CN202772689U - 改进型盘式电机及其转子组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种改进型盘式电机及其转子组件，所述改进型盘式电机包括至少一套转子组件和电机轴;每套转子组件又都包括圆盘形的转子框架和偶数块永磁体;所述转子框架上均匀间隔地设有与永磁体适配的、同等数量的通孔,以及其上设有中央通孔;借助中央通孔,转子框架轴向固定在电机轴上;每一块永磁体都包括第一块永磁体单元至第K块永磁体单元,各该第一块永磁体单元至第K块永磁体单元一起径向固定在转子框架的每一个通孔内,其中2≤K≤7,K为整数。本实用新型盘式电机具有涡流损耗小、效率高和材料利用率高等优点,是一种高效节能的电机,成本也会相应地降低。

Description

改进型盘式电机及其转子组件

【技术领域】

本实用新型涉及拥有轴向磁路的盘式电机,特别是涉及制造盘式电机的磁路零部件,尤其涉及盘式电机中以磁性材料为特征的转子本体。

【背景技术】

 盘式电机是1821年由法拉第实用新型,100多年来,由于材料和工艺水平的限制, 始终未能得到进一步发展。上世纪四五十年代, 盘式电机重新受到重视,被应用在计算机硬盘和微型磁带录音机等产品上。盘式电机与传统径向磁路电机相比较具有轴向尺寸短、运动部件少和电机效率高等优点,特别适合于电机轴向安装尺寸有严格限制的场合。

传统永磁电机采用径向磁极结构，它将绕组按一定的规律嵌放在铁芯叠片中，但这种电机轴向尺寸长,不适合在薄型的空间内安装。为此，以压缩轴向尺寸为目标，改变传统电机径向磁路为轴向磁路结构的盘式电机越来越受到人们重视。

随着盘式电机技术的一步步发展,人们发现,盘式电机的利用率一直做得不是很理想。现有技术盘式电机包括至少一套转子组件和电机轴;每套转子组件又都包括圆盘形的转子框架和偶数块永磁体;所述转子框架上均匀间隔地设有与所述永磁体适配的、同等数量的通孔,以及其上设有中央通孔;借助所述中央通孔,所述转子框架轴向固定在所述电机轴上;各该永磁体固定在所述转子框架的各通孔内,N、S极交替排列;转子框架的每个通孔中的永磁体为一整块,在永磁体同等体积的情况下,其气隙磁通密度相对较低,磁通利用率低,一整块厚度较厚的永磁体生产时成本也比较高。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种改进型盘式电机及其转子组件,由于将现有技术转子组件之转子框架的每一个通孔中的永磁体沿着径向方向分为多块永磁体单元,该多块永磁体单元再一起径向固定在转子框架的每一个通孔中,处于同一通孔中的多块永磁体单元的磁性可相互叠加,可提高整个转子组件的气隙磁通密度,整个转子组件的磁通利用率也提高了,从而使盘式电机具有涡流损耗小、效率高和材料利用率高等优点,是一种高效节能的电机,成本也会相应地降低。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：

提供一种改进型盘式电机,包括至少一套转子组件和电机轴;每套转子组件又都包括圆盘形的转子框架和偶数块永磁体;所述转子框架上均匀间隔地设有与所述永磁体适配的、同等数量的通孔,以及其上设有中央通孔;借助所述中央通孔,所述转子框架轴向固定在所述电机轴上;每一块所述永磁体都包括第一块永磁体单元至第K块永磁体单元,各该第一块永磁体单元至第K块永磁体单元一起径向固定在所述转子框架的每一个通孔内, 其中2≤K≤7,K为整数,即K=2、3、4、5、6或7。所述第一块永磁体单元至第K块永磁体单元的轴向宽度同等,都小于或等于所述转子框架之通孔的轴向深度。所述第一块永磁体单元至第K块永磁体单元的径向厚度都同等。

K=3,所述转子框架的每一个通孔内都同时径向固定有第一块永磁体单元、第二块永磁体单元和第三块永磁体单元。所述第一块永磁体单元、第二块永磁体单元和第三块永磁体单元的轴向宽度同等,都小于或等于所述转子框架之通孔的轴向深度。所述第一块永磁体单元、第二块永磁体单元和第三块永磁体单元的径向厚度都同等。

