CN215071856U - 具有多层复合保持架的转子结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有多层复合保持架的转子结构，包括多个磁钢，多个磁钢呈环形间隔排列，并且相邻的两个磁钢之间界定了一支部区域；一保持架，保持架包括多层基材，多层所述基材沿着所述磁钢厚度方向被排列于所述支部区域并热压形成保持架；一限位环，限位环被套接于所述磁钢的外周缘；所述支部区域具有沿所述磁钢厚度方向排列的上部容置区、中部扩张区和下部容置区，其中位于所述中部扩张区的所述基材层数，其分别大于位于所述上部容置区和所述下部容置区的所述基材层数。多层所述基材在所述支部区域内热熔形成所述保持架后，并且所述磁钢同时被固定于所述保持架上，相对于现有技术，避免磁钢发生松动和脱落，以提升工作性能。

Description

具有多层复合保持架的转子结构

技术领域

本实用新型涉及盘式电机转子技术领域，尤其涉及一种具有多层复合保持架的转子结构。

背景技术

径向磁场电机和轴向磁场电机(也叫盘式电机)是电机领域的两大分支，盘式电机在汽车行业，风力发电等领域有广泛的应用，相较于径向磁场电机，盘式电机具有更高的功率密度，更高的转矩密度以及较短的轴向长度，为提高电机效率，磁钢在整个盘式电机中体积占比较高，可见磁钢在转子上的固定方式直接影响该电机的运行可靠性。

从目前盘式电机转子结构来看，磁钢的固定方式主要采用以下几种方案：

第一种、磁钢被粘结于保持架上。

第二种、磁钢通过凹凸配合，以及螺栓等机械结构方式被固定于保持架上。

第三种、磁钢被固定于采用金属材质的保持架上等。

在第一种方案，起到粘结磁钢和保持架的粘结剂，其在长期运行后容易失效，而转子在电机工作过程中处于高速旋转，因此磁钢会出现松动和脱落的现象，从而影响盘式电机的性能。

在第二种方案，螺栓受安装工艺影响，其在转子高速旋转的过程中也容易发生脱落现象。

在第三种方案，电机在运行中会产生涡流，进而导致转子发热，使得采用金属材质的保持架成为转子的另一发热点，进而造成转子温升而无法控制，另外金属材质的保持架容易受温升而变形，甚至内部破裂等。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种避免磁钢发生松动和脱落，以保证工作性能的具有多层复合保持架的转子结构。

本实用新型提供了一种具有多层复合保持架的转子结构，包括：

多个磁钢，多个所述磁钢呈环形间隔排列，并且相邻的两个所述磁钢之间界定了一支部区域；

一保持架，所述保持架包括多层基材，多层所述基材沿着所述磁钢厚度方向被排列于所述支部区域并热压形成保持架；

一限位环，所述限位环被套接于所述磁钢的外周缘；

所述支部区域具有沿所述磁钢厚度方向排列的上部容置区、中部扩张区和下部容置区，其中位于所述中部扩张区的所述基材层数，其分别大于位于所述上部容置区和所述下部容置区的所述基材层数。

