CN207664722U - 一种盘式电机定子盘和具有其的盘式电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种盘式电机定子盘，包括至少两个定子盘本体(11)，每个定子盘本体(11)均具有靠近转子盘(17)的第一面(15)和远离转子盘(17)的第二面(16)，第二面(16)上成型有若干个用于安装固定定子绕组的凹槽(12)，其中至少两个定子盘本体(11)的第二面相向设置，且形成一整体结构。本实用新型还提供了一种具有上述定子盘的盘式电机。本实用新型使两个相对的定子盘本体(11)的变形可以相互抵消，解决了现有的无铁芯盘式电机的定子盘在使用过程中易发生热变形，导致转子和定子产生接触摩擦，发生电机短路事故的问题。

Description

一种盘式电机定子盘和具有其的盘式电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种盘式电机定子盘和具有其的盘式电机。

背景技术

目前飞轮储能器的放电和充电的电机系统一般使用盘式电机，这是由于盘式电机外形扁平、轴向尺寸短，结构方面比较适合飞轮储能器使用。盘式电机的定子与转子都呈盘型结构，定子一般分为有铁芯和无铁芯两种，无铁芯定子盘一般使用绝缘且不导磁的材料制作，例如导热性好的塑料，定子盘上刻有槽用来布置导线，无铁芯定子盘的优点是安装简单，电机工作效率高。如图1所示，由塑料制造的定子盘18，形状一般为圆环，中间有通孔，飞轮转轴19从孔内通过，定子盘18上布置定子线圈。定子盘18固定到飞轮外壳的内壁上，从内壁向中间伸展，定子盘18的两侧被转子盘17包夹，转子盘17上镶嵌有永磁体，形成盘式永磁电机。

但是由于定子盘内环没有固定，整个定子盘是个悬臂结构，为了保证定子盘不与转子盘摩擦，定子盘必须有足够的刚度，不能产生太大的变形，以保证定子盘18与转子盘17之间的有气隙平面20。两者间的气隙是与电机转轴19垂直的平面，如图1所示，图2为该气隙平面20，磁力线21垂直于气隙平面20，与电机转轴19方向平行，称为轴向气隙磁通。

随着电机的运转，定子盘中的线圈产生大量的热量，就会使得使用塑料制作的定子盘在一定温度下发生热变形，而刻有线槽的定子盘变形则会更严重些，其中包括不可恢复的塑形变形。定子盘的变形通常不是均匀的平面变形，如翘曲等，这样就容易导致转子和定子之间产生接触摩擦，进而发生电机短路事故。

为了解决上述技术问题，中国专利文献CN205377473U公开了一种无铁芯轴向磁场盘式电机定子盘，包括多个扇形线圈和环氧树脂，多个线圈沿圆周方向嵌锁排列成圆环形线圈阵列，它还包括内导热片和外导热片，内导热片为设置在圆环形线圈阵列的内圈处，内导热片具有外露的内导热片散热面；外导热片设置在圆环形线圈阵列的外圈处，外导热片具有外露的外导热片散热面。使用时，定子盘中线圈产生的热量通过内导热片和外导热片散发出去，这样虽然能在一定程度上降低定子盘的温度，利于散热，但是并不能有效避免定子盘的变形。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种盘式电机定子盘和具有其的盘式电机，以解决现有的无铁芯盘式电机的定子盘在使用过程中易发生热变形，容易导致转子盘和定子盘产生接触摩擦，发生电机短路事故的问题。

为此，本实用新型提供了如下技术方案：

本实用新型提供了一种盘式电机定子盘，包括：至少两个定子盘本体，每个所述定子盘本体均具有靠近转子盘的第一面和远离转子盘的第二面，所述第二面上成型有若干个用于安装固定定子绕组的凹槽；其中，至少两个所述定子盘本体的第二面相向设置，且形成一整体结构。

