CN109560627B - 扁铜线成形定子线圈高磁阻转矩外转子式永磁驱动电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扁铜线成形定子线圈高磁阻转矩外转子式永磁驱动电机，包括联轴器轴，联轴器轴的左右两侧分别连接有前端盖和双螺旋水道环；后轴承固定于双螺旋水道环上；双螺旋水道环与水道外环相配合形成双螺旋水道；水道外环上连接有内定子铁芯；联轴器轴上设有外转子磁轭固定筒；外转子磁轭固定筒的内表面上设有自扣式外转子铁芯；自扣式外转子铁芯上插设有若干磁钢；本发明采用倒V形磁钢分布，具有磁阻转矩大的特点；采用扁铜线成形线圈，定子为开口槽，槽利用率比圆铜线提高25％；可采用机器手下线；通过多用铜、少用磁钢可以提高电机效率，降低成本，提高功率密度和转矩密度，性价比更好；双螺旋水道具有水阻小，散热能力强的优点。
Description
技术领域
本发明涉及能源设备领域，尤其涉及到一种扁铜线成形定子线圈高磁阻转矩外转子式永磁驱动电机。
背景技术
永磁电机具有效率高，功率密度高，功率因数大，起动转矩大，调速范围广等优点，已经逐步取代感应电机和开关磁阻电机，在工业生产和日常生活的诸多领域中正日益得到广泛的应用。但是永磁体安装在转子上，散热困难，引起的温升可能会导致永磁体发生不可逆退磁，限制电机出力，加大了安全隐患。
目前永磁电机的定子铁芯为闭口式开槽，不方便机器手操作；且磁钢采用一字形设置，能量转换率低，转子冲片采用整个圆环结构，材料浪费大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种结构简单，可靠性好，实用的扁铜线成形定子线圈高磁阻转矩外转子式永磁驱动电机。
本发明是通过如下方式实现的：
一种扁铜线成形定子线圈高磁阻转矩外转子式永磁驱动电机，包括联轴器轴，所述联轴器轴的左右两侧分别通过前轴承和后轴承连接有前端盖和双螺旋水道环；所述后轴承通过后轴承固定挡环设于双螺旋水道环上，所述后轴承固定挡环通过后轴承挡环固定螺钉固定于双螺旋水道环上；所述双螺旋水道环的外圈上连接有与双螺旋水道环相配合的水道外环，双螺旋水道环与水道外环相配合形成双螺旋水道；所述双螺旋水道环的外侧设有定子水道后端盖；所述定子水道后端盖上设有与双螺旋水道相连通的端盖进出水道；所述前端盖和定子水道后端盖之间连接有机壳；所述水道外环上通过内定子铁芯固定环连接有内定子铁芯；所述内定子铁芯由若干定子冲片叠加而成，所述内定子铁芯上设有七十二个定子开口槽，所述定子开口槽内绕设有采用扁铜线成型的扁铜线定子绕组，第一个的定子开口槽内的扁铜线定子绕组与第五个的定子开口槽内的扁铜线定子绕组电连接，以此类推，完成整个扁铜线定子绕组的连接；所述内定子铁芯上的扁铜线线圈端部通过线圈引出线连接有线圈引出线端子，所述线圈引出线端子与设于机壳上的出线盒内的接线板电连接；所述联轴器轴上通过外转子磁轭挡圈设有外转子磁轭固定筒，所述外转子磁轭固定筒将内定子铁芯罩设于内；所述外转子磁轭固定筒的内表面上设有与内定子铁芯相配合的外转子铁芯；所述外转子铁芯的轴向长度方向由八段转子铁芯组成，每段转子铁芯由十六个扇形的自扣式外转子铁芯首尾相拼接组成，每个自扣式外转子铁芯由若干扇形转子冲片经自扣铆压而成，每个自扣式外转子铁芯上插设有若干磁钢；每个扇形转子冲片上设有两个用于磁钢安装的磁钢槽；每个扇形转子冲片的左端向外延伸形成凸起，扇形转子冲片的右端向内凹陷形成与凸起相适配的连接凹槽，两个扇形转子冲片相拼接时，第二个的扇形转子冲片的连接凹槽与第一个的扇形转子冲片的凸起相扣合，采用此自扣结构，将十六个扇形的自扣式外转子铁芯形成的外转子铁芯镶嵌到外转子磁轭固定筒内；所述联轴器轴的右端通过旋变转子压圈和旋变转子紧固螺钉连接有旋变转子；所述双螺旋水道环的右侧通过旋变定子压板和旋变定子压板紧固螺钉连接有与旋变转子相配合的旋变定子，所述旋变定子通过旋变定子引出线与接线板电连接；所述双螺旋水道环与外转子磁轭固定筒或联轴器轴之间设有外转子轴承。
