CN111682678A - 一种新型双转子单定子非晶合金盘式电机 - Google Patents

一种新型双转子单定子非晶合金盘式电机 Download PDF

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Abstract

一种新型双转子单定子非晶合金盘式电机，包括机壳，以及与机壳固定连接的前端盖和后端盖，所述机壳内固定设置有定子，所述定子的两侧均设置有转子，所述定子包括非晶合金定子铁芯以及绕组，所述机壳的内部设置有凸台，所述非晶合金定子铁芯的两侧均开设有定位槽，所述定子放置在与凸台平行的位置，所述定位槽内设置有定位压板，所述定位压板的宽头端与凸台固定连接，所述非晶合金定子铁芯的两侧相对的两个定位压板的尖头端固定连接。所述定位压板放置在非晶合金定子铁芯的两侧，防止定子出现轴向移动，所述定位压板同时又放置在非晶合金定子铁芯两侧的定位槽内，同时也防止定子出现周向移动。

Description

一种新型双转子单定子非晶合金盘式电机
技术领域
本发明涉及电机冷却的技术领域，具体的是一种新型双转子单定子非晶合金盘式电机。
背景技术
第一台电机是1981年法拉第发明的，其结构就是盘式电机，但由于此类电机定转子制造及安装工艺复杂，定转子间轴向磁拉力较大，使得轴承轴向负荷较大，机械损耗增加，效率较低。因此，当1837年传统径向磁通（圆柱式）电机问世后，盘式电机便受到冷落。一百多年来，传统的径向磁通电机一直处于主导地位。
随着现代工业的发展，出现了对电机小型化和扁平化的需求，结构扁平的盘式电机又重新得到重视，对这种电机的研究越来越多。盘式电机与传统径向磁通电机相比具有轴向尺寸短和功率密度高等特点，通常应用在轴向空间受限的特殊应用场合。因此在设计盘式电机时要充分利用电机自身的空间，有利于功率密度的提高。
盘式电机按照定转子的个数及相对位置可分为四类：单定子单转子结构，双定子单转子结构，双转子单定子结构和多盘结构。双转子单定子结构又可根据定子是否开槽对应着双转子单定子开槽盘式电机和双转子单定子无槽盘式电机，其中双转子单定子无槽盘式电机具有定子铁心加工工艺简单、齿槽转矩小的优点，要求齿槽转矩和转矩波动小的场合常采用此类电机。非晶合金具有损耗小的优点，用在电机上能显著提高电机效率。但非晶合金具有薄脆硬的特点，其固定不能采用硅钢片铁心和壳体焊接的方式，需要采用特殊的固定方式。因此，研究如何将非晶合金铁心与壳体固定对双转子单定子非晶合金无槽盘式电机具有重要的现实意义。在冷却方面，目前常用的方式有两种：一是采用在前后端盖加装冷却水套利用循环水对电机进行冷却；另一种是在端盖和壳体上加装散热鳍片，借助散热风扇进行强迫风冷，这些都增加了盘式电机的轴向或径向长度，不利于电机功率密度的提高。
定子固定方面，专利号为CN 105151053A的专利中采用定位环和支撑架等部件将双转子单定子无槽盘式电机定子固定在壳体上，并且在支撑架上开设两个小凹槽以削弱涡流损耗。但此方法存在定子铁心径向中心位置难以定位的问题，同时这种方法在固定定子时需要绕组提供周向电磁转矩阻力，真正实施过程中容易损坏绕组绝缘。
电机冷却方面，公开号为CN104065211A的专利中公开了一种自循环蒸发冷却盘式电机，采用将定子和绕组封闭在密封盘中的冷却方式对定子和绕组进行冷却，利用定子空腔内的冷却介质汽化，蒸汽进入冷凝器后变成液体实现热量的传递，从而给电机降温。该方式存在加工精度要求较高和外置冷凝器散热面积有限的缺点，对于高功率密度电机并不适用。
公开号为CN107579620A的专利公开了一种在盘式电机两侧端盖设置冷却通道的冷却系统，通过冷却通道中的冷却介质实现电机的冷却。此种方式结构紧凑、工艺简单和安装方面等优点，但是为了在盘式电机端盖上设置冷却通道，同时又要保证电机端盖的机械强度，不可避免的要增加电机端盖的厚度。
