CN207652280U - 盘式电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种盘式电机，包括第一端盖、第二端盖、定子组件、两件转子组件、转轴、前轴承和后轴承;定子组件包括定子机壳、N个定子绕组部件、定子第一端板、定子第二端板和定子内圈；定子第一端板和定子第二端板前后固定在定子机壳的内腔内，N个定子绕组部件均匀排成一圈地位于定子第一端板和定子第二端板之间；前轴承和后轴承分别位于定子内圈的前轴承室和后轴承室内；转轴的中轴部设置在前轴承的内孔和后轴承的内孔内；两件转子组件镜像地分别固定在转轴的前轴部和后轴部上;第一端盖和第二端盖分别固定在定子机壳的两端。本实用新型盘式电机具有各种损耗小、散热效果好、温升低、效率高、功率密度大和材料利用率高等优点。

Description

盘式电机

【技术领域】

本实用新型涉及盘式电机,特别是涉及盘式电机的定子组件和/或转子组件,尤其涉及以电枢绕组为特征和和/或以磁性材料为特征的定子组件和/或转子组件。

【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。

大家知道传统电机定子把转子包在里面,散热效果不是很好,虽然盘式电机在结构上作了一些改进, 散热效果有所改善,但是在相同体积下盘式电机的定子齿数一般比传统电机的齿数多,也就意味着铁损多,效率低, 散热效果还需要有所提升。

在电机的损耗中，铁损占据了相当大的比例，这些损耗都以发热形式耗散了,不可再生能源，同时提高了电机温升，降低电机效率。减少电机铁损是电机设计一大课题，采用导磁率高，电阻大，涡流损耗小的新材料和新方法取代硅钢片直接冲压而成的定子铁芯和/或转子铁芯是电机研发的一个方向。硅钢片直接冲压而成的定子铁芯和/或转子铁芯在导磁率、电阻、涡流损耗和高频特性等方面的固有缺点使我们无法用其制造出更高效率的盘式电机。

【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盘式电机, 不仅具有轴向尺寸短的优点,而且还具有各种损耗小、散热效果好、温升低、效率高、功率密度大和材料利用率高等优点, 结构也独特和牢靠，是一种高效节能的电机。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：

本实用新型提供一种盘式电机，包括设有第九中心通孔的第一端盖、设有第八中心通孔的第二端盖、定子组件、转子组件、转轴、前轴承和后轴承; 所述转子组件有两件；所述定子组件包括中空的定子机壳、N个定子绕组部件、设有第一中心通孔的定子第一端板、设有第二中心通孔的定子第二端板和中空的定子内圈；每一个定子绕组部件又都包括由软磁材料形成的粉末压铸而成的定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯形状为工字型结构，包括两头扇形的第一挡板和第二挡板，以及中间的芯轴，所述芯轴将所述第一挡板和第二挡板联接在一起，所述第一挡板、芯轴和第二挡板形成一圈开放式的容腔，所述定子绕组绝缘地缠绕在所述芯轴上并位于所述容腔内；所述定子第一端板上均匀地设有一圈N个与所述第一挡板相适配的第一通孔，所述定子第二端板上均匀地设有一圈N个与所述第二挡板相适配的第二通孔；所述定子内圈的内腔依次设有相互连通的前轴承室、第三中心通孔和后轴承室；所述定子第一端板和定子第二端板前后固定在所述定子机壳的内腔内，N个定子绕组部件均匀排成一圈地位于所述定子第一端板和定子第二端板之间，并且每一个定子绕组部件的第一挡板和第二挡板分别卡在对应的所述定子第一端板之第一通孔和定子第二端板之第二通孔内，N个定子绕组部件的外端部与所述定子机壳的内腔都有径向空隙，所述定子内圈固定在所述定子第一端板和定子第二端板之间，并且所述定子内圈的前轴承室与所述定子第一端板的第一中心通孔相连通, 所述定子内圈的后轴承室与所述定子第二端板的第二中心通孔相连通；其中N≥3m，m为正整数；所述前轴承和后轴承分别位于所述定子内圈的前轴承室和后轴承室内；所述转轴为台阶轴，依次包括前轴部、中轴部和后轴部，所述中轴部的外径比所述前轴部和后轴部的外径都大，所述转轴的中轴部设置在所述前轴承的内孔和后轴承的内孔内；两件所述转子组件镜像地分别固定在所述转轴的前轴部和后轴部上，并且两件所述转子组件分别平行地靠近所述定子绕组部件的第一挡板和第二挡板而与之形成各自的轴向气隙; 所述第一端盖和第二端盖分别固定在所述定子机壳的两端，将所述定子组件和转子组件封闭在所述定子机壳的内腔内。

