CN202997733U

CN202997733U - 盘式电机

Info

Publication number: CN202997733U
Application number: CN 201220735478
Authority: CN
Inventors: 黄辉; 肖勇; 唐成文; 陈彬; 曾学英
Original assignee: Zhuhai Gree Energy Saving Environmental Protection Refrigeration Technology Research Center Co Ltd
Current assignee: Zhuhai Gree Energy Saving Environmental Protection Refrigeration Technology Research Center Co Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2022-12-27

Abstract

本实用新型提供了一种盘式电机，包括：转子，包括转子铁芯；定子，与转子同轴设置，定子与转子之间具有缝隙，定子包括在圆周方向上间隔设置有多个槽和多个齿的定子铁芯和置于槽中的定子绕组；转子铁芯包括导磁部和隔磁部，隔磁部设置在导磁部中。本实用新型有效地解决了现有技术中盘式电机应用范围有限的问题。

Description

盘式电机

技术领域

本实用新型具体涉及一种盘式电机。

背景技术

盘式电机与传统电机相比具有轴线尺寸小，功率密度高、转矩/质量比大、低速运行平稳等性能优点，得到了越来越广泛的研究与应用。尤其是盘式电机具有更大的输出力矩，特别适合大力矩直接传动装置。

现有技术的盘式电机主要采用永磁体产生的转矩进行驱动，永磁体粘贴在转子表面，电机d、q轴的电感相同，由于永磁体的退磁问题导致限制了盘式电机的应用范围。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种盘式电机，以解决现有技术中盘式电机应用范围有限的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种盘式电机，包括：转子，包括转子铁芯；定子，与转子同轴设置，定子与转子之间具有缝隙，定子包括在圆周方向上间隔设置有多个槽和多个齿的定子铁芯和置于槽中的定子绕组；转子铁芯包括导磁部和隔磁部，隔磁部设置在导磁部中。

进一步地，隔磁部为多个，多个隔磁部沿转子铁芯的圆周方向间隔设置。

进一步地，隔磁部包括沿转子铁芯轴向方向间隔设置的多个隔磁槽。

进一步地，隔磁槽包括相互连通的第一槽段和第二槽段，第一槽段沿转子的周向方向延伸设置，第一槽段的两端分别连接有第二槽段，第二槽段沿转子的轴向方向延伸设置。

进一步地，隔磁槽呈弧形状，从转子铁芯的中心轴线呈放射状延伸到转子铁芯的朝向定子的外表面，并在转子铁芯的外表面上形成一个或一组弧形槽，一个或一组弧形槽的中心轴线沿径向与转子铁芯的中心轴线垂直相交。

进一步地，隔磁槽中填充有树脂。

进一步地，转子数量为两个，定子的数量为一个，两个转子分别设置在定子的轴向方向的两端，两个转子的凸极中心线之间具有第一夹角。

进一步地，齿包括：第一齿，沿圆周方向均匀分布在定子铁芯的轴向方向的第一侧；第二齿，沿圆周方向均匀分布在定子铁芯的轴向方向的第二侧，第二齿与第一齿一一相对应，第二齿的中心线与相对应的第一齿的中心线之间具有第二夹角。

应用本实用新型的技术方案，盘式电机包括：转子，包括转子铁芯；定子，与转子同轴设置，定子与转子之间具有缝隙，定子包括在圆周方向上间隔设置有多个槽和多个齿的定子铁芯和置于槽中的定子绕组；转子铁芯包括导磁部和隔磁部，隔磁部设置在导磁部中。盘式电机通过在转子内部增加隔磁层，阻断了转子d轴方向的磁通流动，减低了电机d轴电感，电机d、q轴的电感不相同，使得电机可以利用磁阻转矩进行驱动，采用磁阻转矩驱动的盘式电机不必担心永磁体的应用环境及退磁风险，可以将电机应用高更高的环境温度，扩大了盘式电机的应用范围，并且由于不采用永磁体，可以大大降低电机的成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的盘式电机的第一实施例的结构示意图；