可选地，至少两个所述定子盘本体通过连接结构连接固定。

可选地，所述连接结构为耐高温粘合剂，或成型在所述定子盘本体的第二面上的相互适配的凸起和凹陷。

可选地，所述定子盘本体靠近外边缘的位置环形分布有若干个第一通孔，第一固定件插入所述第一通孔中以将至少两个所述定子盘本体固定。

可选地，所述定子盘本体靠近内边缘的位置环形分布有若干个第二通孔，第二固定件插入所述第二通孔中以将至少两个所述定子盘本体进行二次固定。

可选地，所述定子盘本体为塑料材质。

本实用新型还提供了一种盘式电机定子盘的制造方法，包括上述所述的盘式电机定子盘，还包括：在所述定子盘本体远离转子盘的第二面的若干个凹槽中安装固定定子绕组，将安装所述定子绕组后的至少两个所述定子盘本体以第二面相向设置的方式连接为一个整体结构。

可选地，所述方法还包括：对连接后的所述整体结构进行热定型处理的步骤。

可选地，所述热定型处理的温度不低于70℃。

本实用新型还提供了一种飞轮储能器盘式电机，包括上述盘式电机定子盘。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供了一种盘式电机定子盘，其中该定子盘包括至少两个定子盘本体，每个定子盘本体均具有靠近转子盘的第一面和远离转子盘的第二面，第二面上成型有若干个用于安装固定定子绕组的凹槽，其中至少两个定子盘本体的第二面相向设置，且形成一整体结构。由于定子盘本体的热变形一般为朝向凹槽面的翘曲变形，因此本实用新型将至少两个定子盘本体成型有凹槽面的一面相向设置，且固定为一整体结构，这样两个相对的定子盘本体朝向相反方向的变形在二者的相互作用下就可以相互抵消，从而解决了现有的无铁芯盘式电机的定子盘在使用过程中易发生热变形，进而导致转子盘和定子盘产生接触摩擦，发生电机短路事故的问题。

2.本实用新型提供了一种盘式电机定子盘，至少两个所述定子盘本体通过连接结构连接固定。这样至少两个定子盘本体就会形成一个紧固体，在定子盘发生热变形后，二者由于固定为一个整体，形变才会相互抵消，而不会出现由于电机的运转，至少两个定子盘本体发生分离，从而起不到变形相互抵消的作用。

3.本实用新型提供了一种盘式电机定子盘，所述定子盘本体靠近外边缘的位置环形分布有若干个第一通孔，所述定子盘本体靠近内边缘的位置环形分布有若干个第二通孔。这样不仅使得至少两个定子盘本体可以通过分别插入第一通孔和第二通孔中的第一固定件和第二固定件进行固定，防止转动时的脱落，还可以在至少两个定子盘本体相互粘合及若干个定子绕组需要一定角度差时对角度进行精确控制。

4.本实用新型还提供了一种盘式电机定子盘的制造方法，所述定子盘本体远离转子盘的第二面的若干个凹槽中安装固定定子绕组，将安装所述定子绕组后的至少两个所述定子盘本体以第二面相向设置的方式连接为一个整体结构，制造方法简单，成本较低，且达到减小定子盘变形量的要求。

5.本实用新型提供了一种盘式电机定子盘的制造方法，还包括对连接后的所述整体结构进行热定型处理的步骤。连接后的定子盘经过热定型处理后不仅使得连接更加牢固，还进一步降低了热变形量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是盘式电机的结构示意图一；

图2是盘式电机的结构示意图二；

图3是根据本实用新型实施例的盘式电机定子盘的一个示意图；

图4是根据本实用新型优选实施例的盘式电机定子盘的定子盘本体的一个示意图；

图5是根据本实用新型优选实施例的盘式电机定子盘的定子盘本体的另一个示意图；

图6为盘式电机定子盘的另一种具体实施方式的示意图；

其中，11-定子盘本体，12-凹槽，13-第一通孔，14-第二通孔，15-第一面，16-第二面，17-转子盘，18-定子盘，19-电机转轴，20-气隙平面，21-磁力线。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