所述定子铁芯全部外表面都喷涂有防腐蚀、防生锈和防绝缘的绝缘漆。

所述定子组件还包括环形的循环冷却管，该循环冷却管设置在所述定子组件的径向空隙内，其两端的进水管头和出水管头分别与所述定子机壳上的进水管和出水管相接通。

所述定子组件装配好后，用胶粘剂对所述定子组件进行整体灌胶,使所述定子组件之各零部件牢牢地粘成一体。

所述转子组件包括用不导磁的铝材料制作的圆盘形的转子法兰、偶数块永磁体和用工程塑料制作的圆盘形的转子框架,以及与永磁体同等数量的、由软磁材料形成的粉末压铸而成的转子小铁芯，所述转子小铁芯形状为上大下小的扇形结构，包括上部的外圆弧面和下部的内圆弧面，以及将所述外圆弧面和内圆弧面联接的左侧面和右侧面，所述外圆弧面的弧长比内圆弧面的弧长要大;所述转子法兰中间和外围分别设有向同一个方向伸出的中间凸块和一圈外围凸圈，中间凸块上设有第七中心通孔，所述中间凸块与外围凸圈之间形成一个容纳所述转子小铁芯、永磁体和转子框架的容腔；所述转子框架上均匀间隔地设有与所述永磁体同等数量的通孔和第六中心通孔,各该永磁体均匀间隔地固定在所述转子框架的各通孔内,N、S极交替排列，转子框架及其上的永磁体一起固定在所述转子法兰的容腔内，各该转子小铁芯沿着一圈无缝拼接成一个圆环后一起设置在所述转子法兰之容腔的底面与各该永磁体之间。

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345内, 其中2≤K≤7,K为整数。

同现有技术相比较，本实用新型盘式电机之有益效果在于：

一、本实用新型定子铁芯用软磁材料制成的粉末通过定子模具压制成型，使得磁场能在各个维度方向运动，同时极大地降低了零件的铁损耗，提高了电机效率；

二、本实用新型采用N个独立的定子绕组部件，不但便于定子铁芯的制造,而且绕线也方便，同时降低了铁损耗和铜损耗，散热性能也好，提升了电机的整体效率，装配也方便和也节约工时；

三、本实用新型定子绕组直接缠绕在定子铁芯上，极大地减少了端部无效铜的用量，降低了铜损耗，提高了绕线的槽满率，同时散热性能好，也提升了电机的整体效率；

四、本实用新型采用定子机壳、N个定子绕组部件、定子第一端板、定子第二端板和定子内圈装配在一起形成定子组件，结构独特和牢靠；

五、将固定转轴的前轴承和后轴承都安装在定子内圈内,充分利用了定子机壳的厚度,使该盘式电机的轴向尺寸更短；

六、将转轴设计成台阶轴,直接将两件转子组件固定在台阶轴的两端面上,使该盘式电机的所用部件更少，轴向尺寸更短；

七、本实用新型采用单定子和双转子，其中定子组件位于中间，双转子组件分别位于定子组件的两侧，形成了一种三明治夹心结构；这种结构相较于单定子和单转子形式，使得定子和转子之间在轴向的磁拉力互相抵消，达到了更稳固的结构；而这种结构相较于双定子和单转子型式，由于具有两个转动的部件，使得电机的输出转矩增大，有效提高了电机的转矩密度和功率密度；

八、本实用新型转子小铁芯也用软磁材料制成的粉末通过转子模具压制成型，使得磁场能在各个维度方向运动，同时极大地降低了零件的铁损耗，提高了电机效率；

九、本实用新型采用与永磁体同等数量的各独立的转子小铁芯，不但便于转子小铁芯的制造,同时也能降低铁损耗，散热性能也会有所提高，相应地也提升了电机的整体效率；

十、采用偶数块永磁体，各永磁体都相隔一定距离并错开了一定角度，可以减少电机固有的齿槽转矩；

十一、将每一块所述永磁体分成多块小的永磁体单元，可以减少永磁体自身的涡流损耗，而且生产单个永磁体单元时,烧结炉内的温度可相应地低一些,永磁体单元的材料钕铁硼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;