作为优选的技术方案，所述磁钢周向的两侧分别开设有所述卡槽，所述卡槽位于所述磁钢的厚度方向的中部，以使所述磁钢的中部之间界定了所述中部扩张区。

作为优选的技术方案，位于所述上部容置区的所述基材层数与所述下部容置区的所述基材层数一致。

作为优选的技术方案，位于所述中部扩张区的所述基材层数与所述基材总层数之比大于或等于5/12。

作为优选的技术方案，所述卡槽在所述磁钢厚度方向的尺寸与所述磁钢厚度之比，其大于或等于5/12

作为优选的技术方案，所述基材包括一基部和多个支部，多个所述支部被连接于所述基部的外周缘且间隔设置，所述支部被保持于所述支部区域。

作为优选的技术方案，多个所述磁钢的内周缘界定了一所述基部区域，所述基部被保持于所述基部区域。

作为优选的技术方案，位于所述中部扩张区的支部宽度，其均大于位于所述上部容置区和所述下部容置区的支部宽度。

作为优选的技术方案，位于所述中部扩张区的支部被热压且变形填充于所述中部扩张区。

作为优选的技术方案，所述基材采用预浸料材质。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

所述保持架是由多层所述基材叠合且热熔成形，并且多层所述基材是在多个所述磁钢界定的所述支部区域内成形的，因此多层所述基材在所述支部区域内热熔形成所述保持架后，并且所述磁钢同时被固定于所述保持架上，相对于现有技术中的粘结或螺钉等固定方式，有效避免因粘结剂和螺钉失效而引发的所述磁钢晃动和脱离现象。另外，所述基材可采用预浸料材质，相对于金属材质的保持架来说，有效避免温升而影响所述保持架变形，进而提升转子的工作性能。

以下结合附图及实施例进一步说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型所述具有多层复合保持架的转子结构的结构示意图；

图2为本实用新型所述磁钢的结构示意图；

图3为本实用新型所述基材的结构示意图；

图4为本实用新型所述磁钢与保持架组装的结构示意图；

图5为本实用新型所述容置空间的示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

如图1至图5所示，所述具有多层复合保持架的转子结构100，包括：

多个磁钢110，多个所述磁钢110呈环形间隔排列，并且相邻的两个所述磁钢110之间界定了一支部区域1102；

一保持架120，所述保持架120包括多层基材121，多层所述基材121沿着所述磁钢110厚度方向被排列于所述支部区域1102并热压形成保持架120；

一限位环130，所述限位环130被套接于所述磁钢110的外周缘112；

所述支部区域1102具有沿所述磁钢110厚度方向排列的上部容置区11021、中部扩张区11022和下部容置区11023，其中位于所述中部扩张区11022的所述基材121层数，其分别大于位于所述上部容置区11021和所述下部容置区11023的所述基材121层数。

由于位于所述中部扩张区11022的所述基材121层数最多，因此所述中部扩张区11022在所述磁钢110厚度方向上的尺寸最大，提升了所述保持架120对所述磁钢110的轴向固定能力，避免所述磁钢110发生轴向晃动甚至脱落。

所述保持架120是由多层所述基材121叠合且热压成形，并且多层所述基材121是在多个所述磁钢110界定的所述支部区域1102内成形的，因此多层所述基材121在所述支部区域1102内热熔形成所述保持架120后，并且所述磁钢110同时被固定于所述保持架120上，相对于现有技术中的粘结或螺钉等固定方式，有效避免因粘结剂和螺钉失效而引发的所述磁钢110晃动和脱离现象。另外，所述基材121可采用预浸料材质，相对于金属材质的保持架来说，有效避免温升而影响所述保持架120变形，进而提升转子的工作性能。其中预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物，所述预浸料在受热后能够释放粘性，可利用该粘性的冷却固化可实现所述基材121之间的固定，以及基材121与所述磁钢110之间的固定，当然也可在所述基材121之间，以及所述基材121和所述磁钢110之间，以及所述磁钢110和所述限位环130之间等填充粘结剂，以进一步提升固定效果。

如图2和图4所示，所述磁钢110周向的两侧分别开设有所述卡槽113，所述卡槽113位于所述磁钢110的厚度方向的中部，以使所述磁钢110的中部之间界定了所述中部扩张区11022。通过设置所述卡槽113，以使所述磁钢110的厚度方向被固定，所述磁钢110的厚度方向与所述转子的轴向保持一致。

所述卡槽113可呈半圆形，且位于所述磁钢110厚度方向的中间位置，其中所述卡槽113在所述磁钢110厚度方向的尺寸与所述磁钢110厚度之比，其大于或等于5/12。在一个示例中，所述磁钢110的厚度为12mm，所述卡槽13在所述磁钢110厚度方向的尺寸为5mm，通过采用上述比例关系，避免所述卡槽113在所述磁钢110厚度方向的尺寸过大，而影响所述磁钢110强度，同时还能增加所述磁钢110与所述保持架120进行固定的卡槽113尺寸，提升了所述磁钢110与所述保持架120的固定效果，以使所述保持架120对所述磁钢110进行轴向固定，进一步防止所述磁钢110发生脱落现象。同时避免所述卡槽113在所述磁钢110厚度方向的尺寸过小，而降低所述保持架120对所述磁钢110轴向的固定效果。