在本实施例中提供了一种盘式电机定子盘，为了更清楚地显示凹槽，图3显示的为两个定子盘本体11分离的结构示意图，该盘式电机定子盘包括两个定子盘本体11，该定子盘本体11的材质是磁绝缘材料，如塑料或其他非金属材质，每个定子盘本体11均具有靠近转子盘的第一面15和远离转子盘的第二面16，所述第二面16上成型有若干个用于安装固定定子绕组的凹槽12；盘式电机中一般包括上下两个转子盘17，定子盘位于两个转子盘17之间，本实施例提到的转子盘17是针对其中一个而言的；其中，两个定子盘本体11的第二面16相向设置，且形成一整体结构，即两个定子盘本体11相对较光滑的一面为靠近转子盘的第一面15。由于定子盘本体11的热变形一般为朝向成型有凹槽12的第二面16的翘曲变形，如图3中所示的翘曲方向，本实施例通过将两个定子盘本体11成型有凹槽12的第二面16相向设置，且固定为一整体结构，并将定子绕组整体预埋于凹槽12中，定子盘的该种结构设计，不仅对定子绕组形成保护层，还使两个相对的定子盘本体11的变形可以相互抵消，解决了现有的无铁芯盘式电机的定子盘在使用过程中易发生热变形，进而导致转子盘和定子盘产生接触摩擦，发生电机短路事故的问题。

上述具体实施方式中的两个定子盘本体11通过连接结构连接固定，即第二面16相向设置的两个定子盘本体11通过连接结构固定为一整体结构。具体地，该两个定子盘本体11通过耐高温粘合剂粘合固定，例如环氧树脂胶。将该两个定子本体11通过连接结构固定连接，一方面可以对定子绕组形成保护层，另一方面可提高定子盘的整体刚度。

上述具体实施方式中的盘式电机定子盘，在一个可选实施例中，该定子盘本体靠近外边缘的位置环形分布有若干个第一通孔13，该第一通孔13的位置可以是均匀分布的，如图4所示，第一固定件插入第一通孔13中以将两个定子盘本体11固定，第一固定件可以是定位销，在将两个定子盘本体11使用耐高温粘合剂粘合时，且粘合剂还未干时，在第一通孔13中插入定位销，对两个粘合的定子盘本体11进行定位把紧；在将定子盘安装至飞轮壳体作为电机定子时，可使用螺栓通过第一通孔13将定子盘安装至壳体上。

图5是根据本实用新型优选实施例的盘式电机定子盘的定子盘本体的另一个示意图，定子盘本体11靠近内边缘的位置环形分布有若干个第二通孔14，该第二通孔14的位置可以是均匀分布的，第二固定件插入第二通孔14中以将该两个定子盘本体11进行二次固定。具体地，若只是通过第一通孔13对两个定子盘本体11进行固定把紧，则随着电机的运转，固定为一体的两个定子盘本体11会出现内圈松动，相对于外圈紧密固定内圈变厚，容易使定子盘与转子盘之间产生摩擦，导致电机短路，因此通过第二固定件如螺栓插入第二通孔14对两个定子盘本体11进行二次固定，可避免上述问题，增强定子盘的压合力，防止定子盘本体11脱落。

图6为盘式电机定子盘的另一种具体实施方式的示意图，该定子盘包括3个定子盘本体11，例如在三相盘式电机中，可以在3个定子盘本体11的凹槽12中分别布置线圈形成三相线圈，即定子绕组，其中两个定子盘本体11成型有用于安装固定定子绕组的凹槽12的第二面16相向设置，另一个定子盘本体11的第一面15即光滑面朝向转子盘17，三个定子盘本体11形成整体结构。在其他具体实施方式中，定子盘本体11的数量可以根据需要进行设置。同时，由于每个定子盘本体11的凹槽12中都有定子绕组，因此在组装三相绕组时，因为每个定子盘本体11上的第一通孔13的位置相同，可以根据该第一通孔13的位置调整三个定子盘本体11的绕组间的空间角度，使其形成120度的电角度或满足其他使用要求的电角度。