还提供一种改进型盘式电机,包括中空的环形壳体、两套定子组件、与两套所述定子组件适配的转子组件、两只轴承和电机轴;每套所述定子组件都包括圆盘形的定子固定块、多块定子铁芯和固定在每块定子铁芯上的各定子绕组,多块定子铁芯均匀间隔地固定在定子固定块上;所述转子组件包括圆盘形的转子框架和偶数块永磁体,所述转子框架上均匀间隔地设有与所述永磁体适配的、同等数量的通孔,以及其上设有中央通孔,借助所述中央通孔,所述转子框架轴向固定在所述电机轴上;两定子固定块分别轴向固定在环形壳体的两端面上;借助两轴承,所述电机轴可转动地支承在两定子固定块的中央通孔内;所述转子组件之转子框架的两端面分别平行地靠近两所述定子组件之各定子铁芯的端面而与之形成两轴向气隙;每一块所述永磁体都包括第一块永磁体单元至第K块永磁体单元,各该第一块永磁体单元至第K块永磁体单元一起径向固定在所述转子框架的每一个通孔内, 其中2≤K≤7,K为整数,即K=2、3、4、5、6或7。

再提供一种改进型盘式电机的转子组件,包括圆盘形的转子框架和偶数块永磁体;所述转子框架上均匀间隔地设有与所述永磁体适配的、同等数量的通孔,以及其上设有中央通孔;借助所述中央通孔,所述转子框架轴向固定在盘式电机的电机轴上;每一块所述永磁体都包括第一块永磁体单元至第K块永磁体单元,各该第一块永磁体单元至第K块永磁体单元一起径向固定在所述转子框架的每一个通孔内, 其中2≤K≤7,K为整数,即K=2、3、4、5、6或7。

同现有技术相比较，本实用新型改进型盘式电机及其转子组件的有益效果在于：

在转子组件之转子框架的每一个通孔内都径向固定有多块永磁体单元,也就是将现有技术转子组件之转子框架的每一个通孔中的永磁体沿着径向方向分为多块永磁体单元,该多块永磁体单元再一起径向固定在转子框架的每一个通孔中,这样处于同一通孔中的多块永磁体单元的磁性可相互叠加,可提高整个转子组件的气隙磁通密度,整个转子组件的磁通利用率也提高了,从而使盘式电机具有涡流损耗小、效率高和材料利用率高等优点,是一种高效节能的电机;而且本实用新型的每块永磁体单元比现有技术所用每块永磁体的厚度要薄,生产该永磁体单元时,烧结炉内的温度可相应地低一些,永磁体单元的材料锶或钡铁氧体在烧结炉内也容易控制,这样本实用新型的每块永磁体单元的生产成本也会相应地降低,整个盘式电机的成本也会相应地降低。

【附图说明】

图1是本实用新型改进型盘式电机之优选实施例分解后的轴测投影示意图,图中没有画出各定子绕组;

图2是图1所示盘式电机的轴测投影示意图；

图3是图2所示盘式电机的整体结构正投影主视剖视示意图,图中没有画出各定子绕组;

图4是所述盘式电机之转子组件30和电机轴50装配在一起时的轴测投影示意图;

图5是图4所示转子组件30和电机轴50分解后的轴测投影示意图;

图6是图4所示转子组件30和电机轴50装配在一起时的正投影左视示意图;

图7是图6的A-A剖视示意图。

【具体实施方式】

下面结合各附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1至图7,提供一种改进型盘式电机,包括至少一套转子组件30和电机轴50;每套转子组件30又都包括圆盘形的转子框架31和偶数块永磁体32;所述转子框架31上均匀间隔地设有与所述永磁体32适配的、同等数量的通孔315,以及其上设有中央通孔311;借助所述中央通孔311,所述转子框架31轴向固定在所述电机轴50上;每一块所述永磁体32都包括第一块永磁体单元32-1至第K块永磁体单元32-K,各该第一块永磁体单元32-1至第K块永磁体单元32-K一起径向固定在所述转子框架31的每一个通孔315内, 其中2≤K≤7,K为整数,即K=2、3、4、5、6或7。所述第一块永磁体单元32-1至第K块永磁体单元32-K的轴向宽度同等,都小于或等于所述转子框架31之通孔315的轴向深度,也就是说, 第一块永磁体单元32-1至第K块永磁体单元32-K都不高于转子框架31的两端面319,一般是与该两端面319平齐。所述第一块永磁体单元32-1至第K块永磁体单元32-K的径向厚度T₁至T_K都同等。

可在所述转子框架31的每一个通孔315的一圈内壁上都涂抹胶粘剂,将每一组第一块永磁体单元32-1至第K块永磁体单元32-K的径向面上也都涂抹胶粘剂,再径向叠加起来后一起分别放入所述转子框架31的每一个通孔315内,借助胶粘剂,使每一组第一块永磁体单元32-1至第K块永磁体单元32-K分别固定于所述转子框架31的每一个通孔315的一圈内壁上。涂抹胶粘剂之前,一般需要用清洗剂将所述转子框架31和各永磁体单元清洗干净。为了使各永磁体单元快速固定在所述转子框架31的通孔315内,在各永磁体单元都粘接固定在所述转子框架31的通孔315内后,将它们放入烤箱内, 一次烘烤定型,完成所述转子组件30的制作。粘合固定用的胶粘剂可以是任何一种使用耐温不低于所述电机绝缘等级耐温水平的胶粘剂,本实用新型使用的胶粘剂是现有技术,在此不再详细描述,其粘接操作也可按现有技术有关胶粘剂的要求进行。