十二、本实用新型采用转子法兰、偶数块永磁体、转子框架和与永磁体同等数量的转子小铁芯装配在一起形成转子组件，结构独特和牢靠。

综上所述，本实用新型盘式电机不仅具有轴向尺寸短的优点,而且还具有各种损耗小、散热效果好、温升低、效率高、功率密度大和材料利用率高等优点, 结构也独特和牢靠，是一种高效节能的电机。

【附图说明】

图1是本实用新型盘式电机优选实施例的整体结构正投影纵剖面示意图;

图2是所述盘式电机部分分解后的轴测投影示意图，为了节约空间, 固定第一端盖和第二端盖的螺丝97仍然放在定子机壳的螺纹孔内；

图3是所述盘式电机之定子组件的轴测投影示意图;

图4是所述定子组件的正投影纵剖面示意图;

图5是所述定子组件被切去一部分的轴测投影示意图;

图6是所述定子组件部分分解后的轴测投影示意图，为了节约空间, 固定定子第一端板和定子第二端板的螺丝99仍然放在定子机壳的螺纹孔内，而固定定子内圈的螺丝99则放在定子内圈的螺纹孔内;

图7是所述定子组件之定子第一端板23的轴测投影示意图;

图8是所述定子组件之定子第二端板24的轴测投影示意图；

图9是所述定子组件之定子绕组部件22的轴测投影示意图；

图10是所述定子绕组部件22之定子铁芯221的轴测投影示意图；

图11是所示盘式电机之两件转子组件30与转轴50分解后的位置关系轴测投影示意图；

图12是所示转子组件30的轴测投影示意图；

图13是所示转子组件30分解后的轴测投影示意图，图中没有画出固定转子框架34的螺丝；

图14是所述转子组件30之转子法兰31的轴测投影示意图;

图15是所述转子组件30之转子框架34的轴测投影示意图；

图16是所述转子组件30之多个转子小铁芯32沿着一圈无缝拼接成一个圆环的轴测投影示意图；

图17是单个转子小铁芯32放大后的轴测投影示意图；

图18是所述转子组件30之单个永磁体33的轴测投影示意图，该单个永磁体33又被分成K块永磁体单元，图中K=3；

图19是单个永磁体33被分成K块永磁体单元分解后的轴测投影示意图，图中K=3。

【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12,本实用新型提供了一种盘式电机，包括设有第九中心通孔11的第一端盖10、设有第八中心通孔41的第二端盖40、定子组件20、转子组件30、转轴50、前轴承68和后轴承69; 所述转子组件30有两件；所述定子组件20包括中空的定子机壳21、N个定子绕组部件22、设有第一中心通孔231的定子第一端板23、设有第二中心通孔241的定子第二端板24和中空的定子内圈25；每一个定子绕组部件22又都包括由软磁材料形成的粉末压铸而成的定子铁芯221和定子绕组222，所述定子铁芯221形状为工字型结构，包括两头扇形的第一挡板2211和第二挡板2212，以及中间的芯轴2213，所述芯轴2213将所述第一挡板2211和第二挡板2212联接在一起，所述第一挡板2211、芯轴2213和第二挡板2212形成一圈开放式的容腔2214，所述定子绕组222绝缘地缠绕在所述芯轴2213上并位于所述容腔2214内；所述定子第一端板23上均匀地设有一圈N个与所述第一挡板2211相适配的第一通孔232，所述定子第二端板24 上均匀地设有一圈N个与所述第二挡板2212相适配的第二通孔242；所述定子内圈25的内腔依次设有相互连通的前轴承室251、第三中心通孔252和后轴承室253；所述定子第一端板23和定子第二端板24前后固定在所述定子机壳21的内腔内，N个定子绕组部件22均匀排成一圈地位于所述定子第一端板23和定子第二端板24之间，并且每一个定子绕组部件22的第一挡板2211和第二挡板2212分别卡在对应的所述定子第一端板23之第一通孔232和定子第二端板24之第二通孔242内，N个定子绕组部件22的外端部与所述定子机壳21的内腔都有径向空隙29，所述定子内圈25固定在所述定子第一端板23和定子第二端板24之间，并且所述定子内圈25的前轴承室251与所述定子第一端板23的第一中心通孔231相连通, 所述定子内圈25的后轴承室253与所述定子第二端板24的第二中心通孔241相连通；其中N≥3m，m为正整数；所述前轴承68和后轴承69分别位于所述定子内圈25的前轴承室251和后轴承室253内；所述转轴50为台阶轴，依次包括前轴部51、中轴部52和后轴部53，所述中轴部52的外径比所述前轴部51和后轴部53的外径都大，所述转轴50的中轴部52设置在所述前轴承68的内孔和后轴承69的内孔内；两件所述转子组件30镜像地分别固定在所述转轴50的前轴部51和后轴部53上，并且两件所述转子组件30分别平行地靠近所述定子绕组部件22的第一挡板2211和第二挡板2212而与之形成各自的轴向气隙98; 所述第一端盖10和第二端盖40分别固定在所述定子机壳21的两端，将所述定子组件20和转子组件30封闭在所述定子机壳21的内腔内。