进一步地，所述出线盒上设有金属防水螺套。
进一步地，所述定子水道后端盖上开设有让位孔，所述旋变定子位于让位孔内；所述让位孔上通过旋变罩紧固螺钉连接有旋变罩。
进一步地，所述双螺旋水道环和水道外环的连接处之间设有密封O形圈；所述定子水道后端盖与双螺旋水道环和水道外环的连接处分别设有端盖内环水道防水O形圈。
进一步地，所述前端盖和/或定子水道后端盖上设有防水呼吸器。
本发明的有益效果在于：1、内定子铁芯为内定子，定子开口槽为矩形开口槽，扁铜线定子绕组采用扁铜线成形线圈，定子开口槽利用率比圆铜线提高25％；可采用机器手下线；通过多用铜、少用磁钢可以提高电机效率，降低成本，提高功率密度和转矩密度，性价比更好。
2、外转子铁芯采用外转子结构，每两个磁钢采用倒V形磁路，具有磁阻转矩大的特点。
3、内定子铁芯固定带有双螺旋水道的水道外环上；双螺旋水道环和水道外环，通过热压与定子水道后端盖紧固成一体，并通过密封O形圈和端盖内环水道防水O形圈形成封闭的水路系统；定子水道后端盖上端盖进出水道连接双螺旋水道，从而形成冷热交替的高效散热水路系统；双螺旋水道具有水阻小，散热能力强的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1本发明结构示意图；
图2本发明内定子铁芯结构示意图；
图3本发明定子开口槽结构示意图；
图4本发明扁铜线定子绕组结构示意图；
图5本发明内定子铁芯和自扣式外转子铁芯结构示意图；
图6本发明外转子铁芯结构示意图；
图7本发明扇形转子冲片结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例：
一种扁铜线成形定子线圈高磁阻转矩外转子式永磁驱动电机，如图1-图7所示，包括联轴器轴2，所述联轴器轴2的左右两侧分别通过前轴承3和后轴承32连接有前端盖1和双螺旋水道环5；所述后轴承32通过后轴承固定挡环16设于双螺旋水道环5上，所述后轴承固定挡环16通过后轴承挡环固定螺钉15固定于双螺旋水道环5上；所述双螺旋水道环5的外圈上连接有与双螺旋水道环5相配合的水道外环7，双螺旋水道环5与水道外环7相配合形成双螺旋水道14；所述双螺旋水道环5的外侧设有定子水道后端盖18；所述定子水道后端盖18上设有与双螺旋水道14相连通的端盖进出水道21；所述前端盖1和定子水道后端盖18之间连接有机壳33；所述水道外环7上通过内定子铁芯固定环8连接有内定子铁芯11；所述内定子铁芯11由若干定子冲片叠加而成，所述内定子铁芯11上设有七十二个定子开口槽111，所述定子开口槽111内绕设有采用扁铜线成型的扁铜线定子绕组112，第一个的定子开口槽111内的扁铜线定子绕组112与第五个的定子开口槽111内的扁铜线定子绕组112电连接，以此类推，完成整个扁铜线定子绕组112的连接；采用扁铜线成型的扁铜线定子绕组112的线圈端部短，整齐，散热冷却效果好，定子开口槽111利用率高；内定子铁芯11上的扁铜线成型线圈端部9的散热效果更好，电机整体温升更低；所述内定子铁芯11上的扁铜线线圈端部9通过线圈引出线37连接有线圈引出线端子36，所述线圈引出线端子36与设于机壳33上的出线盒35内的接线板38电连接；所述出线盒35上设有金属防水螺套17，用于外接线路的防水；所述联轴器轴2上通过外转子磁轭挡圈34设有外转