如图4所示，由于设置所述卡槽113，因此相邻两个所述磁钢110之间界定的所述支部区域1102，其呈中间宽且两端窄的形状，即所述中部扩张区11022的宽度，其均大于所述上部容置区11021和所述下部容置区11023的宽度。其中所述上部容置区11021的宽度与所述下部容置区11023的宽度可一致。所述中部扩张区11022的宽度指的是所述中部扩张区11022在转子上的周向尺寸，所述上部容置区11021与所述下部容置区11023的宽度同上。

另外，所述中部扩张区11022在所述磁钢110厚度方向上的尺寸与所述磁钢110厚度之比大于或等于5/12，在一个示例中，所述磁钢110的厚度为12mm，所述中部扩张区11022在所述磁钢110厚度方向的尺寸为5mm。通过设置上述比例，在保证提升所述保持架120对所述磁钢110的轴向固定能力的同时，有效防止因中部扩张区11022在所述磁钢110厚度方向上的尺寸过大，而降低所述磁钢110的强度。同时避免中部扩张区11022在所述磁钢110厚度方向上的尺寸过小，而降低所述保持架120对所述磁钢110轴向的固定效果。

位于所述上部容置区11021的所述基材121层数与所述下部容置区11023的所述基材121层数可一致。并且位于所述中部扩张区11022的所述基材层数与所述基材总层数之比大于或等于5/12。所述基材总层数指的是位于所述上部容置区11021、所述下部容置区11023和所述中部扩张区11022内的基材总数之和。在一个示例中，所述基材总层数为60层，则位于所述中部扩张区11022的基材层数为25层，以及位于所述上部容置区11021与所述下部容置区11023的基材层数为17.5层。

所述基材层数是由其所在的区域的尺寸决定的，例如位于所述中部扩张区11022在所述磁钢110厚度方向的尺寸较大，则位于所述中部扩张区11022内的基材层数最多，其层数的增加，提升了所述保持架120对所述磁钢110的轴向固定能力，并同时保证所述磁钢110强度。

如图3所示，所述基材121包括一基部1211和多个支部1212，多个所述支部1212被连接于所述基部1211的外周缘且间隔设置。所述支部1212被保持于所述支部区域1102。

具体地，所述基部1211呈圆形，所述基部1211的中心开设有一圆孔12111，用于连接转轴。所述支部1212呈细长形，另外所述基部1211和所述支部1212为一体成型，可利用冲刀裁剪而成。

所述基材121的厚度为0.1～0.3mm，优选为0.2mm。可见所述基材121的厚度较薄，因此在保证所述保持架120厚度的情况下，尽可能的增加所述基材121层数，以提升所述基材121强度，以及塑性能力，进而能够热熔填充于所述容置空间1100，以提升固定所述磁钢110的能力。

如图5所示，多个所述磁钢110的内周缘界定了一所述基部区域1101，所述基部1211被保持于所述基部区域1101。所述基部区域1101与所述支部区域1102连通，以使两者形成一容置所述基材121的容置空间1100。

具体地，所述容置空间1100与所述基材121的形状一致，当所述基材121被放置于所述容置空间1100后，所述基部1211位于所述基部区域1101内，所述支部1212位于所述支部区域1102内。

如图2和图4所示，所述磁钢110呈扇形，其具有相对的内周缘111和外周缘112，其中所述内周缘111和所述外周缘112位于所述磁钢110径向的两侧，其中所述基部1211连接于所述内周缘111上，所述限位环130连接于所述外周缘112上，以使所述磁钢110的径向被所述基部1211和所述限位环130固定。参考图1和图3，所述磁钢110被保持固定于相邻的两个所述支部1212之间，以使所述磁钢110的周向被所述支部1212固定。