所述定子铁芯221全部外表面都喷涂有防腐蚀、防生锈和防绝缘的绝缘漆。

参见图3至图6,所述定子组件20还包括环形的循环冷却管26，该循环冷却管26设置在所述定子组件20的径向空隙29内，其两端的进水管头261和出水管头262分别与所述定子机壳21上的进水管219和出水管218相接通。

所述定子组件20装配好后，用胶粘剂对所述定子组件20进行整体灌胶,使所述定子组件20之各零部件牢牢地粘成一体。

参见图12至图19,所述转子组件30包括用不导磁的铝材料制作的圆盘形的转子法兰31、偶数块永磁体33和用工程塑料制作的圆盘形的转子框架34,以及与永磁体33同等数量的、由软磁材料形成的粉末压铸而成的转子小铁芯32，所述转子小铁芯32形状为上大下小的扇形结构，包括上部的外圆弧面321和下部的内圆弧面322，以及将所述外圆弧面321和内圆弧面322联接的左侧面323和右侧面324，所述外圆弧面321的弧长比内圆弧面322的弧长要大;所述转子法兰31中间和外围分别设有向同一个方向伸出的中间凸块311和一圈外围凸圈312，中间凸块311上设有第七中心通孔3111，所述中间凸块311与外围凸圈312之间形成一个容纳所述转子小铁芯32、永磁体33和转子框架34的容腔313；所述转子框架34上均匀间隔地设有与所述永磁体33同等数量的通孔342和第六中心通孔341,各该永磁体33均匀间隔地固定在所述转子框架34的各通孔342内,N、S极交替排列，转子框架34及其上的永磁体33一起固定在所述转子法兰31的容腔313内，各该转子小铁芯32沿着一圈无缝拼接成一个圆环后一起设置在所述转子法兰31之容腔313的底面与各该永磁体33之间。

参见图13、图18和图19,每一块所述永磁体33都包括第一块永磁体单元33-1至第K块永磁体单元33-K,各该第一块永磁体单元33-1至第K块永磁体单元33-K一起径向固定在所述转子框架34的每一个通孔342内, 其中2≤K≤7,K为整数。

参见图1至图12,本实用新型盘式电机的制造方法，该盘式电机包括设有第九中心通孔11的第一端盖10、设有第八中心通孔41的第二端盖40、定子组件20、转子组件30、转轴50、前轴承68和后轴承69，其中所述转子组件30有两件；所述制造方法包括如下步骤：

a、定子组件20的制作，所述定子组件20包括中空的定子机壳21、N个定子绕组部件22、设有第一中心通孔231的定子第一端板23、设有第二中心通孔241的定子第二端板24和中空的定子内圈25；每一个定子绕组部件22又都包括定子铁芯221和定子绕组222;其中N≥3m，m为正整数；

a₁、定子铁芯221的制作：将软磁材料制成粉末状，将粉末状的软磁材料用定子模具压制成定子铁芯221；然后将所述定子铁芯221进行绝缘处理，即将所述定子铁芯221的全部外表面上都喷涂有防腐蚀、防生锈和防绝缘的绝缘漆；制作完成的定子铁芯221形状为工字型结构，包括两头扇形的第一挡板2211和第二挡板2212，以及中间的芯轴2213，所述芯轴2213将所述第一挡板2211和第二挡板2212联接在一起，所述第一挡板2211、芯轴2213和第二挡板2212形成一圈开放式的容腔2214; 由于现有技术硅钢片冲压的定子铁芯限制了三维磁场性能优势的发挥，而本实用新型通过软磁材料制成的粉末，再用定子模具压制成型，制作成定子铁芯，使得磁场能在各个维度方向运动，同时极大地降低了零件的铁损耗，提高了电机效率；

