CN112615451A - 一种盘式电机转子的组装方法及盘式电机转子 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盘式电机转子的组装方法及盘式电机转子，盘式电机转子，包括扇形磁钢、环形铁芯、环箍和转子盘，转子盘包括压块、连接杆和转子支架，压块、连接杆和转子支架一体成型。压块、扇形磁钢、环形铁芯和转子支架自上而下依次设置，且扇形磁钢和环形铁芯分别与压块和转子支架热压连接。本方案公开的盘式电机转子，转子盘为一体式结构，扇形磁钢和环形铁芯与转子支架和压块热压连接。由于转子盘为一体式结构，能够保证扇形磁钢和环形铁芯在轴向吸力的作用下不会发生松动和脱落，保证盘式电机的性能。

Description

一种盘式电机转子的组装方法及盘式电机转子

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种盘式电机转子的组装方法及盘式电机转子。

背景技术

径向磁场电机和轴向磁场电机(也叫盘式电机)是电机领域的两大分支。盘式电机以其更高的铁芯利用率、更大的功率密度以及更高的转矩密度受到了越来越广泛的应用。

现有技术中，环形铁芯紧贴在转子支架上，扇形磁钢直接粘接在环形铁芯上，通过轻型复合材料板压住扇形磁钢对扇形磁钢进一步限位，轻型复合材料板也是通过胶粘结在转子支架上。由于盘式电机的结构特点决定转子支架要承受很大的轴向磁吸力，环形铁芯和扇形磁钢经常处于轴向磁吸力的工况下，很容易出现松动和脱落的现象，从而影响盘式电机的性能。

因此，如何避免盘式电机的转子发生松动和脱落，以保证盘式电机的性能，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种盘式电机转子，以避免盘式电机的转子发生松动和脱落，以保证盘式电机的性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种盘式电机转子，包括扇形磁钢、环形铁芯、环箍和转子盘，

所述转子盘为一体成型的转子盘，包括由上向下依次设置的压块、连接杆和转子支架，所述压块沿所述转子支架的周向均匀分布，所述压块通过所述连接杆与所述转子支架连接，

所述扇形磁钢的个数为多个，多个所述扇形磁钢位于所述环形铁芯的正面且沿着所述环形铁芯的周向均匀分布，所述扇形磁钢位于相邻两个所述压块之间且与所述压块热压连接，

所述环形铁芯上开设有与所述连接杆配合的安装孔，所述环形铁芯的背面与所述转子支架的正面热压连接，所述环形铁芯的直径小于所述转子支架的直径，

所述环箍套设在所述环形铁芯上，所述环箍沿自身轴线方向的高度大于所述环形铁芯的厚度且至多等于所述环形铁芯的厚度与所述扇形磁钢的厚度之和，所述环箍用于径向限位所述扇形磁钢。

优选的，在上述盘式电机转子中，所述环形铁芯上设置有轴孔，所述环形铁芯的正面和背面分别设置有与所述轴孔同轴布置的第一环形凸台和第二环形凸台，所述第一环形凸台的外壁能够与所述扇形磁钢的内圆弧相抵，

所述转子支架为环形转子支架，所述环形转子支架套设在所述第二环形凸台上。

优选的，在上述盘式电机转子中，所述转子支架为树脂支架，所述压块为树脂压块。

优选的，在上述盘式电机转子中，所述环形铁芯的正面为平面，用于安装所述扇形磁钢，所述环形铁芯的背面设置有导磁凸台和第一凹槽，所述导磁凸台上设置所述安装孔，所述导磁凸台和所述第一凹槽间沿所述环形铁芯的周向隔分布；

所述转子支架的正面开设有与所述导磁凸台配合的第二凹槽，和与所述第一凹槽配合的凸台，所述第二凹槽的槽底设置所述安装孔。

优选的，在上述盘式电机转子中，所述导磁凸台为矩形凸台，所述导磁凸台沿所述环形铁芯的径向方向设置，相邻所述导磁凸台之间形成所述第一凹槽，所述第一凹槽为三角形凹槽，所述第二凹槽为矩形凹槽，所述凸台为三角形凸台。