子磁轭固定筒10，所述外转子磁轭固定筒10将内定子铁芯11罩设于内；所述外转子磁轭固定筒10的内表面上设有与内定子铁芯相配合的外转子铁芯12；所述外转子铁芯12的轴向长度方向由八段转子铁芯组成，每段转子铁芯由十六个扇形的自扣式外转子铁芯首尾相拼接组成，每个自扣式外转子铁芯由若干扇形转子冲片121经自扣铆压而成，每个自扣式外转子铁芯上插设有若干磁钢13；每个扇形转子冲片121上设有两个用于磁钢13安装的磁钢槽122；每个扇形转子冲片121的左端向外延伸形成凸起124，扇形转子冲片121的右端向内凹陷形成与凸起124相适配的连接凹槽123，两个扇形转子冲片121相拼接时，第二个的扇形转子冲片121的连接凹槽123与第一个的扇形转子冲片121的凸起124相扣合，采用此自扣结构，将十六个扇形的自扣式外转子铁芯形成的外转子铁芯12镶嵌到外转子磁轭固定筒10内，可以发挥倒V形的磁钢13的磁阻转矩大，过载能力强，高速区宽的特点；同时采用了扇形转子冲片121，扇形转子冲片121的材料利用率极大提高，可比传统的冲片材料利用率提高40％；所述联轴器轴2的右端通过旋变转子压圈29和旋变转子紧固螺钉28连接有旋变转子30；所述双螺旋水道环5的右侧通过旋变定子压板24和旋变定子压板紧固螺钉25连接有与旋变转子30相配合的旋变定子27，所述旋变定子27通过旋变定子引出线与接线板38电连接。
本实施例中，所述双螺旋水道环5与外转子磁轭固定筒10或联轴器轴2之间设有外转子轴承39，使得双螺旋水道环5在外转子轴承39和后轴承32之间进行平衡定位。
本实施例中，所述定子水道后端盖18上开设有让位孔181，所述旋变定子27位于让位孔181内；所述让位孔181上通过旋变罩紧固螺钉26连接有旋变罩31。
本实施例中，所述双螺旋水道环5和水道外环7的连接处之间设有密封O形圈6；所述定子水道后端盖18与双螺旋水道环5和水道外环7的连接处分别设有端盖内环水道防水O形圈22。
本实施例中，所述前端盖1和/或定子水道后端盖18上设有防水呼吸器20。
本实施例内定子铁芯11为内定子，定子开口槽111为矩形开口槽，扁铜线定子绕组112采用扁铜线成形线圈，定子开口槽111利用率比圆铜线提高25％；可采用机器手下线；通过多用铜、少用磁钢可以提高电机效率，降低成本，提高功率密度和转矩密度，性价比更好。
外转子铁芯12采用外转子结构，每两个磁钢13采用倒V形磁路，具有磁阻转矩大的特点，磁钢13采用插入式，每一极倒V形的两个磁钢13在一个扇形转子冲片121中，一个转子冲片按极数分成十六等份，十六个倒V形磁钢组，即十六组扇形转子冲片121，组成一个整圆的外转子铁芯12，镶嵌在外转子磁轭固定筒10内。
内定子铁芯11固定带有双螺旋水道14的水道外环7上；双螺旋水道环5和水道外环7，通过热压与定子水道后端盖18紧固成一体，并通过密封O形圈6和端盖内环水道防水O形圈22形成封闭的水路系统；定子水道后端盖18上端盖进出水道21连接双螺旋水道14，从而形成冷热交替的高效散热水路系统；双螺旋水道14具有水阻小，散热能力强的优点。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.