图2示出了图1的盘式电机的转子的结构示意图；

图3示出了图2的转子的局部结构示意图；

图4示出了图2的转子的隔磁部和导磁部的分布示意图；

图5示出了图1的盘式电机的磁路线以及转子的凸极中心线的分布示意图；

图6示出了图5的凸极中心线的放大示意图；

图7示出了图1的盘式电机的定子结构示意图；

图8示出了图7的定子的第一齿的中心线和第二齿的中心线的分布示意图；

图9示出了第一实施例的盘式电机中α角对电机磁阻转矩脉动的影响示意图；

图10示出了第一实施例的盘式电机中β角对电机齿槽转矩脉动的影响示意图；

图11示出了本实用新型的盘式电机的第二实施例的转子的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型了提供了盘式电机的第一实施例，具体参见图1至图4，盘式电机包括转子10和定子20，转子10包括转子铁芯11，定子20与转子10同轴设置，定子20与转子10之间具有缝隙，定子20包括在圆周方向上间隔设置有多个槽22和多个齿23的定子铁芯21和置于槽中的定子绕组24，转子铁芯11包括导磁部12和隔磁部13，隔磁部13设置在导磁部12中。

本实施例的盘式电机通过在转子内部增加隔磁层，阻断了转子d轴方向的磁通流动，减低了电机d轴电感，电机d、q轴的电感不相同，d、q轴的方向参见图3所示，使得电机可以利用磁阻转矩进行驱动，采用磁阻转矩驱动的盘式电机不必担心永磁体的应用环境及退磁风险，可以将电机应用到更高的环境温度，扩大了盘式电机的应用范围，并且由于不采用永磁体，可以大大降低电机的成本。

如图2和图4所示，隔磁部13为多个，多个隔磁部13沿转子铁芯11的圆周方向间隔设置。如图3所示，隔磁部13包括沿转子铁芯11轴向方向间隔设置的多个隔磁槽14。隔磁槽14包括相互连通的第一槽段141和第二槽段142，第一槽段141沿转子的周向方向延伸设置，第一槽段141的两端分别连接有第二槽段142，第二槽段142沿转子的轴向方向延伸设置，其末端延伸至转子朝向定子的表面附近。通过采用上述的多层隔磁槽的结构，可以使得电机的的d、q轴电感相比单层隔磁槽结构存在更大的差值，在相同的驱动电流下可以产生更大的磁阻转矩，减小电机的铜损，提高电机效率。进一步的两隔磁桥中间隔基本保持恒定，可以有效避免因为转子q轴磁路出现局部饱和引起的q轴电感下降和转矩脉动的增加。由于本实施例的转子中的隔磁部位于转子内，增加了转子的机械强度，适合在高速下运转。为了进一步增加转子的机械强度，隔磁槽14用树脂进行填充，由于树脂为不导磁的，所以增加了隔磁部的隔磁能力。

本实施例进一步优选地，如图5和图6所示，盘式电机为单定子双侧转子的结构，具体为，转子10数量为两个，定子20的数量为一个，两个转子10分别设置在定子20的轴向方向的两端，两个转子10的凸极中心线15之间具有第一夹角α。本实施例的转子铁芯采用压粉铁芯铸造而成，可简化制造工艺，减少生产成本。需要说明的是，本申请中涉及的所有角度均为电气角度，电气角度=机械角度X电机极对数，电气角度等于机械角度乘以电机极对数。

图9表示了转子的凸极中心线之间的夹角α对电机转矩脉动影响示意图，图中α’为现有技术中两个转子凸极中心线之间角度为0时的影响曲线，并且从图9中可以看出，电机转矩脉动随着凸极中心线夹角α的存在而减小，在夹角可调范围内，存在最优夹角α₁使转矩脉动达到最小值，最优夹角α₁随电机槽极配合值变化而变化。

