CN116488420B - 一种抗过载轴向磁通电机 - Google Patents
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Abstract
一种抗过载轴向磁通电机，涉及电机的技术领域，包括输出轴，在输出轴上设置两个定子和一个转子，转子包括转子基体和转子盘，转子盘一体设置在转子基体的外周；在定子内一体设置交汇套，交汇套对应在转子基体上，交汇套与转子基体之间设有微间隙；在转子盘上设置多个扇形的磁钢槽，每个磁钢槽均为通槽，同一个磁钢槽一面的径向边上均设有第一台阶、另一面的内弧边和外弧边上均设有第二台阶；在每个磁钢槽内均设置磁钢，每个磁钢槽内的磁钢均包括第一磁钢组和第二磁钢组，第一磁钢组包括多个横向的第一磁块，第二磁钢组包括多个纵向的第二磁块。本发明有效控制转子体温升，同时采用多磁块复合粘接工艺，减小磁损及磁涡流。
Description
技术领域
本发明涉及电机的技术领域，尤其涉及轴向磁通电机的性能与结构。
背景技术
在现有的永磁电机行业中，密封的永磁电机转子体在电机的中心，没有办法进行冷却，所谓的水冷电机，只是定子有部分是水冷的，退磁的现象是一个普遍的问题，所以现在的永磁电机的过载倍率都放得很低，影响电机的性能发挥，在轴向的高密度磁通电机中，同样出现这个问题，另外在轴向磁通电机中还存在着另一些结构上的问题，如中国专利公开号为CN111211630A和CN107492962A，存在的问题是：1、采用金属夹板框螺钉固定磁钢均布在转子盘上，电机在长期旋转工作时，螺钉因震动导致螺钉、磁钢松动或脱落，从而导致电机故障。
2、金属夹板框槽内的磁钢均采用整体闭环结构设计，电机在旋转运行时，闭环结构会产生电涡流损耗，造成转子温升且无法散热，电机长期以往连续工作，热量聚集而不能有效散发出去，一旦过载将导致磁钢发生不可逆退磁，这将严重影响电机工作效率与寿命。
发明内容
本发明的目的要实现抗过载的能力，就必须克服现有技术的不足，防范过载高温退磁，提供一种具备抗过载能力轴向磁通电机，其特点专为设计了定子与转子之间的交汇环套，特设了一个微间隙的热交换区间，为转子提供热传导散热通道路径，有效控制转子体温升，同时采用多磁块复合粘接工艺，减小磁损及磁涡流，有效控制磁体内部的温升，能有效控制核心温度，从而提高电机的抗过载能力及安全性可靠性。
本发明的目的是这样实现的：一种抗过载轴向磁通电机，包括输出轴，在输出轴上设置两个定子和一个转子，转子设置在两个定子中间；所述转子包括转子基体和转子盘，转子基体通过卡键设置在输出轴上，转子盘一体设置在转子基体的外周；在所述定子内一体设置交汇套，交汇套对应在转子基体上，交汇套与转子基体之间设有微间隙；在所述转子盘上沿圆周方向设置多个扇形的磁钢槽，扇形的磁钢槽由内弧边、外弧边和两个径向边围成；每个磁钢槽均为通槽，同一个磁钢槽一面的径向边上均设有第一台阶、另一面的内弧边和外弧边上均设有第二台阶；在每个磁钢槽内均设置磁钢，每个磁钢槽内的磁钢均包括第一磁钢组和第二磁钢组，第一磁钢组包括多个横向的第一磁块，第一磁块连接在第一台阶上；第二磁钢组包括多个纵向的第二磁块，第二磁块连接在第二台阶上。
本发明的第一磁钢组的多个第一磁块横向排列并通过粘胶连接磁钢槽的第一台阶上，同一磁钢槽内的第二磁钢组的多个第二磁块纵向排列，第二磁块与第一磁块背靠背粘接。
本发明的转子盘同一侧面上的第一磁钢组和第二磁钢组呈交替排列组合，形成NS组磁极。
本发明的定子与转子在交汇套和转子基体处交汇，交汇套与转子基体之间的微间隙为 10丝米至20丝米。
本发明在所述转子盘的外壁上设置开口，开口与磁钢槽相连通。
本发明在所述转子盘的外壁上设置一圈碳纤维环安装槽，碳纤维环安装槽内设置碳纤维环。
本发明的有益效果是：
1、定子与转子在交汇套和转子基体处交汇，之间有 10丝米至20丝米的微间隙，转子上的热量从微间隙传到定子，进行热转移，由于定子采用铝壳制成，将热量散发。
2、第一磁钢组相对的宽点，第二磁钢组相对的长点，第一磁块与第二磁块通过交错背靠背粘接固定在磁钢槽内，第一磁钢组和第二磁钢组一长一短、一宽一窄，使得第一磁块与第二磁块相互限制，磁钢安装更稳定可靠。
3、多个第一磁块和多个第二磁块横向与纵向的布局，减小磁涡流产生，可防止永磁体退磁。
4、在转子盘的外壁上设置开口，使内外相通，可防止产生磁涡流。
5、增强的碳纤维环箍在转子盘的外周，避免旋转时产生的离心力将转子盘裂开。
附图说明
图1为本发明的第一种结构示意图。
图2为图1中B-B向视图。
图3为图2中A部放大图。
图4为转子单元的结构示意图。
图5为图4中C-C向视图。
图6为图4的立体图。
图7为图4另一角度的立体图。
图8为图4中去除磁钢后的结构示意图。
图9为图8的立体图。
图10为图2中D部放大图。
图11为磁钢的立体图。
图12为本发明的分解图。
