CN113113987A - 一种转子组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转子组件，用于盘式电机，包括导磁转子支架、前端面永磁体和中间永磁体；前端面永磁体和中间永磁体均安装在导磁转子支架上，且中间永磁体环绕前端面永磁体设置；前端面永磁体能够与盘式电机前端面上的前定子铁芯面对面设置；中间永磁体能够置于盘式电机内周向上的中间定子铁芯的定子槽内，且中间永磁体的侧壁与定子槽的侧壁相距预设的距离。相对于现有技术中盘式电机仅形成1个磁场回路，本发明2个磁场回路提高了能量转换效率。此外，中间永磁体和前端面永磁体共用1个导磁转子支架，提高了能量转换能力与盘式电机的体积重量比值。

Description

一种转子组件

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其是涉及一种转子组件。

背景技术

目前，盘式电机的转子组件包括转子盘和安装在转子盘一侧面上的永磁体，永磁体面向定子铁芯设置。通过永磁体和定子铁芯间形成完整的磁回路实现机械能和电能间的转换。

然而，盘式电机的能量转换效率较低。

因此，如何提高盘式电机的能量转换效率是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种转子组件，以提高盘式电机的能量转换效率。

为了实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种转子组件，用于盘式电机，包括导磁转子支架、前端面永磁体和中间永磁体；

所述前端面永磁体和所述中间永磁体均安装在所述导磁转子支架上，且所述中间永磁体环绕所述前端面永磁体设置；

所述前端面永磁体能够与所述盘式电机前端面上的前定子铁芯面对面设置；

所述中间永磁体能够置于所述盘式电机内周向上的中间定子铁芯的定子槽内，且所述中间永磁体的侧壁与所述定子槽的侧壁相距预设的距离。

在一个具体的实施方案中，所述转子组件还包括后端面永磁体；

所述后端面永磁体安装在所述导磁转子支架上，且与所述前端面永磁体背对背设置；

所述后端面永磁体能够与所述盘式电机后端面上的后定子铁芯面对面设置。

在另一个具体的实施方案中，所述导磁转子支架包括同轴心设置的第一支撑盘和第二支撑盘；

所述第一支撑盘设置在所述第二支撑盘的第一端面上，且所述第一支撑盘的周向上开设有用于安装所述前端面永磁体的前端面永磁体固定槽；

所述第二支撑盘的周向上开设有用于安装所述中间永磁体的中间永磁体固定通槽。

在另一个具体的实施方案中，所述导磁转子支架还包括与所述第二支撑盘同轴心设置的第三支撑盘；

所述第三支撑盘设置在所述第二支撑盘的第二端面上，且所述第三支撑盘的周向上开设有用于安装所述后端面永磁体的后端面永磁体固定槽。

在另一个具体的实施方案中，所述转子组件还包括前端面永磁体限位件；

所述前端面永磁体固定槽为至少一端开放的槽；

所述前端面永磁体限位件封闭所述前端面永磁体固定槽的开放端，用于限位所述前端面永磁体。

在另一个具体的实施方案中，所述转子组件还包括中间永磁体紧固件；

所述中间永磁体紧固件封闭所述中间永磁体固定通槽的槽顶，用于限位所述中间永磁体。

在另一个具体的实施方案中，所述转子组件还包括后端面永磁体限位件；

所述后端面永磁体固定槽为至少一端开放的槽；

所述后端面永磁体限位件封闭所述后端面永磁体固定槽的开放端，用于限位所述后端面永磁体。

在另一个具体的实施方案中，所述前端面永磁体固定槽和所述后端面永磁体固定槽均为一端封闭，一端开放的槽，且背离所述中间永磁体固定通槽的那端为封闭端；

前端面永磁体紧固件的外壁平齐或者低于所述中间永磁体固定通槽的槽底；

所述后端面永磁体紧固件的外壁平齐或者低于所述中间永磁体固定通槽的槽底。

在另一个具体的实施方案中，所述前端面永磁体固定槽、中间永磁体固定槽和后端面永磁体固定槽的个数均相等；

且所述前端面永磁体固定槽、中间永磁体固定槽和后端面永磁体固定槽的对称面重合设置。

在另一个具体的实施方案中，所述导磁转子支架为电工钢片制成或者磁性金属粉末压制而成。

根据本发明的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本发明范围内，是本发明具体实施方式的一部分。

