CN116918227A - 轴向磁通电机的定子 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轴向磁通电机(1)的定子，该轴向磁通电机(1)包括壳体(2)和有源芯体，有源芯体包括布置在支撑盘(11)中的多个绕线芯体(9)，支撑盘(11)包括沿着盘体(11)的外周边间隔开的多个周边凹口(14)，其中每个周边凹口(14)具有形成在其开口端(15)上的接合部分(17)，并且设计成与形成在壳体(2)的内表面中的对应的接合部分(18)相配合。
Description
技术领域
本发明涉及轴向磁通电机，更具体地，涉及轴向磁通电动机或者发电机。
背景技术
轴向磁通电机在本领域中是众所周知的，并且基本上包括至少一个定子和至少一个具有永磁体的盘状转子，其中磁通沿着电机的旋转轴的轴向行进。其可以包括电动机和发电机。
一些轴向磁通电机构造成具有支撑绕线定子极的中心盘。然而，该中心盘必须具有其经过开发的设计，以免具有对电机运行产生负面影响的机械的或者热的性能。
EP 2869433 A1显示了一种这样的现有技术电机，其中支撑盘接收一系列径向地和等距地安装的线圈。
WO202158052中公开了一种类似的方案，该电机具有中心支撑凸缘，其将定子分为两个定子半部，其中每个定子半部都具有绕线芯体。
发明内容
发明目的
本发明的一个目的是提供一种具有优化组件的轴向磁通电机。
本发明的另一个目的是提供一种具有优化的设计的支撑盘的轴向磁通电机，该支撑盘允许将扭矩传递至壳体。
本发明的另一个目的是提供一种具有支撑盘的轴向磁通电机，该支撑盘能够将电机的电缆牢固地固定在电机内。
本发明的另一个目的是提供一种轴向磁通电机，其中可以最大限度地减少电动机部件中的感应电流损失。
本发明的另一个目的是提供一种紧凑并且高功率的轴向磁通电机。
发明概要
本发明涉及一种轴向磁通电机，包括壳体和有源芯体，有源芯体包括至少一个转子和至少一个绕线定子，其中绕线定子包括布置在支撑盘中的多个绕线芯体。
支撑盘包括具有内边缘和外边缘的平板，该平板具有中心孔和多个绕线芯体定位孔，每个绕线芯体定位孔配置成接收多个绕线芯体中的每个绕线芯体。
支撑盘还包括沿着盘体的外周边间隔开的多个周边凹口，每个周边凹口具有设置在盘体的外缘处的开口的外端，和圆形的闭合的内端。
多个周边凹口中的至少一个周边凹口具有形成在开口端上的接合部分，该接合部分设计成与形成在壳体的内表面上的对应的接合部分相配合。
在本发明的一个实施例中，支撑盘还可以包括多个对接孔，用于沿着盘体的周边定位和捆扎电机电缆。
在本发明的一个实施例中，壳体通过主体部分、前盖体、和后盖体形成，其中接合部分设计成与形成在壳体的主体部分的内表面上的对应的接合部分相配合。在该实施例中，支撑盘相对于前盖体和后盖体居中定位。
在本发明的一个实施例中，接合部分形成为两个凹口，其中每个凹口形成在开口端的一侧上；并且对应的接合部分包括矩形凸起，该矩形凸起的侧边缘配合至凹口中。
该电机还可以包括至少一个冷却剂流体入口孔，和至少一个冷却剂流体出口孔，支撑盘可以与壳体的至少一个冷却剂流体入口和至少一个冷却剂流体出口相对应地定位。
在本发明的一个实施例中，多个绕线芯体中的每个绕线芯体是通过连接两个绕线芯体部分形成的双面绕线芯体，其中两个芯体部分中的一个包括公连接件，而芯体部分的另一个包括母连接件，并且其中每个芯体部分包括至少一个间隔件元件。每个芯体部分还可以在至少一个径向端部上具有凹口，该凹口依赖于定位孔的对应端边缘。
附图说明
下面将参考附图更详细地描述本发明，其中：
图1是根据本发明的实施例的轴向磁通电机的透视图；
图2是根据本发明的实施例的轴向磁通电机的壳体的透视截面图；
图3是根据本发明的实施例的轴向磁通电机的定子部件的透视图；
图4是根据本发明的实施例的轴向磁通电机的定子部件的组件的透视图，将树脂去除；
图5是根据本发明的实施例的轴向磁通电机的顶部透视图，将壳体的中心部分和树脂去除；
图6是根据本发明的实施例的轴向磁通电机的支撑盘的正面视图；
图7是根据本发明的实施例的轴向磁通电机的支撑盘的一部分的放大图；
图8是根据本发明的实施例的轴向磁通电机的定子部件的截面图，进一步显示电机壳体的中心部分；
