CN107394980A - 多转子多定子无铁芯电机定子结构 - Google Patents

多转子多定子无铁芯电机定子结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多转子多定子无铁芯电机定子结构，包括端盖和转动安装在端盖上的转轴，在转轴上沿轴向间隔同轴固定有彼此独立的转子，在端盖上沿轴向同轴固定有若干具有相同绕组的定子，所述转子至少有三个，各定子均由在周向上分体的至少两个定子模块拼接组成，相邻定子通过设在定子模块的外端段对接面上的沿周向布置的卡槽和凸筋相互啮合卡接，所述绕组位于各定子模块的内端段上，各内端段嵌入两相邻转子磁场气隙之间，各定子上设有绕组U和绕组V分别间隔串联连接在控制器上，各定子上的绕组个数均为偶数。本发明结构简单，组装方便，更加节能环保，更有利于提高电动汽车续航里程和其他有高要求节能领域的应用电机。

Description

多转子多定子无铁芯电机定子结构
技术领域
本发明涉及一种无铁芯电机定子结构，特别是涉及一种多转子多定子无铁芯电机定子结构。
背景技术
无铁芯电机是代表电机行业未来发展方向的一种新型特种电机，分为无铁芯电动机和无铁芯发电机，采用无铁芯线圈、碳刷、无磁阻尼、稀土永磁电动技术，改变了传统电机运用硅钢片与绕线定子结构，结合电子智能变频技术，使电机系统效率提高95％以上。
无铁芯电机有三大技术优势：一是与传统径向磁场结构设计相比，采用了轴向磁场结构设计，大幅度提高功率密度和转矩体积比；二是采用新型绕制工艺、高压精密压铸成型及高分子材料，有效降低绕组铜损；三是不使用硅钢片作为定、转子铁芯材料，消除了磁阻尼及铁损，降低了驱动功率，减少了铁损发热源。无铁芯电机功率涵盖1KW-5500KW，可应用于量大面广的风机、水泵、压缩机等通用设备，还可用在电动汽车、风力发电、数控机床、油田控油机、移动电站等领域。
然而，现有无铁芯电机却普遍存在以下问题：
1、现有定子都是套装在端盖之间的转轴上，定子内端段置于转子之间产生轴向磁场，由于定子都是采用整体圆环状，且绕组制造工艺复杂，当需要更换维修拆卸定子时，需要将端部的端盖和位于外侧的转子全部拆下，才能将定子从转轴上取出，使电机的组装、调试和维修困难，工期长，不便于操作。因此，生产厂家为简化安装过程，加大生产效率，一般都是生产双转子单定子结构的电机，然而，此种结构的电机由于受磁铁磁通量的约束和功率密度约束，只能将电机的直径做大来提高功率密度和电机功率，从而影响无铁芯电机的应用。
2、现有电机绕组磁极都是采用三相接法，使控制器复杂，回收馈电不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种组装快速，能成倍提高功率密度和转矩体积比，有几组转子和定子比同等直径的无铁芯电机输出扭矩增加几倍，电机发电效率更高，馈电效果好使节能效果更高，震动少，噪音小，温升低的多转子多定子无铁芯电机定子结构。
本发明提供的这种多转子多定子无铁芯电机定子结构，包括端盖和转动安装在端盖上的转轴，在转轴上沿轴向间隔同轴固定有彼此独立的转子，在端盖上沿轴向同轴固定有若干具有相同绕组的定子，所述转子至少有三个，各定子均由在周向上分体的至少两个定子模块拼接组成，相邻定子通过设在定子模块的外端段对接面上的沿周向布置的卡槽和凸筋相互啮合卡接，所述绕组位于各定子模块的内端段上，各内端段嵌入两相邻转子磁场气隙之间，各定子上设有绕组U和绕组V分别间隔串联连接在控制器上，各定子上的绕组个数均为偶数。
所述定子模块由高分子材料经过高压精密压铸成半圆型。
所述凸筋截面和所述卡槽截面为矩形。
所述转子上的磁极个数与定子上的绕组个数相同。
各所述定子上的绕组一一轴向正对。
为更方便快速组装和拆卸，在所述端盖内端面上设有与定子模块的外端段对应的沉台，所述定子通过位于两端的定子模块的外端段置于沉台内沿轴向同轴由螺杆依次穿过使定子模块互锁固定在端盖上。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、定子采用分体拼装结构，可方便绕组加工；两定子通过轴向对接的卡槽和凸筋相互啮合定位，更换定子时，只需要将端盖小距离的轴向移动，就可轻松的将位于转子之间的定子模块进行拆装，可有效实现定子模块的快速组装、调试及维修，降低绕组铜损，从而能扩大多转子多定子轴向磁场电机的运用生产；而多转子多定子的结构更能大幅度提高功率密度和转矩体积比，有几组转子和定子比同等直径的无铁芯电机输出扭矩增加几倍，能成倍提高功率密度和转矩体积比，电机发电效率更高，馈电效果好使节能效果更高，震动少，噪音小，温升低；电机发电效率更高，馈电效果好使节能效果更高。
2、定子上的绕组个数为偶数，各定子上的绕组分别间隔串联连接，可让电机驱动时电机的转子和定子为1：1对称驱动，突破电机转速与电机极对数的约束，有效消除电机不对称驱动引起的震动和噪音，电机控制器可以在电机不影响做功的情况下回收反电动势电能。
本发明结构简单，组装方便，更加节能环保，更有利于提高电动汽车续航里程和其他有高要求节能领域的应用电机。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中A-A向的定子的结构示意图。
图3为图2后视图的分体结构示意图。
图中示出的标记及所对应的构件名称为：1、端盖；2、转轴；3、转子；4、定子；11、沉台；41、定子模块；411、外端段；412、内端段；4111、卡槽；4112、凸筋；42、定位孔。
具体实施方式
从图1至图3可以看出，本发明这种多转子多定子无铁芯电机定子结构，包括端盖1、转轴2、转子3和定子4，转轴2转动安装在端盖1上，转子3至少有三个，各转子3彼此独立的沿轴向间隔同轴固定在转轴2上，在各定子4的对应处沿圆周均布有六个定位孔42，各定子4通过六个固定螺栓依次穿过相应的定位孔后沿轴向同轴螺纹固定在端盖1上，各定子4上的绕组数相同，各定子4上的绕组一一轴向正对，各定子4均由在周向上分体的至少两个定子模块41拼接组成，在定子模块41的外端段411的端面上沿周向布置有对应的卡槽4111或凸筋4112，在端盖1上沿轴向布置的相邻定子4之间通过对接布置的卡槽4111和凸筋4112相互啮合卡接在一起，定子4上的绕组布置在各定子模块41的内端段412上，各内端段412插入两相邻转子之间，各定子上的绕组分别间隔串联连接在控制器上，各定子4上的绕组对数均为偶数。
从图1至图3可以看出，在本发明两端盖1的内端面上设有环形的沉台11，该沉台11的大小与定子模块41拼接后组成的外端段411相对应，各定子模块41拼接组成一定子4，各定子4沿轴向移动后通过对接布置的卡槽4111和凸筋4112相互啮合卡接在一起，两端盖1沿轴向向定子4移动，通过位于两端的定子模块41的外端段411置于沉台11内，实现各定子4在端盖1上的快速定位安装。
在本发明中，定子模块41由高分子材料经过高压精密压铸成型，转子上的极对数与定子上的绕组对数相同。
从图1至图3可以看出，本发明卡槽4111截面和凸筋4112截面为相互对应的矩形，可保证定子间的定位牢靠，径向力平衡。