a₂、定子绕组部件22 的制作，将定子绕组222绝缘地缠绕在所述定子铁芯221的芯轴2213上并位于所述定子铁芯221的容腔2214内，这样便制作了一个定子绕组部件22；现有技术定子绕组大多采用跨距绕组，导致绕线端部过长，无效铜的用量增加，损耗更大；而本实用新型采用扁铜线或漆包线直接缠绕在所述定子铁芯221的芯轴2213上形成定子绕组222，极大地减少了端部无效铜的用量，降低了铜损耗，提高了绕线的槽满率，同时散热性能非常好，也提升了电机的整体效率；

a₃、在定子第一端板23上均匀地设有一圈N个与所述定子铁芯221之第一挡板2211相适配的第一通孔232；在定子第二端板24 上均匀地设有一圈N个与所述定子铁芯221之第二挡板2212相适配的第二通孔242；将定子内圈25的内腔依次设有相互连通的前轴承室251、第三中心通孔252和后轴承室253；

a₄、将定子第一端板23用螺丝99固定在所述定子机壳21的内腔内，并将定子内圈25的一端面用螺丝99固定在所述定子第一端板23上，使得所述定子内圈25的前轴承室251与所述定子第一端板23的第一中心通孔231相连通；将N个定子绕组部件22的第一挡板2211分别放入到对应的所述定子第一端板23之第一通孔232内，该N个定子绕组部件22的外端部与所述定子机壳21的内腔都有径向空隙29，然后将定子第二端板24 也用螺丝99固定在所述定子机壳21的内腔内，并使每一个定子绕组部件22的第二挡板2212分别卡在对应的所述定子第二端板24之第二通孔242内，这样使得N个定子绕组部件22均匀排成一圈地位于所述定子第一端板23和定子第二端板24之间；也用螺丝99将定子第二端板24与定子内圈25的另一端面固定，并使所述定子内圈25的后轴承室253与所述定子第二端板24的第二中心通孔241相连通；

定子第一端板23和定子第二端板24采用工程塑料制成，定子第一端板23的外圈设有一圈通孔239，定子第一端板23的内圈设有一圈通孔238，定子第二端板24的外圈设有一圈通孔249，定子第二端板24的内圈设有一圈通孔248；定子机壳21采用铸铝材料制成，其内腔的内壁中部设有一圈凸起215，该凸起上设有螺纹孔，螺丝99穿过定子第一端板23的通孔239后将定子第一端板23固定在所述定子机壳21的内腔之凸起215的螺纹孔内，同理螺丝99穿过定子第二端板24的通孔249后将定子第二端板24固定在所述定子机壳21的内腔之凸起215的螺纹孔内；定子内圈25采用不锈钢材料制成，定子内圈25的外圈设有一圈螺纹孔，螺丝99穿过定子第一端板23的通孔238后将拧入到在定子内圈25的螺纹孔内，同理螺丝99穿过定子第二端板24的通孔248后拧入到在定子内圈25的螺纹孔内，从而使定子内圈25固定在定子第一端板23和定子第二端板24之间；

a₅、用胶粘剂对上述定子组件20进行整体灌胶,使所述定子组件20之各零部件牢牢地粘成一体，等待胶粘剂固化成型,这样就完成了定子组件20的制作；

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，例如胶粘剂可以采用环氧树脂；胶粘剂固化成型可以在常温下固化一段时间,也可以烘烤定型,如在温度为60±2摄氏度,时间为2.5～4.0小时的条件下烘烤定型；

本实用新型采用N个独立的定子绕组部件22，不但便于定子铁芯221的制造,而且绕线也方便，同时降低了铁损耗和铜损耗，散热性能也好，提升了电机的整体效率；

b、将前轴承68和后轴承69分别设置在所述定子组件20之定子内圈25的前轴承室251和后轴承室253内；

c、将转轴50设计为台阶轴，依次包括前轴部51、中轴部52和后轴部53，所述中轴部52的外径比所述前轴部51和后轴部53的外径都大，将所述转轴50的中轴部52设置在所述前轴承68的内孔和后轴承69的内孔内；中轴部52的前、后端面都设有一圈螺纹孔；

d、将两件转子组件30镜像地分别固定在所述转轴50的前轴部51和后轴部53上，实际上可用螺丝将两件转子组件30分别固定在转轴50之中轴部52的前后端面的螺纹孔内，并且两件所述转子组件30分别平行地靠近所述定子绕组部件22的第一挡板2211和第二挡板2212而与之形成各自的轴向气隙98；