如图7和图8所示，定子20的齿23包括第一齿231和第二齿232，第一齿231沿圆周方向均匀分布在定子铁芯21的轴向方向的第一侧，第二齿232沿圆周方向均匀分布在定子铁芯21的轴向方向的第二侧，第二齿232与第一齿231一一相对应，第二齿232的中心线与相对应的第一齿231的中心线之间具有第二夹角β。本实施例的定子为双边设置槽的结构，定子铁芯的两侧具有面向转子均匀分布的槽和齿，并且槽和齿间隔设置。

图10表示了β角对电机转矩脉动的影响示意图，其中β’为现有技术中第一齿和第二齿之间角度为0时的影响曲线，从图10中可以看出，电机转矩脉动随着第二夹角β存在而减小，在第二角度的可调范围内，存在最优夹角β₁使转矩脉动达到最小值，最优夹角β₁随电机槽极配合值变化而变化。

本实用新型还提供了盘式电机的第二实施例，本实施例的盘式电机与上述第一实施例的盘式电机结构基本相同，区别仅在于，隔磁槽14呈弧形状，从所述转子铁芯的中心轴线呈放射状延伸到所述转子铁芯的外表面上，并在所述转子铁芯的外表面上形成一个或一组弧形槽，所述一个或一组弧形槽的中心轴线沿径向与所述转子铁芯的中心轴线垂直相交，具体参见图11所示的转子。本实施例的技术效果与第一实施例的技术效果相同。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种盘式电机，包括：

转子（10），包括转子铁芯（11）；

定子（20），与所述转子（10）同轴设置，所述定子（20）与所述转子（10）之间具有缝隙，所述定子（20）包括在圆周方向上间隔设置有多个槽（22）和多个齿（23）的定子铁芯（21）和置于所述槽中的定子绕组（24）；

其特征在于，所述转子铁芯（11）包括导磁部（12）和隔磁部（13），所述隔磁部（13）设置在所述导磁部（12）中。

2.根据权利要求1所述的盘式电机，其特征在于，所述隔磁部（13）为多个，多个所述隔磁部（13）沿所述转子铁芯（11）的圆周方向间隔设置。

3.根据权利要求1或2所述的盘式电机，其特征在于，所述隔磁部（13）包括沿所述转子铁芯（11）轴向方向间隔设置的多个隔磁槽（14）。

4.根据权利要求3所述的盘式电机，其特征在于，所述隔磁槽（14）包括相互连通的第一槽段（141）和第二槽段（142），所述第一槽段（141）沿所述转子的周向方向延伸设置，所述第一槽段（141）的两端分别连接有所述第二槽段（142），所述第二槽段（142）沿所述转子的轴向方向延伸设置。

5.根据权利要求3所述的盘式电机，其特征在于，所述隔磁槽（14）呈弧形状，从所述转子铁芯的中心轴线呈放射状延伸到所述转子铁芯的朝向所述定子的外表面，并在所述转子铁芯的外表面上形成一个或一组弧形槽，所述一个或一组弧形槽的中心轴线沿径向与所述转子铁芯的中心轴线垂直相交。

6.根据权利要求3所述的盘式电机，其特征在于，所述隔磁槽（14）中填充有树脂。

7.根据权利要求1所述的盘式电机，其特征在于，所述转子（10）数量为两个，所述定子（20）的数量为一个，两个所述转子（10）分别设置在所述定子（20）的轴向方向的两端，两个所述转子（10）的凸极中心线（15）之间具有第一夹角（α）。

8.根据权利要求7所述的盘式电机，其特征在于，所述齿（23）包括：

第一齿（231），沿圆周方向均匀分布在所述定子铁芯（21）的轴向方向的第一侧；

第二齿（232），沿圆周方向均匀分布在所述定子铁芯（21）的轴向方向的第二侧，所述第二齿（232）与所述第一齿（231）一一相对应，所述第二齿（232）的中心线与相对应的所述第一齿（231）的中心线之间具有第二夹角（β）。