扁铜线成形定子线圈高磁阻转矩外转子式永磁驱动电机，其特征在于：包括联轴器轴(2)，所述联轴器轴(2)的左右两侧分别通过前轴承(3)和后轴承(32)连接有前端盖(1)和双螺旋水道环(5)；所述后轴承(32)通过后轴承固定挡环(16)设于双螺旋水道环(5)上，所述后轴承固定挡环(16)通过后轴承挡环固定螺钉(15)固定于双螺旋水道环(5)上；所述双螺旋水道环(5)的外圈上连接有与双螺旋水道环(5)相配合的水道外环(7)，双螺旋水道环(5)与水道外环(7)相配合形成双螺旋水道(14)；所述双螺旋水道环(5)的外侧设有定子水道后端盖(18)；所述定子水道后端盖(18)上设有与双螺旋水道(14)相连通的端盖进出水道(21)；所述前端盖(1)和定子水道后端盖(18)之间连接有机壳(33)；所述水道外环(7)上通过内定子铁芯固定环(8)连接有内定子铁芯(11)；所述内定子铁芯(11)由若干定子冲片叠加而成，所述内定子铁芯(11)上设有七十二个定子开口槽(111)，所述定子开口槽(111)内绕设有采用扁铜线成型的扁铜线定子绕组(112)，第一个的定子开口槽(111)内的扁铜线定子绕组(112)与第五个的定子开口槽(111)内的扁铜线定子绕组(112)电连接，以此类推，完成整个扁铜线定子绕组(112)的连接；所述内定子铁芯(11)上的扁铜线线圈端部(9)通过线圈引出线(37)连接有线圈引出线端子(36)，所述线圈引出线端子(36)与设于机壳(33)上的出线盒(35)内的接线板(38)电连接；所述联轴器轴(2)上通过外转子磁轭挡圈(34)设有外转子磁轭固定筒(10)，所述外转子磁轭固定筒(10)将内定子铁芯(11)罩设于内；所述外转子磁轭固定筒(10)的内表面上设有与内定子铁芯相配合的外转子铁芯(12)；所述外转子铁芯(12)的轴向长度方向由八段转子铁芯组成，每段转子铁芯由十六个扇形的自扣式外转子铁芯首尾相拼接组成，每个自扣式外转子铁芯由若干扇形转子冲片(121)经自扣铆压而成，每个自扣式外转子铁芯上插设有若干磁钢(13)；每个扇形转子冲片(121)上设有两个用于磁钢(13)安装的磁钢槽(122)；每个扇形转子冲片(121)的左端向外延伸形成凸起(124)，扇形转子冲片(121)的右端向内凹陷形成与凸起(124)相适配的连接凹槽(123)，两个扇形转子冲片(121)相拼接时，第二个的扇形转子冲片(121)的连接凹槽(123)与第一个的扇形转子冲片(121)的凸起(124)相扣合，采用此自扣结构，将十六个扇形的自扣式外转子铁芯形成的外转子铁芯(12)镶嵌到外转子磁轭固定筒(10)内；所述联轴器轴(2)的右端通过旋变转子压圈(29)和旋变转子紧固螺钉(28)连接有旋变转子(30)；所述双螺旋水道环(5)的右侧通过旋变定子压板(24)和旋变定子压板紧固螺钉(25)连接有与旋变转子(30)相配合的旋变定子(27)，所述旋变定子(27)通过旋变定子引出线与接线板(38)电连接；所述双螺旋水道环(5)与外转子磁轭固定筒(10)或联轴器轴(2)之间设有外转子轴承(39)。
2.根据权利要求1所述的扁铜线成形定子线圈高磁阻转矩外转子式永磁驱动电机，其特征在于：所述出线盒(35)上设有金属防水螺套(17)。
3.根据权利要求1所述的扁铜线成形定子线圈高磁阻转矩外转子式永磁驱动电机，其特征在于：所述定子水道后端盖(18)上开设有让位孔(181)，所述旋变定子(27)位于让位孔(181)内；所述让位孔(181)上通过旋变罩紧固螺钉(26)连接有旋变罩(31)。
4.根据权利要求1所述的扁铜线成形定子线圈高磁阻转矩外转子式永磁驱动电机，其特征在于：所述双螺旋水道环(5)和水道外环(7)的连接处之间设有密封O形圈(6)；所述定子水道后端盖(18)与双螺旋水道环(5)和水道外环(7)的连接处分别设有端盖内环水道防水O形圈(22)。
5.根据权利要求1所述的扁铜线成形定子线圈高磁阻转矩外转子式永磁驱动电机，其特征在于：所述前端盖(1)和/或定子水道后端盖(18)上设有防水呼吸器(20)。
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