本实用新型采用单定子和双转子，其中定子组件位于中间，双转子组件分别位于定子组件的两侧，形成了一种三明治夹心结构；这种结构相较于单定子和单转子形式，使得定子和转子之间在轴向的磁拉力互相抵消，达到了更稳固的结构；而这种结构相较于双定子和单转子型式，由于具有两个转动的部件，使得电机的输出转矩增大，有效提高了电机的转矩密度和功率密度；

e、用螺丝97将第一端盖10和第二端盖40分别固定在所述定子机壳21的两端，使所述定子组件20和转子组件30封闭在所述定子机壳21的内腔内，这样就完成了所述盘式电机的整体装配。

参见图3至图6,在步骤a₄中, 在固定所述定子第二端板24之前，将循环冷却管26设置在所述径向空隙29内，其两端的进水管头261和出水管头262分别与定子机壳21上的进水管219和出水管218相接通。循环冷却管26采用铜管做成。循环冷却管26起到散热作用。

参见图12至图19,在步骤d之前,还包括步骤d₀、转子组件30的制作，所述转子组件30包括用不导磁的铝材料制作的圆盘形的转子法兰31、偶数块永磁体33和用工程塑料制作的圆盘形的转子框架34,以及与永磁体33同等数量的转子小铁芯32; 永磁体33的材料是钕铁硼高磁能合金；为了防止磁路漏磁，提高蓄磁能力,转子法兰31采用不导磁的铝材料制作，转子框架34采用工程塑料制作；转子组件30的具体制作步骤如下：

d₀₁转子小铁芯32的制作：将软磁材料制成粉末状，将粉末状的软磁材料用转子模具压制成转子小铁芯32，制作完成的转子小铁芯32形状为上大下小的扇形结构，包括上部的外圆弧面321和下部的内圆弧面322，以及将所述外圆弧面321和内圆弧面322联接的左侧面323和右侧面324，所述外圆弧面321的弧长比内圆弧面322的弧长要大；在转子小铁芯32之外圆弧面321上还设置有定位凸起3211；

由于现有技术硅钢片冲压的转子铁芯限制了三维磁场性能优势的发挥，而本实用新型通过软磁材料制成的粉末，再用转子模具压制成型，制作成转子小铁芯32，使得磁场能在各个维度方向运动，同时极大地降低了零件的铁损耗，提高了电机效率；

d₀₂将转子法兰31中间和外围分别设计为同一个方向伸出的中间凸块311和一圈外围凸圈312，该中间凸块311上设有第七中心通孔3111，所述中间凸块311与外围凸圈312之间形成一个容纳所述转子小铁芯32、永磁体33和转子框架34的容腔313；转子法兰31之容腔313的外边缘设有一圈与转子小铁芯32之定位凸起3211相适配的第一凹位319；

d₀₃将转子框架34上均匀间隔地设计为与所述永磁体33同等数量的通孔342和第六中心通孔341,各该永磁体33均匀间隔地固定在所述转子框架34的各通孔342内,N、S极交替排列；转子框架34上也设有一圈与转子小铁芯32之定位凸起3211相适配的第二凹位349；

d₀₄将各转子小铁芯32沿着一圈无缝拼接成一个圆环后一起紧贴在所述转子法兰31之容腔313的底面，各转子小铁芯32的定位凸起3211分别位于对应的转子法兰31之容腔313的第一凹位319内，再将转子框架34及其上的永磁体33一起用螺丝96固定在所述转子法兰31的容腔313内，各转子小铁芯32的定位凸起3211同时也分别位于对应的转子框架34的第二凹位349内，这样就使得各转子小铁芯32一起位于所述转子法兰31之容腔313的底面与各该永磁体33之间，定位凸起3211与第一凹位319和第二凹位349的配合起定位和固定的作用。为了固定牢靠，在各转子小铁芯32与永磁体33之间还可以采用胶粘剂固定。各永磁体33都相隔一定距离并错开了一定角度，可以减少电机固有的齿槽转矩。转子组件30装配好后,转子框架34不会高出转子法兰31之外围凸圈312的外表面,这样使得轴向尺寸更短。