图9a和图9b是根据本发明的实施例的轴向磁通电机的两对绕线芯体部件的透视图。
具体实施方式
图1显示了根据本发明的实施例的轴向磁通电机。
虽然将本发明描述为包含在电动机中，但是应该理解，本发明的方案可以同样应用于其他轴向磁通电机，例如轴向磁通发电机。
如图1所示，电动机1包括壳体2，壳体2具有中心通孔3和冷却剂流体入口和出口孔4。通孔3目的在于接收轴，然而，应该理解，在本发明的其他实施例中，轴可以与电动机成一体。
如图2的截面图中最佳显示，在图中所显示的本发明实施例中，壳体2由主体部分5、前盖体6、和后盖体7形成。然而，应该理解，壳体可以不同地形成，例如，作为具有双面主体部分的双面壳体，每个半体与相应的封闭盖体成一体。
图3显示了根据本发明的实施例的电动机绕线定子的透视图。图中显示了由树脂10围绕的多个绕线芯体9。在本发明的一个实施例中，树脂是具有高导热性的环氧树脂。然而，本领域技术人员将理解，本发明将通过合适的热固性材料实现等效效果。
多个绕线芯体9安装在支撑盘11上，如图4至图8中最佳显示。支撑盘有助于定位磁芯，在电动机运行期间保持多个绕线芯体的正确定位，并且将扭矩传递至电动机壳体。在本发明的一个实施例中，支撑盘11是中心支撑盘。
如图6中最佳显示，盘体11优选地包括圆板，该圆板具有中心孔12，和磁芯和线圈组件的多个定位孔13。
盘体11还包括沿着盘体的外周边间隔开的多个周边凹口14。
如图7中最佳显示，周边凹口14在盘体11的边缘处具有开口的外端15，和圆形的闭合的内端16。
另外，多个周边凹口14中的至少一个周边凹口14还具有形成在开口端15处的接合部分17。
如图8所示，该接合部分17设计成与形成在壳体2的主体部分5的内表面上的对应的接合部分18相配合。当然，在其中壳体具有不同形状的本发明的实施例的情况中，对应的接合部分18可以形成在不同形状的壳体的内表面的对应区域中。
在图中所示的优选但非限制性的实施例中，接合部分17在开口端15的每侧上形成为两个角部凹口。在该实施例中，对应的接合部分18是矩形凸起，其侧边缘接合角部凹口。在图中所示的示例性实施例中，每个角部凹口18是具有直角的切口，以配合在矩形凸起的边缘上。
盘体和壳体之间的配合允许将扭矩传递至电动机壳体。这一特点有助于电动机的组装，并且确保其结构刚性，并且这种配合能够传递扭矩。
虽然接合部分17和18可以配置成其他形状，但是优选在盘体11中形成凹口的实施例，因为其减少了盘体制造中所使用的材料量。另外，与需要复杂的机械加工的壳体2中的凹口结构相比，盘体11中的凹口结构更容易实施。
本发明的盘体11还包括对接孔20，用于沿着盘体的周边定位和捆扎电机的电缆8(参见图8)。因此，为了将电缆固定，耐高温材料串穿过对接孔20，并且电缆捆扎在孔20之间的中心区域中。当然，本领域技术人员将理解，本发明将通过使用诸如夹具的其他紧固元件，来实现等效的固定效果。
电缆8的系留防止其暴露在树脂区域之外，从而提高了组装结构的质量和效率。另外，固定确保了在定子封装工艺中电缆的正确定位。
应该注意，当孔20不用于电缆系留时，在电动机制造过程中可以允许树脂10通过，从而实现更有效的封装工艺。
在本发明的优选实施例中，盘体11由低密度不导电材料制成，例如树脂纤维，能够承受高温，例如超过200℃，而不会失去结构性能和介电强度。然而，应该理解，盘体11可以用其他合适的材料，例如碳纤维、BMC、或者聚酰胺，来制造。
支撑盘11除了确保系统的刚性外，还有助于根据本发明的电动机的冷却系统。
如图5所示，支撑盘11与冷却剂流体入口4a和出口4b相对应地定位，通过流体入口4a，进入的冷却剂流体分流至盘体11的两侧，即电动机的前侧和后侧。从这个意义上讲，在本发明所示的实施例中，盘体11相对于盖体6和7居中定位。
因此，为了冷却电动机，将冷却流体泵送至电动机，通过入口4a进入，流体流过存在于树脂10中的冷却通道。热的流体将通过出口4b离开电动机，在那里其将需要通过热交换器来将从电动机吸收的热量消散至环境中。
为了绕线芯体的轴向闭合和冷却剂流体的容纳，可以使用封闭板。转子(未示出，并且具有本领域技术人员已知的结构和操作)安装成与封闭板的对应板轴向地间隔开。因此，每个转子安装成与相应的封闭板间隔开。