优选的，在上述盘式电机转子中，所述环形铁芯上开设有散热孔。

优选的，在上述盘式电机转子中，所述环箍沿自身径向方向的宽度至多等于所述环形铁芯与所述转子支架之间的半径差。

优选的，在上述盘式电机转子中，所述环箍为碳纤维环箍。

优选的，在上述盘式电机转子中，所述压块为三棱柱形压块，所述压块的形状与所述第一凹槽的形状相同，所述压块的上端两侧均设置有能够压紧所述扇形磁钢的边缘的压板。

一种盘式电机转子的组装方法，适用于上述任意一个方案中记载的盘式电机转子的组装，包括如下步骤：

1)将扇形磁钢沿环形铁芯的周向放置在环形铁芯的正面；

2)将制作转子支架的材料放入用于热压制作转子支架的第一模具中，将制作压块的材料放入用于热压制作压块的第二模具中，然后将环形铁芯和扇形磁钢组成的整体放入第一模具与第二模具之间，部分材料进入环形铁芯的安装孔，热压制作转子支架、压块和连接杆，同时实现转子支架与环形铁芯、以及压块与扇形磁钢的热压连接。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的盘式电机转子，包括扇形磁钢、环形铁芯、环箍和转子盘，转子盘包括压块、连接杆和转子支架，压块、连接杆和转子支架一体成型。压块、扇形磁钢、环形铁芯和转子支架自上而下依次设置，且扇形磁钢和环形铁芯分别与压块和转子支架热压连接。本方案公开的盘式电机转子，转子盘为一体式结构，扇形磁钢和环形铁芯与转子支架和压块热压连接。由于转子盘为一体式结构，能够保证扇形磁钢和环形铁芯在轴向吸力的作用下不会发生松动和脱落，保证盘式电机的性能。

本方案还公开了一种盘式电机转子的组装方法，适用于上述任意一个方案中记载的盘点电子转子的组装。由于盘式电机转子具有上述技术效果，通过该方法组装的盘式电机转子也具有同样的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例提供的盘式电机转子的爆炸图；

图2为本发明实施例提供的转子盘的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的环形铁芯的正面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的环形铁芯的背面结构示意图；

图5为本发明实施例提供的转子支架与压块配合的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的压块的结构示意图。

其中，

1、扇形磁钢，2、环箍，3、转子盘，31、压块，32、转子支架，321、第二凹槽，322、凸台，4、环形铁芯，41、导磁凸台，42、第一凹槽，43、散热孔。

具体实施方式

本发明公开了一种盘式电机转子，以避免盘式电机的转子发生松动和脱落，以保证盘式电机的性能。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图6。

本发明公开了一种盘式电机转子，包括扇形磁钢1、环形铁芯4、环箍2和转子盘3。

转子盘3为一体成型的转子盘3。转子盘3包括右上向下依次设置的压块31、连接杆和转子支架32。本方案公开的转子盘3为一体成型结构，本身连接牢固可靠。

本方案公开的盘式电机转子由上向下依次包括压块31、扇形磁钢1、环形铁芯4和转子支架32。

环形铁芯4为圆环形铁芯，扇形磁钢1位于环形铁芯4的正面，扇形磁钢1的个数为多个，多个扇形磁钢1沿着环形铁芯4的周向均匀排布。如图1所示，扇形磁钢1的径向方向与环形铁芯4对应位置的径向方向相同。此处需要说明的是，环形铁芯4的正面为环形铁芯远离转子支架32的一侧。

如图1和2所示，扇形磁钢1的外圆弧边与环形铁芯4的外圈平齐。

在多个扇形磁钢1与环形铁芯4的正面配合后，将转子盘3与扇形磁钢1和环形铁芯4组成的整体进行连接。

本方案中转子支架32和压块31分别与环形铁芯4的背面和压块31的正面热压连接。具体的，将制作转子支架32的材料放入用于制作转子支架32的第一模具中，将制作压块31的材料放入用于制作压块31的第二模具中，然后将环形铁芯4和扇形磁钢1组成的整体放入第一模具与第二模具之间，最后热压。在热压过程中不仅实现了转子支架32的热压制作，而且实现了压块31的热压制作，更重要的是实现了转子支架32与环形铁芯4的连接，以及压块31与扇形磁钢1的连接，同时连接杆也在环形铁芯4的安装孔中热压成型，并与转子支架32和压块31连接。