参见图13、图18和图19,在步骤d₀₃中, 每一块所述永磁体33都包括第一块永磁体单元33-1至第K块永磁体单元33-K,各该第一块永磁体单元33-1至第K块永磁体单元33-K一起径向固定在所述转子框架34的每一个通孔342内, 其中2≤K≤7,K为整数，例如K=3。每一块所述永磁体33分成多块小的永磁体单元是为了减少永磁体自身的涡流损耗，而且加工方便。

在步骤a₁定子铁芯221的制作过程中, 软磁材料是通过熔炼和气雾化制成的粉末状；在将粉末状的软磁材料用定子模具压制成定子铁芯221之前，还对粉末状的软磁材料进行表面喷涂，使粉末状的软磁材料喷涂上一层绝缘层；而在将粉末状的软磁材料用定子模具压制成定子铁芯221之后和将所述定子铁芯221的全部外表面上都喷涂绝缘漆之前，将所述定子铁芯221进行退火处理。也就是说, 定子铁芯221的制作过程包括：将软磁材料通过熔炼和气雾化制成的粉末状；对粉末状的软磁材料进行表面喷涂，使粉末状的软磁材料喷涂上一层绝缘层；将粉末状的软磁材料用定子模具压制成定子铁芯221；将所述定子铁芯221进行退火处理；将所述定子铁芯221的全部外表面上都喷涂绝缘漆。

在步骤d01转子小铁芯32的制作过程中, 软磁材料也是通过熔炼和气雾化制成的粉末状。

本实用新型软磁材料包括内含铁硅合金的软磁材料。

参见图1至图19，定子组件20的定子铁芯221有12个, 定子绕组部件22为12个, 12个集中式的定子绕组通过设定的连接方式后形成三相绕组，并引出三个线头，作为电机的UVW三相输出端；每个转子组件30的永磁体33为10块，转子小铁芯32为10块。参见图5，N个定子绕组部件22的外端部与所述定子机壳21的内腔形成的径向空隙29不但可以设置循环冷却管26，而且各定子绕组的线头也是从此引出，而且还可以起到通风和散热的作用。

参见图1和图11，本实用新型的转轴50两端没有从第一端盖10的第九中心通孔11和第二端盖40的第八中心通孔41伸出,使得本实用新型盘式电机轴向尺寸更小,而是在转轴50的内中心设有与外部零件相连接的轴向配合通孔54。

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 (8)

1.一种盘式电机，包括设有第九中心通孔（11）的第一端盖(10)、设有第八中心通孔（41）的第二端盖(40)、定子组件(20)、转子组件(30)、转轴(50)、前轴承(68)和后轴承(69);其特征在于：

所述转子组件(30)有两件；

所述定子组件(20)包括中空的定子机壳(21)、N个定子绕组部件(22)、设有第一中心通孔（231）的定子第一端板(23)、设有第二中心通孔（241）的定子第二端板(24)和中空的定子内圈（25）；每一个定子绕组部件(22)又都包括由软磁材料形成的粉末压铸而成的定子铁芯(221)和定子绕组（222），所述定子铁芯（221）形状为工字型结构，包括两头扇形的第一挡板（2211）和第二挡板（2212），以及中间的芯轴（2213），所述芯轴（2213）将所述第一挡板（2211）和第二挡板（2212）联接在一起，所述第一挡板（2211）、芯轴（2213）和第二挡板（2212）形成一圈开放式的容腔（2214），所述定子绕组（222）绝缘地缠绕在所述芯轴（2213）上并位于所述容腔（2214）内；所述定子第一端板(23)上均匀地设有一圈N个与所述第一挡板（2211）相适配的第一通孔（232），所述定子第二端板(24) 上均匀地设有一圈N个与所述第二挡板（2212）相适配的第二通孔（242）；所述定子内圈（25）的内腔依次设有相互连通的前轴承室(251)、第三中心通孔（252）和后轴承室(253)；所述定子第一端板(23)和定子第二端板(24)前后固定在所述定子机壳(21)的内腔内，N个定子绕组部件(22)均匀排成一圈地位于所述定子第一端板(23)和定子第二端板(24)之间，并且每一个定子绕组部件(22)的第一挡板（2211）和第二挡板（2212）分别卡在对应的所述定子第一端板(23)之第一通孔（232）和定子第二端板(24)之第二通孔（242）内，N个定子绕组部件(22)的外端部与所述定子机壳(21)的内腔都有径向空隙（29），所述定子内圈（25）固定在所述定子第一端板(23)和定子第二端板(24)之间，并且所述定子内圈（25）的前轴承室(251)与所述定子第一端板(23)的第一中心通孔（231）相连通, 所述定子内圈（25）的后轴承室(253)与所述定子第二端板(24)的第二中心通孔（241）相连通；其中N≥3m，m为正整数；