在本发明的一个具体实施例中，本发明公开转子组件，使用时，将转子组件可转动安装到盘式电机内，使得前端面永磁体面向盘式电机前端面上的前定子铁芯面，中间永磁体置于盘式电机内周向上的中间定子铁芯的定子槽内，由于中间永磁体的侧壁与定子槽的侧壁相距预设的距离，因此，中间永磁体能够随着导磁转子支架的转动从一个定子槽转到下一个定子槽。前定子铁芯与前端面永磁体间及中间永磁体与中间定子铁芯间分别形成闭合的磁场回路，相对于现有技术中盘式电机仅形成1个磁场回路，本发明2个磁场回路提高了能量转换效率。此外，中间永磁体和前端面永磁体共用1个导磁转子支架，提高了能量转换能力与盘式电机的体积重量比值。

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为本发明提供的转子组件的爆炸结构示意图；

图2为本发明提供的前端面永磁体的结构示意图；

图3为本发明提供的导磁转子支架的结构示意图。

其中，图1-3中：

转子组件1000、导磁转子支架100、前端面永磁体200、中间永磁体300、后端面永磁体400、第一支撑盘10、第二支撑盘11、前端面永磁体固定槽12、中间永磁体固定通槽13、第三支撑盘14、后端面永磁体固定槽15、前端面永磁体限位件500、中间永磁体紧固件600、后端面永磁体限位件700。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图1-3和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

实施例一

本发明提供了一种转子组件1000，如图1所示，用于盘式电机。其中，转子组件1000包括导磁转子支架100、前端面永磁体200和中间永磁体300，前端面永磁体200和中间永磁体300均安装在导磁转子支架100上，且中间永磁体300环绕前端面永磁体200设置。具体地，前端面永磁体200和中间永磁体300的个数均为多个，且前端面永磁体200和中间永磁体300分别沿着不同的半径周向均布在导磁转子支架100上，中间永磁体300的分布半径大于前端面永磁体200的分布半径，即中间永磁体300环绕前端面永磁体200分布。

前端面永磁体200能够与盘式电机前端面上的前定子铁芯面对面设置，即前定子铁芯面向前端面永磁体200设置，以便于前定子铁芯与前端面永磁体200能够形成闭合的磁场回路。

中间永磁体300置于中间定子铁芯的定子槽内，中间定子铁芯的个数与中间永磁体300的个数相等，也为多个，多个中间永磁体300均布在盘式电机内周向上。

具体地，中间定子铁芯的定子槽为通槽，导磁转子支架100转动时，带动中间永磁体300从一个定子槽穿出后，进入下一个定子槽。中间永磁体300的侧壁与定子槽的侧壁相距预设的距离，以避免中间永磁体300随着导磁转子支架100转动时碰撞到定子槽的侧壁。预设的距离是指在旋转过程中，中间永磁体300与中间定子铁芯重合时产生足够小的气隙，使得中间永磁体300与中间定子铁芯形成短磁路，中间永磁体300与中间定子铁芯错开时气隙足够大，使得中间永磁体300与中间定子铁芯不能形成磁场回路，中间永磁体300与中间定子组件之间没有吸力，以实现转子组件1000的持续旋转的距离。

本发明公开转子组件1000，前定子铁芯与前端面永磁体200间及中间永磁体300与中间定子铁芯间分别形成闭合的磁场回路，提高了能量转换效率，进而提高了能量转换能力与盘式电机的体积重量比值。

实施例二

在本发明提供的第二实施例中，本实施例中的转子组件1000和实施例一中的转子组件1000的结构类似，对相同之处就不再赘述了，仅介绍不同之处。

在本实施例中，本发明具体公开了转子组件1000还包括后端面永磁体400，后端面永磁体400安装在导磁转子支架100上，且与前端面永磁体200背对背设置，后定子组件与后端面永磁体400面对面设置，即后定子铁芯面向后端面永磁体400设置，以便于后端面永磁体400与后定子铁芯能够形成闭合的磁场回路。

进一步地，本发明公开了导磁转子支架100包括同轴心设置的第一支撑盘10和第二支撑盘11，如图3所示，第一支撑盘10设置在第二支撑盘11的第一端面上，具体地，第一支撑盘10和第二支撑盘11一体成型连接。

第一支撑盘10的周向上开设有前端面永磁体固定槽12，前端面永磁体固定槽12用于安装前端面永磁体200。具体地，前端面永磁体固定槽12的形状与前端面永磁体200的形状契合。需要说明的是，前端面永磁体固定槽12可以是封闭槽，也可以是一端开口，一端封闭的槽，还可以是两端均开口的通槽。

