CN107863829A - 单定子双转子轴向磁场电机定子与机壳安装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于永磁电机技术领域，提供了一种单定子双转子轴向磁场电机定子与机壳安装结构，由有槽环形定子、定子定位环、电机左机壳和电机右机壳组成，其特征在于：有槽环形定子通过定子定位环安装在电机左机壳和电机右机壳中间的位置，有槽环形定子两侧都有开槽，并且放置铜线绕组，铜线绕组位于定子定位环的两侧。本发明通过几个简单的结构部件，在满足轴向、径向安装公差和对电机性能影响最小的前提下，保证电机环形定子安全可靠的安装在机壳内部。
Description
技术领域
本发明属于永磁电机技术领域，主要涉及单定子双转子轴向磁场电机定子与机壳安装结构，特别是单定子双转子轴向磁场电机有槽环形定子与机壳的安装结构。
背景技术
1821年，法拉第发明的第一台电机是盘式电动机。其绕组沿盘状电枢铁心径向放置，产生沿轴向的气隙磁通，因而也称为轴向磁场电机。但当时此类电机的定转子铁心制造困难，采用铣槽工艺不仅生产率低，还会造成齿槽宽度分度不均，以及引起铁心钢片间短路，增加铁耗；其次是当运行时定转子之间产生轴向电磁吸力，使轴承负荷增大，寿命缩短，机械损耗增加，效率降低。因此，当1837年径向磁场电机问世以后，盘式电机便受到冷落。一百多年来，径向磁场电机一直处于主导地位，具有明显的优势。
随着现代工业的发展和人民生活水平的提高，对电机及电气器具提出了小型化及薄形化的要求。因此，结构扁平的轴向磁场电机又得到了重视，对这种电机的研究也越来越多。轴向磁场永磁电机所具备的优势主要体现在以下几个方面：电机长径比小、结构紧凑、体积小；功率密度相对较高、若干拓扑结构重量轻、材料利用率高；散热性能突出；拓扑结构丰富、对于特定应用场合电机结构选择面广。特别适用于安装空间有严格限制的场合，轴向磁场永磁电机已成为电机领域的研究热点。
轴向磁场永磁电机有很多结构形式。按照定转子数目以及定转子相对位置可分为四类：单定转子结构、双定子中间转子结构、双转子中间定子结构(double-sided internalstator structure，TORUS)和多盘式结构。TORUS电机中的永磁体最常见的排列方式是NS和NN形式，两个转子盘对称外置，中间夹一个定子盘构成双气隙，TORUS-NN型电机在功率转矩密度比、效率、转矩密度方面有较突出的性能。TORUS型有槽电机的环形定子需要安装在电机机壳的中间部位，这种定子两侧是槽，中间是轭部，槽内放置铜线绕组后，定子铁心大部分面积都被不能受力的铜线绕组覆盖，只有定子轭部露在外面，只有所以研究如何简单可靠准确的安装环形定子在机壳内部对TORUS型有槽电机的发展有重大意义。
发明内容
发明目的
本发明的目的在于提供TORUS型有槽电机环形定子与机壳的一种安装结构。通过几个简单的结构部件，在满足轴向、径向安装公差和对电机性能影响最小的前提下，保证电机环形定子安全可靠的安装在机壳内部。
技术方案
一种单定子双转子轴向磁场电机定子与机壳安装结构，由有槽环形定子、定子定位环、电机左机壳和电机右机壳组成，其特征在于：有槽环形定子通过定子定位环安装在电机左机壳和电机右机壳中间的位置，有槽环形定子两侧都有开槽，并且放置铜线绕组，铜线绕组位于定子定位环的两侧。
所述定子定位环是一个一侧开口的圆环，定子定位环内径等于有槽环形定子的外径，定子定位环的开口通过螺栓连接紧固，与开口对应的定子定位环内圆的另一侧有一条条形的径向豁口。