所述前轴承(68)和后轴承(69)分别位于所述定子内圈（25）的前轴承室(251)和后轴承室(253)内；所述转轴(50)为台阶轴，依次包括前轴部（51）、中轴部（52）和后轴部（53），所述中轴部（52）的外径比所述前轴部（51）和后轴部（53）的外径都大，所述转轴(50)的中轴部（52）设置在所述前轴承(68)的内孔和后轴承(69)的内孔内；两件所述转子组件(30)镜像地分别固定在所述转轴(50)的前轴部（51）和后轴部（53）上，并且两件所述转子组件(30)分别平行地靠近所述定子绕组部件(22)的第一挡板（2211）和第二挡板（2212）而与之形成各自的轴向气隙(98);

所述第一端盖(10)和第二端盖(40)分别固定在所述定子机壳(21)的两端，将所述定子组件(20)和转子组件(30)封闭在所述定子机壳(21)的内腔内。

2.根据权利要求1所述的盘式电机，其特征在于：

所述定子铁芯（221）全部外表面都喷涂有防腐蚀、防生锈和防绝缘的绝缘漆。

3.根据权利要求1所述的盘式电机，其特征在于：

所述定子组件(20)还包括环形的循环冷却管（26），该循环冷却管（26）设置在所述定子组件(20)的径向空隙（29）内，其两端的进水管头（261）和出水管头（262）分别与所述定子机壳(21)上的进水管（219）和出水管（218）相接通。

4.根据权利要求1至3之任一项所述的盘式电机，其特征在于：

所述定子组件(20)装配好后，用胶粘剂对所述定子组件(20)进行整体灌胶,使所述定子组件(20)之各零部件牢牢地粘成一体。

5.根据权利要求1所述的盘式电机，其特征在于：

所述转子组件(30)包括用不导磁的铝材料制作的圆盘形的转子法兰(31)、偶数块永磁体(33)和用工程塑料制作的圆盘形的转子框架(34),以及与永磁体(33)同等数量的、由软磁材料形成的粉末压铸而成的转子小铁芯（32），所述转子小铁芯（32）形状为上大下小的扇形结构，包括上部的外圆弧面（321）和下部的内圆弧面（322），以及将所述外圆弧面（321）和内圆弧面（322）联接的左侧面（323）和右侧面（324），所述外圆弧面（321）的弧长比内圆弧面（322）的弧长要大;所述转子法兰(31)中间和外围分别设有向同一个方向伸出的中间凸块（311）和一圈外围凸圈（312），中间凸块（311）上设有第七中心通孔（3111），所述中间凸块（311）与外围凸圈（312）之间形成一个容纳所述转子小铁芯（32）、永磁体(33)和转子框架(34)的容腔(313)；所述转子框架(34)上均匀间隔地设有与所述永磁体(33)同等数量的通孔(342)和第六中心通孔（341）,各该永磁体(33)均匀间隔地固定在所述转子框架(34)的各通孔(342)内,N、S极交替排列，转子框架(34)及其上的永磁体(33)一起固定在所述转子法兰(31)的容腔(313)内，各该转子小铁芯（32）沿着一圈无缝拼接成一个圆环后一起设置在所述转子法兰(31)之容腔(313)的底面与各该永磁体(33)之间。

6.根据权利要求5所述的盘式电机，其特征在于：

每一块所述永磁体(33)都包括第一块永磁体单元(33-1)至第K块永磁体单元(33-K),各该第一块永磁体单元(33-1)至第K块永磁体单元(33-K)一起径向固定在所述转子框架(34)的每一个通孔(342)内, 其中2≤K≤7,K为整数。

7.根据权利要求5所述的盘式电机，其特征在于：

所述转子小铁芯（32）之外圆弧面(321)上还设置有定位凸起（3211），所述转子法兰（31）之容腔（313）的外边缘设有一圈与所述转子小铁芯（32）之定位凸起（3211）相适配的第一凹位（319），所述转子框架（34）上也设有一圈与所述转子小铁芯（32）之定位凸起（3211）相适配的第二凹位（349）。

8.根据权利要求5至7之任一项所述的盘式电机，其特征在于：

所述转子框架（34）不会高出所述转子法兰（31）之外围凸圈（312）的外表面。