进一步地，本发明公开了转子组件1000还包括前端面永磁体限位件500，具体地，前端面永磁体限位件500可以是任意形状，例如圆环状等。前端面永磁体固定槽12为至少一端开放的槽，前端面永磁体限位件500封闭前端面永磁体固定槽12的开放端，用于限位前端面永磁体200。前端面永磁体200的一端与前端面永磁体固定槽12的封闭端抵接，前端面永磁体200的另一端与前端面永磁体200紧固件抵接。

本实施例以前端面永磁体固定槽12为一端开放，另一端封闭的槽，背离中间永磁体固定通槽13的那端为封闭端为例。

进一步地，本发明公开了前端面永磁体200紧固件的外壁平齐或者低于中间永磁体固定通槽13的槽底，避免前端面永磁体200紧固件影响中间永磁体300。需要说明的是，前端面永磁体200紧固件的外壁低于中间永磁体固定通槽13的槽底是指沿着导磁转子支架100的径向，前端面永磁体200紧固件的外壁低于中间永磁体固定通槽13的槽底。本实施例中以前端面永磁体200紧固件的外壁平齐于中间永磁体固定通槽13的槽底为例，美化外观，且能够在较小的导磁转子支架100尺寸下，实现较大尺寸的前端面永磁体200的安装。

进一步地，本发明公开了第二支撑盘11的周向上开设有中间永磁体固定通槽13，中间永磁体固定通槽13用于安装中间永磁体300。具体地，中间永磁体300固定槽的形状与中间永磁体300的形状契合。

进一步地，本发明公开了转子组件1000还包括中间永磁体紧固件600，中间永磁体紧固件600封闭中间永磁体固定通槽13的槽顶，用于限位中间永磁体300。具体地，转子组件1000还包括中间永磁体紧固件600，中间永磁体紧固件600封闭中间永磁体固定通槽13的槽顶，用于限位中间永磁体300。中间永磁体300的一端与中间永磁体固定通槽13的封闭端抵接，中间永磁体300的另一端与中间永磁体紧固件600抵接。

进一步地，本发明公开了导磁转子支架100还包括第三支撑盘14，第三支撑盘14与第二支撑盘11同轴心设置，第三支撑盘14设置在第二支撑盘11的第二端面上，具体地，第三支撑盘14与第一支撑盘10及第二支撑盘11一体成型连接。

第三支撑盘14的周向上开设有后端面永磁体固定槽15，后端面永磁体固定槽15用于安装后端面永磁体400。具体地，后端面永磁体固定槽15的形状与后端面永磁体400的形状契合。需要说明的是，后端面永磁体固定槽15可以是封闭槽，也可以是一端开口，一端封闭的槽，还可以是两端均开口的通槽。

进一步地，本发明公开了转子组件1000还包括后端面永磁体限位件700，具体地，后端面永磁体限位件700可以是任意形状，例如圆环状等。后端面永磁体固定槽15为至少一端开放的槽，后端面永磁体限位件700封闭后端面永磁体固定槽15的开放端，用于限位后端面永磁体400。本实施例以后端面永磁体固定槽15为一端开放，另一端封闭的槽，背离中间永磁体固定通槽13的那端为封闭端为例。

进一步地，本发明公开了后端面永磁体400紧固件的外壁平齐或者低于中间永磁体固定通槽13的槽底，避免后端面永磁体400紧固件影响中间永磁体300。需要说明的是，后端面永磁体400紧固件的外壁低于中间永磁体固定通槽13的槽底是指沿着导磁转子支架100的径向，后端面永磁体400紧固件的外壁低于中间永磁体固定通槽13的槽底。本实施例中以后端面永磁体400紧固件的外壁平齐于中间永磁体固定通槽13的槽底为例，美化外观，且能够在较小的导磁转子支架100尺寸下，实现较大尺寸的后端面永磁体400的安装。

进一步地，本发明公开了前端面永磁体固定槽12、中间永磁体300固定槽和后端面永磁体固定槽15的个数均相等，且前端面永磁体固定槽12、中间永磁体300固定槽和后端面永磁体固定槽15的对称面重合设置，便于加工制造。

进一步地，本发明公开了导磁转子支架100为电工钢片制成或者磁性金属粉末压制而成。

本发明中，前端面永磁体200、后端面永磁体400和中间永磁体300均装配在导磁转子支架100上，向各定子组件通入交流电能驱动转子组件1000转动，实现电能向机械能的转换。当有外部机械作用于转子组件1000带动转子组件1000旋转，则各定子组件中将产生电能，即实现机械能向电能的转换。

