CN108696086B - 一种径向磁通电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种径向磁通电机，包括外壳本体、转子和电枢绕组结构，其特征在于，外壳本体包括前、后端盖，外壳本体上开有散热液体进口接口和散热液体出口接口，散热液体进口接口和散热液体出口接口通过液体散热流道连通；转子包括主轴和磁极支体，磁极支体固定连接于主轴上，主轴上设有前、后轴承，主轴通过前、后轴承与前、后端盖连接，前、后轴承分别置于磁极支体的两侧，磁极支体上设有若干磁极安装的楔形槽，磁极安装在楔形槽内固定连接；电枢绕组包括铁芯本体与片状导电体，嵌入电机外壳本体内。本发明在能使电机获得运行效率最优的基础上，大大提高了功率、扭矩密度，降低电机重量，节材，力矩脉动最小化，可靠性高。

Description

一种径向磁通电机

技术领域

本发明涉及电机制造领域，特别涉及一种径向磁通电机。

背景技术

传统电机工作主要是通过磁场中的载流导体受到力的作用原理而设计，力的大小为：F＝BIL(注：F为受力，磁通强度为B，电流为I，导体长度L)。传统电机载流导体是漆包线，所产生的总转矩为：T＝Z2rBILsinα(注：转矩为T，线圈有效边长为r，线圈总匝数为Z)。

因而，传统电动机体积大、效率低、造价高、用材多。在很多领域中，尤其在新能源电动汽车驱动用电机方面的要求高，导致产品选型时受到很大局限。一般情况下，会通过提高电压和转速来降低电机的重量和体积，这样增加了电机成本、同时降低了电机的可靠性和安全性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种使电机能获得运行效率最大化的基础上，大大提高了功率、扭矩密度，电机重量降低，节材，力矩脉动最小化，可靠性高的径向磁通电机。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种径向磁通电机，包括外壳本体、转子和电枢绕组结构，所述外壳本体包括前端盖和后端盖，所述前端盖和后端盖相对设置形成密封结构，所述外壳本体上开有散热液体进口接口和散热液体出口接口，所述散热液体进口接口和散热液体出口接口通过液体散热流道连通，所述转子包括主轴和磁极支体，所述磁极支体固定连接于主轴上，所述主轴上设有前轴承和后轴承，所述主轴通过前轴承、后轴承与前端盖、后端盖连接；所述前轴承和后轴承分别置于磁极支体的两侧，所述磁极支体上设有若干磁极嵌置楔形槽，所述磁极嵌置楔形槽内固定连接有磁极，所述电枢绕组结构通过定子铁芯与外壳本体连接，所述电枢绕组结构包括铁芯轭部和铁芯连接部，所述铁芯连接部位于铁芯轭部的上方，且所述铁芯连接部上均匀开有若干直槽，所述直槽中嵌置有片状导电体，若干所述直槽与铁芯连接部之间形成铁芯齿部。

优选的，所述主轴上也可以安装有风扇，且所述风扇外部设有风罩。

优选的，所述磁极支体的数量为一个，所述磁极的结构和磁极嵌置楔形槽的结构相匹配，所述磁极固定于磁极支体上相对应的磁极嵌置楔形槽内，所述磁极支体与主轴通过花键连接。

优选的，所述磁极支体的内圈上均匀设有若干通孔。

优选的，所述磁极支体为圆柱形结构，所述磁极在磁极支体圆周上均匀排布。

优选的，所述电枢绕组结构的数量为一个且置于磁极支体的外圆周。

优选的，所述片状导电体包括连接部和两组延伸部，所述连接部嵌置在定子铁芯的直槽中，两组所述延伸部分别设于连接部的两端。

优选的，所述直槽与连接部匹配设置，所述片状导电体按任意位置嵌置在直槽中。

本发明所达到的有益效果是：本发明设计的电枢绕组结构采用一槽一导的理念，导体结构由原来的圆状改成片状导电体，增加了导电面积，电阻变小，损耗变小，温度降低，效率提高，通电后产生电流密度大，分散热能，启动时，片状导电体绕组几乎不产生临近效应，大大降低了集肤效应，增加了启动力矩。电枢绕组结构的多直槽结构，降低了磁拉力，力矩脉动大大降低，电流变得平滑，电机震动很小，噪音降低。