在本发明的实施例中，多个绕线芯体安装在盘体11上，以形成通过盘体分开的绕线芯体。
因此，如图9a中最佳显示，在本发明的一个实施例中，多个所形成的绕线芯体中的每一个绕线芯体都包括两个芯体部分21、22。一个芯体部分21包括公连接件23，且另一个芯体部分22包括母连接件24。两个芯体部分21、22的紧固通过公连接件和母连接件、以及通过粘合剂接合来完成，从而确保改进的连接。
芯体部分21、22中的每一个在至少一个径向端部上具有凹口27，凹口27确保芯体部分在盘体11上的正确定位。因此，凹口27形成依赖于定位孔13的对应端部的边缘的配合。
在图9a所示的实施例中，凹口27形成在芯体部分的外径向端部。在图9b所示的实施例中，凹口27形成在芯体部分的内径向端部。在本发明的实施例中，凹口27形成在内径向端部和外径向端部处。
另外，每个芯体部分21、22可以包括至少一个间隔件元件25、26，其负责提供最佳间隔，从而实现连接部件的最佳粘合层厚度。
在描述了本发明的实施例的实例之后，应该理解，本发明的范围包括所描述的发明理念的其他可能的变化，包括可能的等价物，仅受权利要求的内容限制。
Claims (8)
1.一种轴向磁通电机(1)，包括壳体(2)和有源芯体，所述有源芯体包括至少一个转子和至少一个绕线定子，其中，所述绕线定子包括布置在支撑盘(11)中的多个绕线芯体(9)，所述支撑盘(11)包括具有内边缘和外边缘的平板，所述平板具有中心孔(12)和多个绕线芯体定位孔(13)，每个所述绕线芯体定位孔(13)配置成接收所述多个绕线芯体(9)中的每个所述绕线芯体(9)，所述电机的特征在于，所述支撑盘(11)还包括：
多个周边凹口(14)，沿着所述盘体(11)的外周边间隔开，每个所述周边凹口(14)具有设置在所述盘体(11)的所述外边缘处的开口外端(15)，和圆形的闭合的内端(16)；并且
其中，所述多个周边凹口(14)中的至少一个周边凹口具有形成在所述开口端(15)上的接合部分(17)，所述接合部分(17)设计成与形成在所述壳体(2)的所述内表面上的对应的接合部分(18)相配合。
2.根据权利要求1所述的电机，其中，所述支撑盘(11)还包括多个对接孔(20)，用于沿着所述盘体(11)的所述周边定位和捆扎所述电机的连接电缆(8)。
3.根据权利要求1所述的电机，其中，所述壳体(2)通过主体部分(5)、前盖体(6)、和后盖体(7)形成，其中，所述接合部分(17)设计成与形成在所述壳体(2)的所述主体部分(5)的所述内表面上的对应的接合部分(18)相配合。
4.根据权利要求3所述的电机，其中，所述支撑盘(11)相对于所述前盖体(6)和后盖体(7)居中定位。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电机，其中：
所述接合部分(17)形成为两个凹口，其中，每个凹口形成在所述开口端(15)的一侧上；并且
所述对应的接合部分(18)包括矩形凸起，所述矩形凸起的侧边缘配合至所述凹口中。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电机，包括至少一个冷却剂流体入口孔(4a)和至少一个冷却剂流体出口孔(4b)，并且其中，所述支撑盘(11)与所述壳体(2)的所述至少一个冷却剂流体入口(4a)和至少一个冷却剂流体出口(4b)相对应地定位。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的电机，其中，所述多个绕线芯体(9)中的每个绕线芯体是通过连接两个绕线芯体部分(21,22)形成的双面绕线芯体，其中，所述两个芯体部分(21)中的一个包括公连接件(23)，并且所述芯体部分(22)中的另一个包括母连接件(24)，并且其中，每个芯体部分(21,22)包括至少一个间隔件元件(25,26)。
8.根据权利要求7所述的电机，其中，每个所述绕线芯体部分(21,22)在至少一个其径向端部上具有凹口(27)，所述凹口(27)依赖于所述支撑盘(11)的所述定位孔(13)的对应端边缘。
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