作为一种替代的实施方式，两个定子盘本体11还可通过成型在定子盘本体11的第二面16上的相互适配的凸起和凹陷实现固定，或者其他本领域技术人员可联想到的其他连接方式，都在本实用新型的保护范围之内。

实施例2

在本实施例中提供了一种盘式电机定子盘的制造方法，具体为：首先在定子盘本体11远离转子盘17的第二面16的若干个凹槽12中安装固定定子绕组，然后将安装定子绕组后的至少两个定子盘本体11以第二面16相向设置的方式通过耐高温粘合剂连接为一个整体结构。定子盘的该种结构设计布置，使两个相对的定子盘本体11的变形可以相互抵消，解决了现有的无铁芯盘式电机的定子盘在使用过程中易发生热变形，容易导致转子盘和定子盘产生接触摩擦，发生电机短路事故的问题。

在一个具体实施方式中，该盘式电机定子盘的制造方法还包括对连接后的整体结构进行热定型处理的步骤。具体地，将粘合好的定子盘或者固定为整体结构的定子盘放入烤箱进行热定型处理，热定型处理时定子盘上使用一定重量的钢板压合，烤箱的温度一般设置在70℃以上，定型的时间根据定子盘本体11的材质的特性确定，在定子盘不再变形时即完成定型。

实施例3

本实用新型还提供了一种飞轮储能盘式电机，该电机包括上述具体实施例中的盘式电机定子盘，该飞轮储能盘式电机使用性能高，定子盘的结构设计布置使两个相对的定子盘本体11的变形可以相互抵消，延长了使用寿命。

综上所述，通过本实用新型实施例的盘式电机定子盘，通过至少两个定子盘本体11成型有凹槽12的第二面相向设置，且固定为一整体结构，使两个相对的定子盘本体11的变形可以相互抵消，解决了现有的无铁芯盘式电机的定子盘在使用过程中易发生热变形，容易导致转子和定子产生接触摩擦，发生电机短路事故的问题。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种盘式电机定子盘，其特征在于，包括：

至少两个定子盘本体(11)，每个所述定子盘本体(11)均具有靠近转子盘(17)的第一面(15)和远离转子盘(17)的第二面(16)，所述第二面(16)上成型有若干个用于安装固定定子绕组的凹槽(12)；

其中，至少两个所述定子盘本体(11)的第二面相向设置，且形成一整体结构。

2.根据权利要求1所述的盘式电机定子盘，其特征在于，至少两个所述定子盘本体(11)通过连接结构连接固定。

3.根据权利要求2所述的盘式电机定子盘，其特征在于，所述连接结构为耐高温粘合剂，或成型在所述定子盘本体(11)的第二面(16)上的相互适配的凸起和凹陷。

4.根据权利要求1-3任一项所述的盘式电机定子盘，其特征在于，所述定子盘本体(11)靠近外边缘的位置环形分布有若干个第一通孔(13)，第一固定件插入所述第一通孔(13)中以将至少两个所述定子盘本体(11)固定。

5.根据权利要求4所述的盘式电机定子盘，其特征在于，所述定子盘本体(11)靠近内边缘的位置环形分布有若干个第二通孔(14)，第二固定件插入所述第二通孔(14)中以将至少两个所述定子盘本体(11)进行二次固定。

6.根据权利要求1所述的盘式电机定子盘，其特征在于，所述定子盘本体(11)为塑料材质。

7.一种飞轮储能器盘式电机，其特征在于，包括上述权利要求1-6中任一项所述的盘式电机定子盘。