绕组，5 定子绕组，6 底座，7 转子磁扼，8 永磁铁磁极，9 壳体，10 电机轴。

具体实施方式

下面结合附图及其实施例进一步说明本发明。

如图1、2所示，扁环状定子铁芯由软磁体构成，软磁体可以是软磁铝铁或铁镍磁粉压制体。定子铁芯的端面设有表面形状为扇形的各线槽1-1，线槽之间是齿部1-2。扇形各线槽外圆端的宽度大于内圆端的宽度，扇形各线槽其内圆端的槽深大于外圆端的槽深。

如图3、4所示，转子铁芯是软磁铝铁或铁镍磁粉压制体。转子铁芯的端面两磁极之间对称设有扇形的凹部2-1，磁极端面设有表面形状为扇形的各转子线槽2-2，相邻转子线槽之间是转子齿部2-3。扇形各转子线槽的外圆端的宽度大于内圆端的宽度，扇形各线槽其内圆端的槽深大于外圆端的槽深。

如图5所示，是由图1定子铁芯1、图2转子铁芯2为主要部件组成的盘式电机。图中省略了电机壳体和连接于转子铁芯的输出轴。

图5中定子铁芯1支撑并固定于底座6，转子铁芯2由轴承3于底座上端，定子铁芯1和转子铁芯2的线槽分别设有定子绕组5和转子绕组4，定子铁芯1和转子铁芯2之间设有气隙。

如图6、7所示的另一扁环状定子铁芯结构，也由软磁体构成，软磁体是软铝铁或铁镍磁粉压制体。定子铁芯1的两个端面均设有表面形状为扇形的各线槽1-1，线槽之间是齿部1-2。扇形各线槽其外圆端的宽度大于内圆端的宽度，扇形各线槽其内圆端的槽深大于外圆端的槽深。在对应扁环状定子铁芯齿部1-2的外圆面等间隔分布有与电机壳体接合的短支撑柱1-3和长支撑柱1-4，各支撑柱的作用是使该定子固定于电机壳体。

图8是由图6、7所示的定子铁芯1为主要部件组成的单定子双转子直流盘式电机，该盘式电机的转子采用现有技术中的由转子磁扼7和永磁铁磁极8构成。定子铁芯1由短支撑柱(未示出)和长支撑柱1-4固定于壳体9，电机轴10两端由轴承支撑于构成壳体一部分的前后盖。各线槽的定子铁芯1两个端面均设有定子绕组5，定子铁芯1与两转子之间分别设有气隙。

图8单定子双转子直流盘式电机的磁力线由一转子N极经过定子到另一转子S极，再由该转子S极经过该转子本身磁轭到该转子N极，穿过定子到一转子S极，最后经过一转子本身磁轭回到一转子N极。本实施例的转子设置磁轭后，定子则不需有磁轭，省去了定子磁轭，使该盘式电机结构更紧凑。

以上实施例的软磁体材料是FN50-110或YB-T 5258-93。

Claims (6)

1、一种高功率密度盘式电机，由壳体、电机轴、转子和扁环状定子铁芯及其端面线槽所组成，其特征在于：软磁体构成扁环状定子铁芯，其端面设有表面形状为扇形的各线槽，所述的扇形各线槽其外圆端的宽度大于内圆端的宽度，所述的扇形各线槽其内圆端的槽深大于外圆端的槽深。

2、根据权利要求1所述的高功率密度盘式电机，其特征在于：所述的软磁体是由软磁铝铁或铁镍磁粉压制构成。

3、根据权利要求1所述的高功率密度盘式电机，其特征在于：所述的软磁体构成的扁环状定子铁芯，其两端面均设有表面形状为扇形的线槽，定子铁芯各端面分别设置与其具有气隙的转子。

4、根据权利要求1所述的高功率密度盘式电机，其特征在于：所述的软磁体构成的扁环状定子铁芯，在对应齿部的外圆面等间隔分布有与电机壳体接合的支撑柱。

5、根据权利要求1所述的高功率密度盘式电机，其特征在于：所述的转子铁芯是由软磁铝铁或铁镍磁粉压制构成。

6、根据权利要求1或5所述的高功率密度盘式电机，其特征在于：所述的转子铁芯端面两磁极之间对称设有扇形的凹部，磁极端面设有表面形状为扇形的各线槽，所述的扇形各线槽其外圆的宽度大于内圆端的宽度，所述的扇形各线槽其内圆端的槽深大于外圆端的槽深。

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