转子支架32、连接杆和压块31组成一体式结构，即制作过程中即完成连接。

每个压块31上至少设置两个连接杆，连接杆不仅起到了连接转子支架32与压块31的作用，而且对环形铁芯4起到了周向和轴向限位的作用，防止环形铁芯4与转子支架32之间发生周向方向和径向的相对运动。

转子盘3制作完成后，压块4沿着转子支架32的周向均匀分布，相邻两个压块之间具有一个扇形磁钢1。压块4的作用是将扇形磁钢1压紧在环形铁芯4上。

本方案中环形铁芯4与转子支架32同轴布置，转子支架32的直径大于环形铁芯4的直径，在转子支架32与环形铁芯4连接完成后，转子支架32对环形铁芯4的外周进行包覆且包覆高度至少为环形铁芯4的厚度的一半，转子支架32对环形铁芯4的外周形成一个L型面。

环箍2套设在该L型面上，环箍2用于径向限位扇形磁钢1。在本方案的一个具体实施例中，环箍2沿自身轴线方向的高度大于环形铁芯4的厚度，且至多等于环形铁芯4与扇形磁钢1的厚度之和，保证环箍2对扇形磁钢1的有效压紧。

优选的，环箍2沿自身轴线方向的高度等于环形铁芯4与扇形磁钢1的厚度之和。

扇形磁钢1在环形铁芯4上的固定通过环箍2和压块4配合实现，环箍2能够对扇形磁钢1起到径向限位作用，防止扇形磁钢1沿着环形铁芯4的径向方向滑出，压块31实现对扇形磁钢1在轴向方向的压紧和沿环形铁芯4周向方向的限位。

本方案公开的盘式电机转子，包括扇形磁钢1、环形铁芯4、环箍2和转子盘3，转子盘3包括压块31、连接杆和转子支架32，压块31、连接杆和转子支架32一体成型。压块31、扇形磁钢1、环形铁芯4和转子支架32自上而下依次设置，且扇形磁钢1和环形铁芯4分别与压块31和转子支架32热压连接。本方案公开的盘式电机转子，转子盘3为一体式结构，扇形磁钢1和环形铁芯4与转子支架32和压块31热压连接。由于转子盘3为一体式结构，能够保证扇形磁钢1和环形铁芯4在轴向吸力的作用下不会发生松动和脱落，保证盘式电机的性能。

本方案中扇形磁钢1和环形铁芯4在转子支架32和压块31热压制作过程实现与扇形磁钢1和环形铁芯4的连接，且环形铁芯4能够充当连接杆的热压模具，转子支架32和压块31在热压制作的过程同时完成与扇形磁钢1和环形铁芯4的连接，相对于现有技术中通过胶粘连接的方式，连接强度高，且连接可靠。

本方案中环形铁芯4上设置轴孔，环形铁芯4的正面和背面分别设置有与轴孔同轴布置的第一环形凸台和第二环形凸台。第一环形凸台的外壁能够与扇形磁钢1的内圆弧相抵。

转子支架32为环形转子支架，环形转子支架沿自身径向方向的宽度至少等于扇形磁钢1的宽度与环箍2的厚度之和，环形转子支架的内圈与扇形磁钢1的内圆弧平齐，且环形转子支架套设在第二环形凸台上。

如图3和4所示，第一环形凸台和第二环形凸台的内圈均为轴孔的孔壁。

此处需要说明的是，第一环形凸台对转子支架32起到了周向和周向限位作用；扇形磁钢1在环形铁芯4的正面安装时，扇形磁钢1的内圆弧边与第二环形凸台相抵，环箍2套设在环形铁芯上后，扇形磁钢1的外圆弧边与环箍的内圈相抵，即第二环形凸台和环箍配合实现扇形磁钢1在环形铁芯4上沿径向方向的固定。

本方案将盘式电机转子的轴孔设置在环形铁芯4上，转子支架32安装在环形铁芯4上，扇形磁钢1也安装在环形铁芯4上，环形铁芯4随着转轴转动，带动转子支架32和扇形磁钢1转动。

在本方案的一个具体实施例中，转子支架32为树脂支架，压块31为树脂压块。

转子支架32和压块31不限于树脂材料，还可以为其他高强度复合材料。

如图3所示，环形铁芯4的正面为平面，用于安装扇形磁钢1；如图4所示，环形铁芯4的背面设置有导磁凸台41和第一凹槽42，导磁凸台41和第一凹槽42沿环形铁芯4的周向间隔分布。