以盘式电机作为电机使用为例，前定子铁芯的铁芯槽内绕设的前定子绕组内通入外部交流电流，交流电流产生的磁场经过前定子铁芯的导磁路径，并穿过前定子铁芯和前端面永磁体200之间的空气，与其中一个前端面永磁体200的磁场汇合后经过导磁转子支架100的导磁作用流入另一个前端面永磁体200内，并再次穿过空气回到前定子铁芯，形成封闭的回路。后定子铁芯的铁芯槽内绕设的后定子绕组内通入外部交流电流，交流电流产生的磁场经过后定子铁芯的导磁路径，并穿过后定子铁芯和后端面永磁体400之间的空气，与其中一个后端面永磁体400的磁场汇合后经过导磁转子支架100的导磁作用流入另一个后端面永磁体400内，并再次穿过空气回到后定子铁芯，形成封闭的回路。中间定子铁芯上的中间定子绕组通入外部交流电流，交流电流产生的磁场经过中间定子铁芯的一端并穿过中间定子铁芯与中间永磁体300之间的空气进入中间永磁体300，并最终到达中间定子铁芯的另一端，从而形成闭合的回路。即本发明在有限的体积空间下，集成了三条能量流动路径，提高了单位体积下的能量转换效率。

需要说明的是，本文中表示方位的词，例如上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言，仅是为了描述的方便，并不具有其它特定含义。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种转子组件，用于盘式电机，其特征在于，包括导磁转子支架、前端面永磁体和中间永磁体；

所述前端面永磁体和所述中间永磁体均安装在所述导磁转子支架上，且所述中间永磁体环绕所述前端面永磁体设置；

所述前端面永磁体能够与所述盘式电机前端面上的前定子铁芯面对面设置；

所述中间永磁体能够置于所述盘式电机内周向上的中间定子铁芯的定子槽内，且所述中间永磁体的侧壁与所述定子槽的侧壁相距预设的距离。

2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，还包括后端面永磁体；

所述后端面永磁体安装在所述导磁转子支架上，且与所述前端面永磁体背对背设置；

所述后端面永磁体能够与所述盘式电机后端面上的后定子铁芯面对面设置。

3.根据权利要求2所述的转子组件，其特征在于，所述导磁转子支架包括同轴心设置的第一支撑盘和第二支撑盘；

所述第一支撑盘设置在所述第二支撑盘的第一端面上，且所述第一支撑盘的周向上开设有用于安装所述前端面永磁体的前端面永磁体固定槽；

所述第二支撑盘的周向上开设有用于安装所述中间永磁体的中间永磁体固定通槽。

4.根据权利要求3所述的转子组件，其特征在于，所述导磁转子支架还包括与所述第二支撑盘同轴心设置的第三支撑盘；

所述第三支撑盘设置在所述第二支撑盘的第二端面上，且所述第三支撑盘的周向上开设有用于安装所述后端面永磁体的后端面永磁体固定槽。

5.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于，还包括前端面永磁体限位件；

所述前端面永磁体固定槽为至少一端开放的槽；

所述前端面永磁体限位件封闭所述前端面永磁体固定槽的开放端，用于限位所述前端面永磁体。

6.根据权利要求5所述的转子组件，其特征在于，还包括中间永磁体紧固件；

所述中间永磁体紧固件封闭所述中间永磁体固定通槽的槽顶，用于限位所述中间永磁体。

7.根据权利要求5所述的转子组件，其特征在于，还包括后端面永磁体限位件；

所述后端面永磁体固定槽为至少一端开放的槽；

所述后端面永磁体限位件封闭所述后端面永磁体固定槽的开放端，用于限位所述后端面永磁体。

8.根据权利要求7所述的转子组件，其特征在于，所述前端面永磁体固定槽和所述后端面永磁体固定槽均为一端封闭，一端开放的槽，且背离所述中间永磁体固定通槽的那端为封闭端；

前端面永磁体紧固件的外壁平齐或者低于所述中间永磁体固定通槽的槽底；

所述后端面永磁体紧固件的外壁平齐或者低于所述中间永磁体固定通槽的槽底。

9.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于，所述前端面永磁体固定槽、中间永磁体固定槽和后端面永磁体固定槽的个数均相等；

且所述前端面永磁体固定槽、中间永磁体固定槽和后端面永磁体固定槽的对称面重合设置。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的转子组件，其特征在于，所述导磁转子支架为电工钢片制成或者磁性金属粉末压制而成。

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