所述定子定位环外圆处设有多个凸台，凸台上设有第一沉头孔和通孔，与电机左机壳的一侧内螺纹孔对应；定子定位环通过第三螺栓连接紧固安装在有槽环形定子的外圆轭部中间位置；电机左机壳与定子定位环连接的一侧设有第一止口，第一止口的内侧设有内螺纹，定子定位环的外圆与电机左机壳的第一止口螺纹配合安置，第一螺栓穿过第一沉头孔与电机左机壳螺纹配合连接，固定定子定位环在电机左机壳一侧，电机右机壳一侧设有第二止口和第二沉头孔，电机右机壳的第二止口与电机左机壳的第一止口配合，第二螺栓穿过第二沉头孔和通孔与电机左机壳螺纹配合，连接固定电机左机壳和电机右机壳。
所述定子定位环采用不导磁材料。
所述定子定位环的开口端面平行于径向方向，开口宽度2mm；与开口对应的定子定位环内圆另一侧的豁口宽度2mm，豁口长度等于定子定位环径向宽度的一半。
所述定子定位环开口处一侧外环设有一缺口，第三螺栓上端位于缺口内，下端穿过定子定位环开口两侧的部分，将定子定位环开口两侧的部分螺纹连接紧固。
所述定子定位环外圆处均匀分布设有4个凸台。
所述电机左机壳设有的第一止口内径与定位环外径相同，二者间隙配合，定子定位环厚度小于第一止口长度与第二止口长度之差。
优点及效果
本发明的单定子双转子轴向磁场电机定子的安装结构，具有如下优点和有益效果：
（1）连接部件结构简易，容易加工，解决了单定子双转子轴向磁场电机定子与机壳机械安装困难的问题；
（2）定子定位环与环形定子轭部紧密接触，环形定子受力均匀，可靠性高，定子不会变形；
（3）两个机壳通过止口配合连接，不受中间定子定位环厚度尺寸的影响，保证机壳轴向的尺寸公差。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的定子定位环结构示意图；
图3是本发明的定子定位环A-A剖结构示意图；
图4是本发明的定子定位环B-B剖结构示意图；
图5是本发明的定子定位环与环形定子的装配示意图；
图6是本发明的定子定位环与环形定子的装配C-C剖结构示意图；
图7是本发明的左机壳结构示意图；
图8是本发明的左机壳E-E剖结构示意图；
图9是本发明的左机壳D-D剖结构示意图；
图10是本发明的右机壳结构示意图；
图11是本发明的右机壳F-F剖结构示意图。
附图标记说明：
1.有槽环形定子、2.电机左机壳、3.铜线绕组、4.第一螺栓、5.定子定位环、6.电机右机壳、7.第二螺栓、8.第三螺栓、a.第一沉头孔、b.通孔、c.第二沉头孔、M.第一止口、N.第二止口。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10和图11所示，一种单定子双转子轴向磁场电机定子与机壳安装结构，由有槽环形定子1、定子定位环5、电机左机壳2和电机右机壳6组成，有槽环形定子1通过定子定位环5安装在电机左机壳2和电机右机壳6中间的位置，有槽环形定子1两侧都有开槽，并且放置铜线绕组3，铜线绕组3位于定子定位环5的两侧。
所述定子定位环5是一个采用不导磁材料，如不锈钢、高强度铝合金，一侧开口的圆环，定子定位环5内径等于有槽环形定子1的外径，定子定位环5的开口通过螺栓8连接紧固，与开口对应的定子定位环5内圆的另一侧有一条条形的径向豁口。定子定位环5外圆处均匀分布设有四个凸台，凸台上设有第一沉头孔a和通孔b，与电机左机壳2的一侧内螺纹孔对应；定子定位环5通过第三螺栓8连接紧固安装在有槽环形定子1的外圆轭部中间位置；电机左机壳2与定子定位环5连接的一侧设有第一止口M，第一止口M的内侧设有内螺纹，定子定位环5的外圆与电机左机壳2的第一止口M螺纹配合安置，第一螺栓4穿过第一沉头孔a与电机左机壳2螺纹配合连接，固定定子定位环5在电机左机壳2一侧，电机右机壳6一侧设有第二止口N和第二沉头孔c，电机右机壳6的第二止口N与电机左机壳2的第一止口M配合，第二螺栓7穿过第二沉头孔c和通孔b与电机左机壳2螺纹配合，连接固定电机左机壳2和电机右机壳6。定子定位环5的开口端面平行于径向方向，开口宽度2mm；与开口对应的定子定位环5内圆另一侧的豁口宽度2mm，豁口长度等于定子定位环5径向宽度的一半，所述径向宽度是指外直径与内直径差的一半。豁口使定子定位环5更容易向内收缩，利于压紧有槽环形定子1，使二者连接牢靠。定子定位环5开口处一侧外环设有一缺口，第三螺栓8上端位于缺口内，下端穿过定子定位环5开口两侧的部分，将定子定位环5开口两侧的部分螺纹连接紧固。