环形铁芯4的背面形状决定了转子支架32的正面结构。第一模具用于成型转子支架32的背面，环形铁芯4与第一模具配合，用于成型转子支架32的正面，转子支架32的正面结构与环形铁芯4的背面结构相同。本方案中环形铁芯4的背面设置有间隔布置的导磁凸台41和第一凹槽42，相应的，转子支架32的正面开设有与导磁凸台41配合的第二凹槽321，以及和第一凹槽42配合的凸台322。

环形铁芯4与转子支架32配合时，环形铁芯4的导磁凸台41插入转子支架32的第二凹槽321内，环形铁芯4的第一凹槽42内嵌入转子支架32的凸台。环形铁芯4与转子支架32通过凹槽与凸台配合的方式，实现对环形铁芯4的周向和轴向限位，同时增大了环形铁芯4与转子支架32之间的接触面积，进一步增强了环形铁芯4与转子支架32通过热压连接的结合度，进一步防止环形铁芯4从转子支架32上脱落。

导磁凸台41的厚度为环形铁芯4的整体厚度的一半，即环形铁芯4有一半厚度嵌入转子支架32内。

在本方案的一个具体实施例中，导磁凸台41为矩形凸台，导磁凸台41沿环形铁芯4的径向方向设置，导磁凸台41的长度等于转子支架32沿自身径向方向的宽度即导磁凸台41的一端与第一环形凸台相抵，导磁凸台41的另一端与环形铁芯4的外周平齐，相邻两个导磁凸台41之间形成三角形的第一凹槽42。

如图4所示，导磁凸台41上设置安装孔，如图5所示，第二凹槽321的槽底与连接杆连接。

相应的，转子支架32的正面的第二凹槽321为矩形凹槽，矩形凹槽的内侧与转子支架32的内圈连通，即矩形凹槽仅具有三个侧壁，凸台322为三角形凸台。

导磁凸台41、第一凹槽42、第二凹槽321和凸台322的形状不限于上述实施例，还可以为其他形状，在此不做具体限定。

环箍2沿自身径向方向的宽度至多等于环形铁芯4与转子支架32之间的半径差，保证环箍2套设在扇形磁钢1上后，环箍2的外周不会凸出于转子支架32的外周。

如图3和4所示，环形铁芯4上开设有散热孔43，散热孔43沿铁芯的轴线方向开设且贯穿环形铁芯4，散热孔43开设在环形铁芯4的第一环形凸台上。

扇形磁钢1与环形铁芯4的正面配合后，环形铁芯4位于相邻两个扇形磁钢1之间的空间的形状决定了压块31的形状。第二模具用于成型压块31的正面，压块31的背面形状环形铁芯4位于相邻两个扇形磁钢1之间的空间的形状相同。本方案中相邻两个扇形磁钢1之间的形状为三棱柱形。在本方案的一个具体实施例中，压块31为三棱柱形压块。压块31能够与扇形磁钢1接触的两侧的上端设置有压板，压板能够压紧扇形磁钢1的正面，压板的下端能够伸入相邻两个扇形磁钢1之间的空间。

本方案中扇形磁钢1和环形铁芯2不仅起到了本身的作用，而且能够在转子盘3的热压制作过程中充当模具。

优选的，压块31与压板在热压过程中一体成型。如图6所示，压板与压块31的连接位置为倾斜面。

在本方案的一个具体实施例中，环箍2为碳纤维环箍。本方案中环箍2通过碳纤维缠绕成型。

本方案还公开了一种盘式电机转子的组装方法，适用于上述任意一个方案中记载的盘点电子转子的组装。由于盘式电机转子具有上述技术效果，通过该方法组装的盘式电机转子也具有同样的技术效果，在此不再赘述。

具体步骤如下：

1)将扇形磁钢沿环形铁芯的周向放置在环形铁芯的正面；

2)将制作转子支架32的材料放入用于热压制作转子支架32的第一模具中，将制作压块31的材料放入用于热压制作压块31的第二模具中，然后将环形铁芯4和扇形磁钢1组成的整体放入第一模具与第二模具之间，部分材料进入环形铁芯4的安装孔，热压制作转子支架32、压块31和连接杆，同时实现转子支架32与环形铁芯4、以及压块31与扇形磁钢1的热压连接。