本发明设计的转子结构简单、稳固，在磁极的外圆上安排电枢绕组结构，组成一个闭合磁通回路，既满足了电机转子的技术要求，又有效减小转子体积，从而降低电机的重量和体积；磁极设于磁极嵌置楔形槽内，磁极可拆卸，方便磁极的更换；磁极支体的外圈上设有螺孔，两个磁极支体通过花键和两个锁母固定，有效提高整体结构的稳固性。

本发明在制造工艺上无需绕线和嵌线，易于实现生产机械化、自动化，提高了电机性能的一致性、稳定性，制造省时省工。利用该技术可以制造出各种不同功率的高效率、高密度、大扭矩、轻量化、节能节材电机，为电动汽车(船)、电力驱动设备、发电机组、航空航天、军事装备等领域提供良好的动力源，同时可以对传统电机进行的节能改造。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明外壳本体的结构示意图；

图3是本发明磁极支体的结构示意图；

图4是本发明电枢绕组结构的结构示意图；

图5是本发明片状导电体的结构示意图。

图中：1、外壳本体；11、前端盖；12、后端盖；13、散热液体进口接口；14、散热液体出口接口；15、液体散热流道；2、转子；21、主轴；22、磁极支体；23、前轴承；24、后轴承；25、磁极嵌置楔形槽；26、磁极；27、花键；3、电枢绕组结构；31、铁芯轭部；32、铁芯连接部；33、直槽；34、铁芯齿部；4、定子铁芯；5、片状导电体；51、连接部；52、延伸部；6、风扇；7、风罩。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-5所示，一种径向磁通电机，包括外壳本体1、转子2和电枢绕组结构3，外壳本体1包括前端盖11和后端盖12，前端盖11和后端盖12相对设置形成密封结构，外壳本体1上开有散热液体进口接口13和散热液体出口接口14，散热液体进口接口13和散热液体出口接口14通过液体散热流道15连通，转子2包括主轴21和磁极支体22，磁极支体22固定连接于主轴21上，主轴21上设有前轴承23和后轴承24，主轴21通过前轴承23、后轴承24与前端盖11、后端盖12连接；前轴承23和后轴承24分别置于磁极支体22的两侧，磁极支体22上设有若干磁极嵌置楔形槽25，磁极嵌置楔形槽25内固定连接有磁极26，电枢绕组结构3通过定子铁芯4与外壳本体1连接，电枢绕组结构3包括铁芯轭部31和铁芯连接部32，铁芯连接部32位于铁芯轭部31的上方，且铁芯连接部32上均匀开有若干直槽33，直槽33中嵌置有片状导电体5，若干直槽33与铁芯连接部32之间形成铁芯齿部34。

主轴21上安装有风扇6，且风扇外6部设有风罩7，实现风冷却。磁极支体22的数量为一个，磁极26的结构和磁极嵌置楔形槽25的结构相匹配，磁极26固定于磁极支体22上相对应的磁极嵌置楔形槽25内，磁极支体22与主轴21通过花键27连接。用来固定磁极支体22和主轴21。磁极支体22的内圈上均匀设有若干通孔。磁极支体22为圆柱形结构，磁极26在磁极支体22圆周上均匀排布。电枢绕组结构3的数量为一个且置于磁极支体22的外圆周。片状导电体5包括连接部51和两组延伸部52，连接部51嵌置在定子铁芯4的直槽33中，两组延伸部52分别设于连接部51的两端。直槽33与连接部51匹配设置，片状导电体5按任意位置嵌置在直槽33中。