Claims (6)

1.一种多转子多定子无铁芯电机定子结构，包括端盖(1)和转动安装在端盖上的转轴(2)，在转轴(2)上沿轴向间隔同轴固定有彼此独立的转子(3)，在端盖(1)上沿轴向同轴固定有若干具有相同绕组的定子(4)，其特征在于：所述转子至少有三个，各定子均由在周向上分体的至少两个定子模块(41)拼接组成，相邻定子通过设在定子模块的外端段(411)对接面上的沿周向布置的卡槽(4111)和凸筋(4112)相互啮合卡接，所述绕组位于各定子模块的内端段(412)上，各内端段嵌入两相邻转子磁场气隙之间，各定子上设有绕组U和绕组V分别间隔串联连接在控制器上，各定子上的绕组个数均为偶数。
2.根据权利要求1所述的多转子多定子无铁芯电机定子结构，其特征在于：所述定子模块由高分子材料经过高压精密压铸成半圆型。
3.根据权利要求1所述的多转子多定子无铁芯电机定子结构，其特征在于：所述凸筋截面和所述卡槽截面为矩形。
4.根据权利要求1所述的多转子多定子无铁芯电机定子结构，其特征在于：所述转子上的磁极个数与定子上的绕组个数相同。
5.根据权利要求1所述的多转子多定子无铁芯电机定子结构，其特征在于：各所述定子上的绕组一一轴向正对。
6.根据权利要求1所述的多转子多定子无铁芯电机定子结构，其特征在于：在所述端盖内端面上设有与定子模块的外端段(411)对应的沉台(11)，所述定子通过位于两端的定子模块的外端段置于沉台内沿轴向同轴由螺杆依次穿过使定子模块互锁固定在端盖上。
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