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相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种盘式电机转子，其特征在于，包括扇形磁钢(1)、环形铁芯(4)、环箍(2)和转子盘(3)，

所述转子盘(3)为一体成型的转子盘(3)，包括由上向下依次设置的压块(31)、连接杆和转子支架(32)，所述压块(4)沿所述转子支架(32)的周向均匀分布，所述压块(4)通过所述连接杆与所述转子支架(32)连接，

所述扇形磁钢(1)的个数为多个，多个所述扇形磁钢(1)位于所述环形铁芯(4)的正面且沿着所述环形铁芯(4)的周向均匀分布，所述扇形磁钢(1)位于相邻两个所述压块(4)之间且与所述压块(4)热压连接，

所述环形铁芯(4)上开设有与所述连接杆配合的安装孔，所述环形铁芯(4)的背面与所述转子支架(32)的正面热压连接，所述环形铁芯(4)的直径小于所述转子支架(32)的直径，

所述环箍(2)套设在所述环形铁芯(4)上，所述环箍(2)沿自身轴线方向的高度大于所述环形铁芯(4)的厚度且至多等于所述环形铁芯(4)的厚度与所述扇形磁钢(1)的厚度之和，所述环箍(2)用于径向限位所述扇形磁钢(1)。

2.根据权利要求1所述的盘式电机转子，其特征在于，所述环形铁芯(4)上设置有轴孔，所述环形铁芯(4)的正面和背面分别设置有与所述轴孔同轴布置的第一环形凸台和第二环形凸台，所述第一环形凸台的外壁能够与所述扇形磁钢(1)的内圆弧相抵，

所述转子支架(32)为环形转子支架，所述环形转子支架套设在所述第二环形凸台上。

3.根据权利要求2所述的盘式电机转子，其特征在于，所述转子支架(32)为树脂支架，所述压块(31)为树脂压块。

4.根据权利要求3所述的盘式电机转子，其特征在于，所述环形铁芯(4)的正面为平面，用于安装所述扇形磁钢(1)，所述环形铁芯(4)的背面设置有导磁凸台(41)和第一凹槽(42)，所述导磁凸台(41)上设置所述安装孔，所述导磁凸台(41)和所述第一凹槽(42)间沿所述环形铁芯(4)的周向隔分布；

所述转子支架(32)的正面开设有与所述导磁凸台(41)配合的第二凹槽(321)，和与所述第一凹槽(42)配合的凸台(322)，所述第二凹槽(321)的槽底设置所述安装孔。

5.根据权利要求4所述的盘式电机转子，其特征在于，所述导磁凸台(41)为矩形凸台，所述导磁凸台(41)沿所述环形铁芯(4)的径向方向设置，相邻所述导磁凸台(41)之间形成所述第一凹槽(42)，所述第一凹槽(42)为三角形凹槽，所述第二凹槽(321)为矩形凹槽，所述凸台为三角形凸台。

6.根据权利要求2所述的盘式电机转子，其特征在于，所述环形铁芯(4)上开设有散热孔(43)。

7.根据权利要求1所述的盘式电机转子，其特征在于，所述环箍(2)沿自身径向方向的宽度至多等于所述环形铁芯(4)与所述转子支架(32)之间的半径差。

8.根据权利要求1所述的盘式电机转子，其特征在于，所述环箍(2)为碳纤维环箍。

9.根据权利要求1所述的盘式电机转子，其特征在于，所述压块(31)为三棱柱形压块，所述压块(31)的形状与所述第一凹槽(42)的形状相同，所述压块(31)的上端两侧均设置有能够压紧所述扇形磁钢(1)的边缘的压板。

10.一种盘式电机转子的组装方法，其特征在于，适用于权利要求1-9中任一项所述的盘式电机转子的组装，包括如下步骤：

1)将扇形磁钢(1)沿环形铁芯(4)的周向放置在环形铁芯(4)的正面；

2)将制作转子支架(32)的材料放入用于热压制作转子支架(32)的第一模具中，将制作压块(31)的材料放入用于热压制作压块(31)的第二模具中，然后将环形铁芯(4)和扇形磁钢(1)组成的整体放入第一模具与第二模具之间，部分材料进入环形铁芯(4)的安装孔，热压制作转子支架(32)、压块(31)和连接杆，同时实现转子支架(32)与环形铁芯(4)、以及压块(31)与扇形磁钢(1)的热压连接。

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