参见图1至图7,上述K=3,所述转子框架31的每一个通孔315内都同时径向固定有第一块永磁体单元32-1、第二块永磁体单元32-2和第三块永磁体单元32-3。所述第一块永磁体单元32-1、第二块永磁体单元32-2和第三块永磁体单元32-3的轴向宽度同等,都小于或等于所述转子框架31之通孔315的轴向深度,也就是说,第一块永磁体单元32-1、第二块永磁体单元32-2和第三块永磁体单元32-3都不高于转子框架31的两端面319,一般是与该两端面319平齐。所述第一块永磁体单元32-1的径向厚度T₁、第二块永磁体单元32-2的径向厚度T₂和第三块永磁体单元32-3的径向厚度T₃都同等。

本实用新型的原理是将现有技术的固定于转子框架的每一个通孔315中的一整块永磁体沿着径向方向一分为K块,其中2≤K≤7,K为整数,每一组K块永磁体单元径向叠加后一起固定在转子框架的每一个通孔中,这样在每一个通孔中的永磁体同等体积的情况下, 每一个通孔315中K块永磁体单元的磁性相互叠加，可提高气隙磁通密度,磁通利用率大大提高了,永磁体单元生产时的成本也会相应地降低。

本实用新型根据定、转子的数量可以做成单定子单转子、双定子单转子、单定子双转子和多转子多定子结构的盘式电机,根据需求可以自由结合。

一种双定子单转子的改进型盘式电机的具体实施例如下:

参见图1至图7,一种改进型盘式电机,包括中空的环形壳体10、两套定子组件20、与两套所述定子组件20适配的转子组件30、两只轴承40和电机轴50;每套所述定子组件20都包括圆盘形的定子固定块22、多块定子铁芯23和固定在每块定子铁芯23上的各定子绕组(图中未画出),多块定子铁芯23均匀间隔地固定在定子固定块22上,如图1所示,每套所述定子组件20都有24块定子铁芯23;所述转子组件30包括圆盘形的转子框架31和偶数块永磁体32,所述转子框架31上均匀间隔地设有与所述永磁体32适配的、同等数量的通孔315,以及其上设有中央通孔311,如图5所示,所述转子框架31上有10个通孔315;借助所述中央通孔311,所述转子框架31轴向固定在所述电机轴50上;两定子固定块22分别轴向固定在所述环形壳体10的两端面上;借助两轴承40,所述电机轴50可转动地支承在两定子固定块22的中央通孔222内;所述转子组件30之转子框架31的两端面分别平行地靠近两所述定子组件20之各定子铁芯23的端面而与之形成两轴向气隙90; 每一块所述永磁体32都包括第一块永磁体单元32-1至第K块永磁体单元32-K,各该第一块永磁体单元32-1至第K块永磁体单元32-K一起径向固定在所述转子框架31的同一个通孔315内, 其中2≤K≤7,K为整数,即K=2、3、4、5、6或7。所述第一块永磁体单元32-1至第K块永磁体单元32-K的轴向宽度同等,都小于或等于所述转子框架31之通孔315的轴向深度。所述第一块永磁体单元32-1至第K块永磁体单元32-K的径向厚度T₁至T_K都同等。如K=3,所述转子框架31的每一个通孔315内都径向固定有三块永磁体单元,即第一块永磁体单元32-1、第二块永磁体单元32-2和第三块永磁体单元32-3。定子绕组固定在定子铁芯23上时,可先用漆包线绕制好定子绕组,再将定子绕组用胶粘剂固定在定子铁芯23上;或者直接将漆包线绕制在定子铁芯23上而成为定子绕组,再用胶粘剂将定子绕组与定子铁芯23固定。

参见图1至图3,每一块定子铁芯23与定子固定块22的固定,可各采用两颗螺丝82将每一块定子铁芯23固定在定子固定块22上;同理可采用多颗螺丝81将两块定子固定块22分别轴向固定在所述环形壳体10的两端面上。图1至图3,标号为61和62是两轴承盖,借助多颗螺丝83,可将两轴承盖61、62分别轴向固定在各自的定子固定块22上;标号为70的是弹簧垫圈,可以调整电机轴50的轴伸长度。