具体的，一种径向磁通电机，本发明设计的电枢绕组结构3采用一槽一导的理念，导体结构由原来的圆状改成了片状导电体5，增加了导电面积，电阻变小，损耗变小，温度降低，效率提高，通电后产生电流密度大，分散热能，启动时，片状导电体5绕组几乎不产生临近效应，大大降低了集肤效应，增加了启动力矩。电枢绕组结构3的多直槽33结构，降低了磁拉力，力矩脉动大大降低，电流变得平滑，电机震动很小，噪音降低，同时本发明除了采用液体散热流道15进行的液体散热外，也可采用在主轴21上安装风扇6，对电机进行散热，或者在特殊场合采取液冷和风冷方式同时应用。

本发明设计的转子2结构简单、稳固，在磁极26的外圆上安排电枢绕组结构3，组成一个闭合磁通回路，既满足了电机转子的技术要求，又有效减小转子2体积，从而降低电机的重量和体积；磁极26设于磁极嵌置楔形槽25内，磁极26可拆卸，方便磁极26的更换；磁极支体22上设有花键27，有效提高整体结构的稳固性。

本发明在制造工艺上无需绕线和嵌线，易于实现生产机械化、自动化，提高了电机性能的一致性、稳定性，制造省时省工。利用该技术可以制造出各种不同功率的高效率、高密度、大扭矩、轻量化、节能节材电机，为电动汽车(船)、电力驱动设备、发电机组、航空航天、军事装备等领域提供良好的动力源，同时可以对传统电机进行的节能改造。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种径向磁通电机，包括外壳本体（1）、转子（2）和电枢绕组结构（3），其特征在于，所述外壳本体（1）包括前端盖（11）和后端盖（12），所述前端盖（11）和后端盖（12）相对设置形成密封结构，所述外壳本体（1）上开有散热液体进口接口（13）和散热液体出口接口（14），所述散热液体进口接口（13）和散热液体出口接口（14）通过液体散热流道（15）连通，所述转子（2）包括主轴（21）和磁极支体（22），所述磁极支体（22）固定连接于主轴（21）上，所述主轴（21）上设有前轴承（23）和后轴承（24），所述主轴（21）通过前轴承（23）、后轴承（24）与前端盖（11）、后端盖（12）连接；所述前轴承（23）和后轴承（24）分别置于磁极支体（22）的两侧，所述磁极支体（22）上设有若干磁极嵌置楔形槽（25），所述磁极嵌置楔形槽（25）内固定连接有磁极（26），所述电枢绕组结构（3）通过定子铁芯（4）与外壳本体（1）连接，所述电枢绕组结构（3）包括铁芯轭部（31）和铁芯连接部（32），所述铁芯连接部（32）位于铁芯轭部（31）的上方，且所述铁芯连接部（32）上均匀开有若干端面为直槽（33），所述直槽（33）中嵌置有片状导电体（5），若干所述直槽（33）与铁芯连接部（32）之间形成铁芯齿部（34）；

所述片状导电体（5）包括连接部（51）和两组延伸部（52），所述连接部（51）嵌置在定子铁芯（4）的直槽（33）中，两组所述延伸部（52）分别设于连接部（51）的两端；

所述直槽（33）端面呈长方形状，槽内壁表面为平面，直槽（33）与连接部（51）匹配设置，所述片状导电体（5）按任意位置嵌置在直槽（33）中。

2.根据权利要求1所述的一种径向磁通电机，其特征在于，所述主轴（21）上安装有风扇（6），且所述风扇（6）外部设有风罩（7）。

3.根据权利要求1所述的一种径向磁通电机，其特征在于，所述磁极支体（22）的数量为一个，所述磁极（26）的结构和磁极嵌置楔形槽（25）的结构相匹配，所述磁极（26）固定于磁极支体（22）上相对应的磁极嵌置楔形槽（25）内，所述磁极支体（22）与主轴（21）通过花键（27）连接。

4.根据权利要求1所述的一种径向磁通电机，其特征在于，所述磁极支体（22）的内圈上均匀设有若干通孔。

5.根据权利要求1所述的一种径向磁通电机，其特征在于，所述磁极支体（22）为圆柱形结构，所述磁极（26）在磁极支体（22）圆周上均匀排布。

6.根据权利要求1所述的一种径向磁通电机，其特征在于，所述电枢绕组结构（3）的数量为一个且置于磁极支体（22）的外圆周边。