CN114221510A - 三电枢电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三电枢电机，包括定子总成以及转子组件，其中，定子总成包括外定子铁芯、内定子铁芯，转子组件包括转轴、磁环，磁环包括连接为一体的内磁环、外磁环且所述磁环套装在导磁壳体内，外定子铁芯的外圆周侧与外磁环之间形成第一电枢，内磁环处于外定子铁芯与内定子铁芯之间形成的间隙中，外定子铁芯的内圆周侧与内磁环之间形成第二电枢，内定子铁芯的外圆周侧与内磁环之间形成第三电枢。根据本发明，外定子铁芯、内定子铁芯将内磁环的内外两环面都利用起来，增加了永磁材料的利用面积，从而提升电机的效率及功率密度，同时，由于内磁环、外磁环连接为一体，三个电枢同时为转子提供磁场力，大大提升电机的扭矩输出。

Description

三电枢电机

技术领域

本发明属于电机辆制造技术领域，具体涉及一种三电枢电机。

背景技术

现阶段永磁电机一般都为一个定子和一个转子构成，即单电枢驱动，对于表贴磁瓦或磁环转子，永磁材料只有外圆面被定子利用，永磁材料的使用面积低，限制了电机的效率及功率密度；而且，单电枢驱动电机难以同时满足低速大转矩和高速运行能力的需求，为达到大转矩输出，通常需增大电机的体积来增大电磁力，这增加了成本、加大了电机对安装空间的需求。

发明内容

因此，本发明提供一种三电枢电机，能够克服相关技术中电机输出转矩与电机体积之间存在矛盾，也即输出转矩较大的电机体积较大，电机体积较小时输出转矩较小的不足。

为了解决上述问题，本发明提供一种三电枢电机，包括定子总成以及转子组件，其中，所述定子总成包括外定子铁芯、内定子铁芯，所述转子组件包括转轴、磁环，所述磁环包括连接为一体的内磁环、外磁环且所述磁环套装在导磁壳体内，所述外定子铁芯的外圆周侧与所述外磁环之间形成第一电枢，所述内磁环处于所述外定子铁芯与所述内定子铁芯之间形成的间隙中，所述外定子铁芯的内圆周侧与所述内磁环之间形成第二电枢，所述内定子铁芯的外圆周侧与所述内磁环之间形成第三电枢。

在一些实施方式中，所述导磁壳体与所述磁环之间过盈套装，且所述导磁壳体与所述转轴之间过盈套装。

在一些实施方式中，所述导磁壳体与所述转轴通过通孔过盈套装，所述通孔的孔壁与所述转轴的套装配合轴向长度为L，所述转轴与所述通孔过盈配合位置的直径为D，L≥D/2。

在一些实施方式中，所述内磁环与所述外磁环之间具有连接环，所述连接环与所述导磁壳体的配合连接处具有凹凸连接结构。

在一些实施方式中，所述连接环上构造有第一导孔，所述导磁壳体与所述连接环的配合连接处也构造有所述第二导孔，所述第一导孔与所述第二导孔的位置相适应。

在一些实施方式中，所述外定子铁芯的外圆周侧上具有的第一定子齿的齿长短于所述外定子铁芯的内圆周壁上具有的第二定子齿的齿长；和/或，所述内定子铁芯的外圆周壁上具有的第三定子齿的齿长长于所述外定子铁芯的内圆周壁上具有的第二定子齿的齿长。

在一些实施方式中，所述外定子铁芯上包塑有外骨架，所述内定子铁芯上包塑有内骨架，所述外骨架及内骨架的材料为尼龙PA66、PBT或PET之一。

在一些实施方式中，包裹所述外骨架后的所述外定子铁芯的轴向两端面与包裹所述内骨架的所述内定子铁芯的轴向两端面通过注塑件连接为一体。

在一些实施方式中，所述注塑件的材料为团状模塑料。

在一些实施方式中，所述外定子铁芯的一个轴向端面具有第一区域，所述第一区域为不为所述注塑件覆盖的区域，所述内定子铁芯的一个轴向端面具有第二区域，所述第二区域为不为所述注塑件覆盖的区域，所述第一区域与所述第二区域处于所述定子总成的同一侧。

本发明提供的一种三电枢电机，所述外定子铁芯、内定子铁芯将内磁环的内外两环面都利用起来，增加了永磁材料的利用面积，从而提升电机的效率及功率密度，同时，由于内磁环、外磁环连接为一体，三个电枢同时为转子提供磁场力，大大提升电机的扭矩输出。

附图说明

图1为本发明实施例的三电枢电机的外部结构示意图；

图2为图1的内部结构示意图；

图3为图1中的导磁壳体、磁环、外定子铁芯及内定子铁芯的装配示意图(轴向投影)；

图4为图1中的三电枢电机的结构分解示意图；

图5为图1中的定子总成的结构分解示意图；

图6为图1中的磁环与导磁壳体的结构分解示意图；

图7为图1中的磁环与导磁壳体的装配示意图。

附图标记表示为：

1、导磁壳体；1a、槽；2、磁环；2a、内磁环；2b、外磁环；2c、第一导孔；2d、凸起；3、定子总成；3a、外定子铁芯；3b、内定子铁芯；3c、注塑件；4、转轴；5、轴承；6、外骨架；7、内骨架；8、过线结构。