综上所述的已有的盘式电机固定和冷却方式主要存在以下不足：1、固定方式难以保证定子径向位置精度，且容易使绕组绝缘损坏；2、冷却系统结构复杂，要求加工工艺较高，实现起来较为困难；3、冷却系统的加装会导致盘式电机轴向尺寸增加，不利于电机功率密度的提高。
对于双转子单定子非晶合金无槽盘式电机来说，由于非晶合金具有薄脆硬的物理特性，在固定非晶合金定子时不能采用类似硅钢片定子焊接或螺丝固定等方式进行，需要根据其特点研究和提出新的固定方式。这就是现有技术中的不足之处。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种新型双转子单定子非晶合金盘式电机，定子固定方式合理，结构简单。
本方案是通过如下技术措施来实现的：一种新型双转子单定子非晶合金盘式电机，包括机壳，以及与机壳固定连接的前端盖和后端盖，所述机壳内固定设置有定子，所述定子的两侧均设置有转子，所述定子包括非晶合金定子铁心以及绕组，所述机壳的内部设置有凸台，所述非晶合金定子铁心的两侧均开设有定位槽，所述定子放置在与凸台平行的位置，所述定位槽内设置有定位压板，所述定位压板的宽头端与凸台固定连接，所述非晶合金定子铁心的两侧相对的两个定位压板的尖头端固定连接。采用本技术方案，所述定位压板放置在非晶合金定子铁心的两侧，防止定子出现轴向移动，所述定位压板同时又放置在非晶合金定子铁心两侧的定位槽内，同时也防止定子出现周向旋转。
优选的，所述凸台的两侧设置有螺纹孔，所述定位压板的宽头端设置有螺纹孔，所述定位压板的宽头端通过螺钉与凸台固定连接，所述定位压板的尖头端设置有螺纹孔，所述非晶合金定子铁心的两侧相对的两个定位压板的尖头端通过螺纹丝杆固定连接。
优选的，所述定位压板采用不导磁金属制成；所述螺钉固定处设置有绝缘垫片，所述螺纹丝杆上设置有绝缘套。采用本技术方案，有效的阻止定位压板和螺纹丝杆上出现涡流损耗。所述定位压板可采用不锈钢或高强度合金材料。
优选的，所述机壳内环绕设置有两个冷却通道，一个冷却通道设置在凸台与前端盖之间，另一个冷却通道设置在凸台与后端盖之间，两个冷却通道串联或者并联，所述冷却通道的入口以及冷却通道的出口伸至机壳的外部。采用本技术方案，所述冷却液从冷却通道的入口进入冷却通道内，然后从冷却通道的出口流出，对电机进行冷却。
优选的，所述冷却通道为扁铜管，所述扁铜管通过粘胶固定在机壳的内壁上，所述扁铜管与凸台、机壳、前端盖和后端盖之间均填充导热硅脂。采用本技术方案，有效的减小了热阻，提高了冷却通道的散热能力。
优选的，所述凸台与非晶合金定子铁心之间填充有导热硅脂，方便非晶合金定子铁心散热。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
（1）通过设置凸台、定位压板、定位槽以及螺钉和螺纹杆，既能防止定子出现径向偏移，又能防止电机在工作时定子发生周向旋转，有效地对定子进行固定。
（2）在机壳内设置有冷却通道，与端盖冷却或机壳外冷却方式相比，散热能力更强。将两个冷却通道安装在凸台与前端盖、凸台与后端盖之间，充分利用了盘式电机内部空间，有利于电机功率密度的提高。所述冷却通道的安装位置决定了与定子、转子、绕组之间的距离较短，大大减小了热阻，提高了电机整体散热能力。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明的结构示意图（图中未示出电机中轴）；
图2为非晶合金铁心定位槽的结构示意图；
图3为定位压板连接的结构示意图。
图中：1-机壳，1.1-凸台，2-前端盖，3-后端盖，4-冷却通道，5-冷却通道的入口，6-冷却通道的出口，7-非晶合金定子铁心，7.1-定位槽，8-绕组，9-定位压板，9.1-定位压板的宽头端，9.2-定位压板的尖头端，10-螺钉，11-内螺纹丝杆。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利的保护范围。