所述电机左机壳2设有的第一止口M内径与定位环外径相同，二者间隙配合，定子定位环5厚度小于第一止口M长度与第二止口N长度之差。
组装实施例：
将定子定位环5套在有槽环形定子1轭部中间位置，利用第三螺栓8紧固定子定位环5，使定子定位环5与有槽环形定子1连接固定在一起，有槽环形定子1的槽内放置铜线绕组3，定子定位环5的外圆与电机左机壳2第一止口M配合安置，第一螺栓4穿过定子定位环5上的第一沉头孔a与电机左机壳2连接，这时定子定位环5、有槽环形定子1和铜线绕组3固定于电机左机壳2的一侧。电机右机壳6与电机左机壳2通过第一止口M和第二止口N配合装配，第二螺栓7穿过电机右机壳6上的第二沉头孔c、定子定位环5上的通孔b与电机左机壳2连接。这时有槽环形定子1就简单可靠准确的安装在机壳内部合适的位置。
Claims (8)
1.一种单定子双转子轴向磁场电机定子与机壳安装结构，由有槽环形定子、定子定位环、电机左机壳和电机右机壳组成，其特征在于：有槽环形定子通过定子定位环安装在电机左机壳和电机右机壳中间的位置，有槽环形定子两侧都有开槽，并且放置铜线绕组，铜线绕组位于定子定位环的两侧。
2.根据权利要求1所述的单定子双转子轴向磁场电机定子与机壳安装结构，其特征在于：所述定子定位环是一个一侧开口的圆环，定子定位环内径等于有槽环形定子的外径，定子定位环的开口通过螺栓连接紧固，与开口对应的定子定位环内圆的另一侧有一条条形的径向豁口。
3.根据权利要求2所述的单定子双转子轴向磁场电机定子与机壳安装结构，其特征在于：所述定子定位环外圆处设有多个凸台，凸台上设有第一沉头孔和通孔，与电机左机壳的一侧内螺纹孔对应；定子定位环通过第三螺栓连接紧固安装在有槽环形定子的外圆轭部中间位置；电机左机壳与定子定位环连接的一侧设有第一止口，第一止口的内侧设有内螺纹，定子定位环的外圆与电机左机壳的第一止口螺纹配合安置，第一螺栓穿过第一沉头孔与电机左机壳螺纹配合连接，固定定子定位环在电机左机壳一侧，电机右机壳一侧设有第二止口和第二沉头孔，电机右机壳的第二止口与电机左机壳的第一止口配合，第二螺栓穿过第二沉头孔和通孔与电机左机壳螺纹配合，连接固定电机左机壳和电机右机壳。
4.根据权利要求1所述的单定子双转子轴向磁场电机定子与机壳安装结构，其特征在于：所述定子定位环采用不导磁材料。
5.根据权利要求2所述的单定子双转子轴向磁场电机定子与机壳安装结构，其特征在于：所述定子定位环的开口端面平行于径向方向，开口宽度2mm；与开口对应的定子定位环内圆另一侧的豁口宽度2mm，豁口长度等于定子定位环径向宽度的一半。
6.根据权利要求2所述的单定子双转子轴向磁场电机定子与机壳安装结构，其特征在于：所述定子定位环开口处一侧外环设有一缺口，第三螺栓上端位于缺口内，下端穿过定子定位环开口两侧的部分，将定子定位环开口两侧的部分螺纹连接紧固。
7.根据权利要求3所述的单定子双转子轴向磁场电机定子与机壳安装结构，其特征在于：所述定子定位环外圆处均匀分布设有4个凸台。
8.根据权利要求3所述的单定子双转子轴向磁场电机定子与机壳安装结构，其特征在于：所述电机左机壳设有的第一止口内径与定位环外径相同，二者间隙配合，定子定位环厚度小于第一止口长度与第二止口长度之差。
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