具体实施方式

结合参见图1至图7所示，根据本发明的实施例，提供一种三电枢电机，包括定子总成3以及转子组件，其中，所述定子总成3包括外定子铁芯3a、内定子铁芯3b，所述转子组件包括转轴4、磁环2，所述磁环2包括连接为一体的内磁环2a、外磁环2b且所述磁环2套装在导磁壳体1内，所述外定子铁芯3a的外圆周侧与所述外磁环2b之间形成第一电枢，所述内磁环2a处于所述外定子铁芯3a与所述内定子铁芯3b之间形成的间隙中，所述外定子铁芯3a的内圆周侧与所述内磁环2a之间形成第二电枢，所述内定子铁芯3b的外圆周侧与所述内磁环2a之间形成第三电枢。该技术方案中，所述外定子铁芯3b、内定子铁芯3a将内磁环2a的内外两环面都利用起来，增加了永磁材料的利用面积，从而提升电机的效率及功率密度，同时，由于内磁环2a、外磁环2b连接为一体，三个电枢同时为转子提供磁场力，大大提升电机的扭矩输出。

所述导磁壳体1例如铁壳，在一些实施方式中，所述外磁环2b的外周侧过盈套装有导磁壳体1(在一个具体的实施例中为铁壳)，所述导磁壳体1与所述磁环2之间过盈套装，且所述导磁壳体1与所述转轴4之间过盈套装，如此，所述导磁壳体1既能够作为所述磁环2尤其是所述外磁环2b的磁路导通介质，又能够作为电机旋转驱动的输出连接部件。进一步地，所述导磁壳体1与所述转轴4通过通孔过盈套装，所述通孔的孔壁与所述转轴4的套装配合轴向长度为L，所述转轴4与所述通孔过盈配合位置的直径为D，L≥D/2，从而保证所述导磁壳体1与所述转轴4之间的结合力。

在一些实施方式中，所述内磁环2a与所述外磁环2b之间具有连接环，所述连接环与所述导磁壳体1的配合连接处具有凹凸连接结构，能够进一步增加所述磁环2与所述导磁壳体1之间的切向结合力，有效防止在电机升温时两者发生热膨胀导致过盈量减小，使磁环2产生空转现象的发生。所述凹凸连接结构具体可以为设置于所述连接环上的凸起2d以及设置于所述导磁壳体1上的槽1a，在一个优选的实例中，所述内磁环2a、外磁环2b以及连接于两者之间的连接环采用同样的材料通过模具一体化形成即可。

为了能够便于所述磁环2与所述导磁壳体1之间的凹凸连接结构的顺利对位，在一些实施方式中，所述连接环上构造有第一导孔2c，所述导磁壳体1与所述连接环的配合连接处也构造有所述第二导孔(图中未示出)，所述第一导孔2c与所述第二导孔的位置相适应。具体的，在所述磁环2与所述导磁壳体1两者组装时，在所述第一导孔2c与第二导孔内插入一根柱销即可对两者的位置形成定位引导。

在一些实施方式中，所述外定子铁芯3a的外圆周侧上具有的第一定子齿的齿长短于所述外定子铁芯3a的内圆周壁上具有的第二定子齿的齿长；和/或，所述内定子铁芯3b的外圆周壁上具有的第三定子齿的齿长长于所述外定子铁芯3a的内圆周壁上具有的第二定子齿的齿长，这利于保证各个定子齿部有较大的槽面积。

在一些实施方式中，所述外定子铁芯3a上包塑有外骨架6，所述内定子铁芯3b上包塑有内骨架7，所述外骨架6及内骨架7的材料为尼龙PA66、PBT或PET之一，进一步地，其中可适当加入10％-30％玻纤，增强骨架强度。所述外骨架6及内骨架7主要包围铁芯齿部，绕组线圈(图中未示出)缠绕在齿部骨架上，骨架将铁芯与线圈隔离开来，起到绝缘作用，防止线圈漏电或擦伤；轭部骨架上设有过线结构8，起到引导固定导线作用，方便线圈绕接，防止导线松垮凌乱。

在一些实施方式中，包裹所述外骨架6后的所述外定子铁芯3a的轴向两端面与包裹所述内骨架7的所述内定子铁芯3b的轴向两端面通过注塑件3c连接为一体，通过所述注塑件3c将所述外定子铁芯3a、内定子铁芯3b连接为一个整体能够简化所述电机的组装工艺，而可以理解的，所述注塑件3c上还可以通过注塑形成相应的轴承室，进而在所述轴承室内设置相应的轴承5实现所述转轴4与所述定子组件的连接。所述注塑件3c的材料为团状模塑料(BMC)，其质量轻、价格便宜、强度高，具有优良的电气性能、机械性能、耐热性、耐化学腐蚀性、阻燃性，又能适应各种成型工艺，产品质量稳定。需要说明的是，该技术方案中的注塑件3c仅处于定子铁芯的轴端处，其并不会对定子铁芯的齿部进行覆盖，这能够增强定子的散热能力。