所述转子框架31可采用不导磁的不锈钢材料制作。

所述永磁体32是钕铁硼高磁能合金、或者是锶或钡铁氧体。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围;因此,凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种改进型盘式电机,包括至少一套转子组件(30)和电机轴(50);每套转子组件(30)又都包括圆盘形的转子框架(31)和偶数块永磁体(32);所述转子框架(31)上均匀间隔地设有与所述永磁体(32)适配的、同等数量的通孔(315),以及其上设有中央通孔(311);借助所述中央通孔(311),所述转子框架(31)轴向固定在所述电机轴(50)上;其特征在于：

每一块所述永磁体(32)都包括第一块永磁体单元(32-1)至第K块永磁体单元(32-K),各该第一块永磁体单元(32-1)至第K块永磁体单元(32-K)一起径向固定在所述转子框架(31)的每一个通孔(315)内, 其中2≤K≤7,K为整数。

2.根据权利要求1所述的改进型盘式电机，其特征在于：

所述第一块永磁体单元(32-1)至第K块永磁体单元(32-K)的轴向宽度同等,都小于或等于所述转子框架(31)之通孔(315)的轴向深度。

3.根据权利要求1或2所述的改进型盘式电机，其特征在于：

所述第一块永磁体单元(32-1)至第K块永磁体单元(32-K)的径向厚度都同等。

4.根据权利要求3所述的改进型盘式电机，其特征在于：

K=3,所述转子框架(31)的每一个通孔(315)内都同时径向固定有第一块永磁体单元(32-1)、第二块永磁体单元(32-2)和第三块永磁体单元(32-3)。

5.一种改进型盘式电机,包括中空的环形壳体(10)、两套定子组件(20)、与两套所述定子组件(20)适配的转子组件(30)、两只轴承(40)和电机轴(50);每套所述定子组件(20)都包括圆盘形的定子固定块(22)、多块定子铁芯(23)和固定在每块定子铁芯(23)上的各定子绕组,多块定子铁芯(23)均匀间隔地固定在定子固定块(22)上;所述转子组件(30)包括圆盘形的转子框架(31)和偶数块永磁体(32),所述转子框架(31)上均匀间隔地设有与所述永磁体(32)适配的、同等数量的通孔(315),以及其上设有中央通孔(311),借助所述中央通孔(311),所述转子框架(31)轴向固定在所述电机轴(50)上;两定子固定块(22)分别轴向固定在环形壳体(10)的两端面上;借助两轴承(40),所述电机轴(50)可转动地支承在两定子固定块(22)的中央通孔(222)内;所述转子组件(30)之转子框架(31)的两端面分别平行地靠近两所述定子组件(20)之各定子铁芯(23)的端面而与之形成两轴向气隙(90);其特征在于：

每一块所述永磁体(32)都包括第一块永磁体单元(32-1)至第K块永磁体单元(32-K),各该第一块永磁体单元(32-1)至第K块永磁体单元(32-K)一起径向固定在所述转子框架(31)的每一个通孔(315)内, 其中2≤K≤7,K为整数。

6.根据权利要求5所述的改进型盘式电机，其特征在于：

所述第一块永磁体单元(32-1)至第K块永磁体单元(32-K)的轴向宽度同等,都小于或等于所述转子框架(31)之通孔(315)的轴向深度。

7.根据权利要求5或6所述的改进型盘式电机，其特征在于：

所述第一块永磁体单元(32-1)至第K块永磁体单元(32-K)的径向厚度都同等。

8.根据权利要求7所述的改进型盘式电机，其特征在于：

K=3,所述转子框架(31)的每一个通孔(315)内都同时径向固定有第一块永磁体单元(32-1)、第二块永磁体单元(32-2)和第三块永磁体单元(32-3)。

9.一种改进型盘式电机的转子组件;包括圆盘形的转子框架(31)和偶数块永磁体(32);所述转子框架(31)上均匀间隔地设有与所述永磁体(32)适配的、同等数量的通孔(315),以及其上设有中央通孔(311);借助所述中央通孔(311),所述转子框架(31)轴向固定在盘式电机的电机轴(50)上;其特征在于：

每一块所述永磁体(32)都包括第一块永磁体单元(32-1)至第K块永磁体单元(32-K),各该第一块永磁体单元(32-1)至第K块永磁体单元(32-K)一起径向固定在所述转子框架(31)的每一个通孔(315)内, 其中2≤K≤7,K为整数。

10.根据权利要求9所述的改进型盘式电机的转子组件，其特征在于：

K=3,所述转子框架(31)的每一个通孔(315)内都同时径向固定有第一块永磁体单元(32-1)、第二块永磁体单元(32-2)和第三块永磁体单元(32-3)。

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