图13为本发明的第二种结构示意图。
图中，1输出轴，2外壳，3水冷接口，4内水冷道，5转子，51转子基体，52转子盘，6轴承，7交汇套，8定子，9磁钢，91第一磁块，92第二磁块，10碳纤维环，11微间隙，12磁钢槽，121内弧边，122外弧边，123径向边，13开口，14第一台阶，15第二台阶，16碳纤维环安装槽，17风冷接口，18编码器盖，19编码器，20定子组，21卡键。
实施方式
实施例一
如图1至图12所示，为第一种抗过载轴向磁通电机，采用水冷型，包括输出轴1，在输出轴1上设置两个定子8和一个转子5，定子8采用铝壳制成，每个定子8与输出轴1之间均设置轴承6，在定子8内一体设置交汇套7。
转子5设置在两个定子8中间，转子5包括转子基体51和转子盘52，转子盘52一体设置在转子基体51的外周，转子基体51通过卡键21设置在输出轴1上，转子基体51的两端设置在相应的交汇套7内，定子8与转子5在交汇套7和转子基体51处交汇，交汇套7与转子基体51之间设有 10丝米至20丝米的微间隙11。
转子盘52采用铝或铜制成，在转子盘52上沿圆周方向设置十六个扇形的磁钢槽12，扇形的磁钢槽12由内弧边121、外弧边122和两个径向边123围成，每个磁钢槽12均为通槽，同一个磁钢槽12一面的两个径向边123上均设有第一台阶14、另一面的内弧边121和外弧边122上均设有第二台阶15。每个磁钢槽12内的磁钢9均包括第一磁钢组和第二磁钢组，第一磁钢组包括四个横向的第一磁块91，第一磁块91连接在第一台阶14上，第一磁钢组的多个第一磁块91横向排列并通过粘胶连接磁钢槽12的第一台阶14上。第二磁钢组包括多个纵向的第二磁块92，第二磁块92连接在第二台阶15上，同一磁钢槽12内的第二磁钢组的多个第二磁块92纵向排列，第二磁块92与第一磁块91背靠背粘接。转子盘52同一侧面上的第一磁钢组和第二磁钢组呈交替排列组合，形成NS组磁极。
磁钢槽12外弧边122与内弧边121之间为长度，两个径向边123之间为宽度，第一磁钢组既短又宽，第二磁钢组既长又窄，第一磁钢组和第二磁钢组一长一短、一宽一窄，使得第一磁块91与第二磁块92相互限制，磁钢9安装更稳定可靠。四个横向的第一磁块91与四个纵向的第二磁块92可防止电磁退磁，减小磁涡流。输出轴1、转子5和磁钢9形成转子单元。
在转子盘52的外壁上设置开口13，开口13与磁钢槽12相连通，使内外相通，可防止产生磁涡流。在转子盘52的外壁上设置一圈碳纤维环安装槽16，碳纤维环安装槽16内设置碳纤维环10，碳纤维环10箍在转子盘52的外周，避免旋转时产生的离心力将转子盘52裂开。
本发明第一种方式采用水冷散热，外壳2与定子8之间设有内水冷道4，外壳2上设有水冷接口3。转子5上的热量从微间隙11传到外壳2，最短路径完成热转移，将热量散发出去，从而避免转子5热量过高使磁钢9退磁失效。
实施例二
如图13所示，为第二种抗过载轴向磁通电机，采用风冷散热，17为风冷接口，其余结构和原理同实施例1。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种抗过载轴向磁通电机，包括输出轴，在输出轴上设置两个定子和一个转子，转子设置在两个定子中间；其特征是：
所述转子包括转子基体和转子盘，转子基体通过卡键设置在输出轴上，转子盘一体设置在转子基体的外周；
在所述定子内一体设置交汇套，交汇套对应在转子基体上，交汇套与转子基体之间设有微间隙；
在所述转子盘上沿圆周方向设置多个扇形的磁钢槽，扇形的磁钢槽由内弧边、外弧边和两个径向边围成；每个磁钢槽均为通槽，同一个磁钢槽一面的径向边上均设有第一台阶、另一面的内弧边和外弧边上均设有第二台阶；在每个磁钢槽内均设置磁钢，每个磁钢槽内的磁钢均包括第一磁钢组和第二磁钢组，第一磁钢组包括多个横向的第一磁块，第一磁块连接在第一台阶上；第二磁钢组包括多个纵向的第二磁块，第二磁块连接在第二台阶上；所述转子盘同一侧面上的第一磁钢组和第二磁钢组呈交替排列组合，形成NS组磁极。
2.根据权利要求1所述的抗过载轴向磁通电机，其特征是：第一磁钢组的多个第一磁块横向排列并通过粘胶连接磁钢槽的第一台阶上，同一磁钢槽内的第二磁钢组的多个第二磁块纵向排列，第二磁块与第一磁块背靠背粘接。
3.根据权利要求1所述的抗过载轴向磁通电机，其特征是：所述定子与转子在交汇套和转子基体处交汇，交汇套与转子基体之间的微间隙为 10丝米至20丝米。
4.根据权利要求1所述的抗过载轴向磁通电机，其特征是：在所述转子盘的外壁上设置开口，开口与磁钢槽相连通。
5.根据权利要求4所述的抗过载轴向磁通电机，其特征是：在所述转子盘的外壁上设置一圈碳纤维环安装槽，碳纤维环安装槽内设置碳纤维环。
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