所述外定子铁芯3a的一个轴向端面具有第一区域，所述第一区域为不为所述注塑件3c覆盖的区域，所述内定子铁芯3b的一个轴向端面具有第二区域，所述第二区域为不为所述注塑件3c覆盖的区域，所述第一区域与所述第二区域处于所述定子总成的同一侧。通过所述第一区域与所述第二区域的预留能够对待注塑连接为一体的所述外定子铁芯3a及内定子铁芯3b的轴向形成定位。所述第一区域与所述第二区域例如分别为处于所述外定子铁芯3a的内圆轴端上的圆环暴露面、处于所述内定子铁芯3b的外圆轴端上的圆环暴露面，所述圆环暴露面的环宽度不低于0.5mm即可。

所述电机的装配工序为：①叠压内定子铁芯3b、外定子铁芯3a；②内定子铁芯3b、外定子铁芯3a注塑骨架(也即前述的内骨架7及外骨架6)；③绕线；④定位内定子铁芯3b、外定子铁芯3a后注塑注塑件3c；⑤磁环2压入导磁壳体1内；⑥出轴端的轴承压入转轴4；⑦将转轴4穿过定子总成，出轴端的轴承置于轴承室；⑧另一轴承压入转轴4，置于相应轴承室内；⑨将导磁壳体1压入转轴4。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种三电枢电机，其特征在于，包括定子总成(3)以及转子组件，其中，所述定子总成(3)包括外定子铁芯(3a)、内定子铁芯(3b)，所述转子组件包括转轴(4)、磁环(2)，所述磁环(2)包括连接为一体的内磁环(2a)、外磁环(2b)且所述磁环(2)套装在导磁壳体(1)内，所述外定子铁芯(3a)的外圆周侧与所述外磁环(2b)之间形成第一电枢，所述内磁环(2a)处于所述外定子铁芯(3a)与所述内定子铁芯(3b)之间形成的间隙中，所述外定子铁芯(3a)的内圆周侧与所述内磁环(2a)之间形成第二电枢，所述内定子铁芯(3b)的外圆周侧与所述内磁环(2a)之间形成第三电枢。

2.根据权利要求1所述的三电枢电机，其特征在于，所述导磁壳体(1)与所述磁环(2)之间过盈套装，且所述导磁壳体(1)与所述转轴(4)之间过盈套装。

3.根据权利要求2所述的三电枢电机，其特征在于，所述导磁壳体(1)与所述转轴(4)通过通孔过盈套装，所述通孔的孔壁与所述转轴(4)的套装配合轴向长度为L，所述转轴(4)与所述通孔过盈配合位置的直径为D，L≥D/2。

4.根据权利要求2所述的三电枢电机，其特征在于，所述内磁环(2a)与所述外磁环(2b)之间具有连接环，所述连接环与所述导磁壳体(1)的配合连接处具有凹凸连接结构。

5.根据权利要求4所述的三电枢电机，其特征在于，所述连接环上构造有第一导孔(2c)，所述导磁壳体(1)与所述连接环的配合连接处也构造有所述第二导孔，所述第一导孔(2c)与所述第二导孔的位置相适应。

6.根据权利要求1所述的三电枢电机，其特征在于，所述外定子铁芯(3a)的外圆周侧上具有的第一定子齿的齿长短于所述外定子铁芯(3a)的内圆周壁上具有的第二定子齿的齿长；和/或，所述内定子铁芯(3b)的外圆周壁上具有的第三定子齿的齿长长于所述外定子铁芯(3a)的内圆周壁上具有的第二定子齿的齿长。

7.根据权利要求6所述的三电枢电机，其特征在于，所述外定子铁芯(3a)上包塑有外骨架(6)，所述内定子铁芯(3b)上包塑有内骨架(7)，所述外骨架(6)及内骨架(7)的材料为尼龙PA66、PBT或PET之一。

8.根据权利要求7所述的三电枢电机，其特征在于，包裹所述外骨架(6)后的所述外定子铁芯(3a)的轴向两端面与包裹所述内骨架(7)的所述内定子铁芯(3b)的轴向两端面通过注塑件(3c)连接为一体。

9.根据权利要求8所述的三电枢电机，其特征在于，所述注塑件(3c)的材料为团状模塑料。

10.根据权利要求8所述的三电枢电机，其特征在于，所述外定子铁芯(3a)的一个轴向端面具有第一区域，所述第一区域为不为所述注塑件(3c)覆盖的区域，所述内定子铁芯(3b)的一个轴向端面具有第二区域，所述第二区域为不为所述注塑件(3c)覆盖的区域，所述第一区域与所述第二区域处于所述定子总成的同一侧。

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