如图1-3所示，一种新型双转子单定子非晶合金盘式电机，包括机壳1，以及与机壳1固定连接的前端盖2和后端盖3，所述机壳1内固定设置有定子，所述定子的两侧均设置有转子，所述转子固定设置在电机中轴上，所述电机中轴的两端分别通过轴承与前端盖2、后端盖3可转动连接，所述定子包括非晶合金定子铁心7以及绕组8，所述机壳1的内部设置有凸台1.1，所述机壳1与凸台1.1一体成型，所述凸台1.1为环形，所述非晶合金定子铁心7的两侧均开设有定位槽7.1，所述定子与凸台1.1平行，所述凸台1.1与非晶合金定子铁心7之间填充有导热硅脂，方便非晶合金定子铁心7散热，所述定位槽7.1内设置有定位压板9，所述定位压板的宽头端9.1通过螺钉10与凸台1.1固定连接，所述非晶合金定子铁心7的两侧相对的两个定位压板的尖头端9.2通过螺纹丝杆11固定连接。
在本技术方案中，为了避免出现较大的涡流损耗，所述定位压板9采用不导磁金属制成；所述螺钉10固定处设置有绝缘垫片，所述螺纹丝杆11上设置有绝缘套。
在本技术方案中，所述机壳1内环绕设置有两个冷却通道4，一个冷却通道4设置在凸台1.1与前端盖2之间，另一个冷却通道4设置在凸台1.1与后端盖3之间，两个冷却通道4串联或者并联，所述冷却通道的入口5以及冷却通道的出口6伸至机壳1的外部，所述机壳1上设置有用于冷却通道的入口5以及冷却通道的出口6伸出机壳1的通孔。所述冷却液从冷却通道的入口5进入冷却通道4内，然后从冷却通道的出口6流出，对电机进行冷却。
所述冷却通道4为扁铜管，所述扁铜管通过粘胶固定在机壳的内壁上，所述扁铜管与凸台1.1、机壳1、前端盖2和后端盖3之间均填充导热硅脂。
本发明中的定位压板9放置在非晶合金定子铁心7的两侧，防止定子出现轴向移动，所述定位压板9同时又放置在非晶合金定子铁心7两侧的定位槽7.1内，同时也防止定子出现周向旋转，有效地对定子进行固定。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点、创造性的特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种新型双转子单定子非晶合金盘式电机，包括机壳，以及与机壳固定连接的前端盖和后端盖，所述机壳内固定设置有定子，所述定子的两侧均设置有转子，所述定子包括非晶合金定子铁心以及绕组，其特征是：所述机壳的内部设置有凸台，所述非晶合金定子铁芯的两侧均开设有定位槽，所述定子放置在与凸台平行的位置，所述定位槽内设置有定位压板，所述定位压板的宽头端与凸台固定连接，所述非晶合金定子铁心的两侧相对的两个定位压板的尖头端固定连接。
2.根据权利要求1所述的新型双转子单定子非晶合金盘式电机，其特征是：所述凸台的两侧设置有螺纹孔，所述定位压板的宽头端设置有螺纹孔，所述定位压板的宽头端通过螺钉与凸台固定连接，所述定位压板的尖头端设置有螺纹孔，所述非晶合金定子铁心的两侧相对的两个定位压板的尖头端通过螺纹丝杆固定连接。
3.根据权利要求2所述的新型双转子单定子非晶合金盘式电机，其特征是：所述定位压板采用不导磁金属制成；所述螺钉固定处设置有绝缘垫片，所述螺纹丝杆上设置有绝缘套。
4.根据权利要求1所述的新型双转子单定子非晶合金盘式电机，其特征是：所述机壳内环绕设置有两个冷却通道，一个冷却通道设置在凸台与前端盖之间，另一个冷却通道设置在凸台与后端盖之间，两个冷却通道串联或者并联，所述冷却通道的入口以及冷却通道的出口伸至机壳的外部。
5.根据权利要求4所述的新型双转子单定子非晶合金盘式电机，其特征是：所述冷却通道为扁铜管，所述扁铜管通过粘胶固定在机壳的内壁上，所述扁铜管与凸台、机壳、前端盖和后端盖之间均填充导热硅脂。
6.根据权利要求1所述的新型双转子单定子非晶合金盘式电机，其特征是：所述凸台与非晶合金定子铁心之间填充有导热硅脂。
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