位于所述中部扩张区11022的支部1212宽度，其均大于位于所述上部容置区11021和所述下部容置区11023的支部1212宽度。所述中部扩张区在所述转子轴向的尺寸，分别大于所述上部容置区11021和所述下部容置区11023在所述转子轴向的尺寸，通过采用上述结构，使支部的宽度尺寸尽可能的适配所在的安装区，以使后续热熔能够尽快以及完全填充所在安装区。

所述支部宽度指的是所述支部在所述转子周向上的尺寸。所述位于所述上部容置区11021和位于所述下部容置区11023的支部宽度可一致。

需要说明的是，当多层所述支部1212被叠合地放置到所述支部区域1102内后，所述支部1212与所述磁钢110之间可存在较小空隙，利用所述支部1212热熔并变形填充所述支部区域1102，以使所述支部1212与所述磁钢110紧密固定。即位于所述中部扩张区11022的支部1212能够热熔且变形填充于所述中部扩张区11022。

综上所述，所述保持架120是由多层所述基材121叠合且热熔成形，并且多层所述基材121是在多个所述磁钢110界定的所述容置空间1100内成形的，因此多层所述基材121在所述容置空间1100内热熔形成所述保持架120后，并且所述磁钢110同时被固定于所述保持架120上，相对于现有技术中的粘结或螺钉等固定方式，有效避免因粘结剂和螺钉失效而引发的所述磁钢110晃动和脱离现象。另外，所述基材121可采用预浸料材质，相对于金属材质的保持架来说，有效避免温升而影响所述保持架120变形，进而提升转子的工作性能。

以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利采用范围，即凡依本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本实用新型的专利范围内。

Claims (10)

1.一种具有多层复合保持架的转子结构(100)，其特征在于，包括：

多个磁钢(110)，多个所述磁钢(110)呈环形间隔排列，并且每一相邻的两个所述磁钢(110)之间界定了一支部区域(1102)；

一保持架(120)，所述保持架(120)包括多层基材(121)，多层所述基材(121)沿着所述磁钢(110)厚度方向被排列于所述支部区域(1102)并热压形成保持架(120)；

一限位环(130)，所述限位环(130)被套接于所述磁钢(110)的外周缘(112)；

所述支部区域(1102)具有沿所述磁钢(110)厚度方向排列的上部容置区(11021)、中部扩张区(11022)和下部容置区(11023)，位于所述中部扩张区(11022)的所述基材(121)层数，其分别大于位于所述上部容置区(11021)和所述下部容置区(11023)的所述基材(121)层数。

2.如权利要求1所述的具有多层复合保持架的转子结构(100)，其特征在于，所述磁钢(110)周向的两侧分别开设有卡槽(113)，所述卡槽(113)位于所述磁钢(110)的厚度方向的中部，以使所述磁钢(110)的中部之间界定了所述中部扩张区。

3.如权利要求1所述的具有多层复合保持架的转子结构(100)，其特征在于，位于所述上部容置区(11021)的所述基材层数与所述下部容置区(11023)的所述基材层数一致。

4.如权利要求1所述的具有多层复合保持架的转子结构(100)，其特征在于，位于所述中部扩张区(11022)的所述基材层数与所述基材总层数之比大于或等于5/12。

5.如权利要求2所述的具有多层复合保持架的转子结构(100)，其特征在于，所述卡槽(113)在所述磁钢(110)厚度方向的尺寸与所述磁钢(110)厚度之比，其大于或等于5/12。

6.如权利要求1所述的具有多层复合保持架的转子结构(100)，其特征在于，所述基材(121)包括一基部(1211)和多个支部(1212)，多个所述支部(1212)被连接于所述基部(1211)的外周缘且间隔设置，所述支部(1212)被保持于所述支部区域(1102)。

7.如权利要求6所述的具有多层复合保持架的转子结构(100)，其特征在于，多个所述磁钢(110)的内周缘界定了一基部区域(1101)，所述基部(1211)被保持于所述基部区域(1101)。

8.如权利要求6所述的具有多层复合保持架的转子结构(100)，其特征在于，位于所述中部扩张区(11022)的支部宽度，其均大于位于所述上部容置区(11021)和所述下部容置区(11023)的支部宽度。

9.如权利要求8所述的具有多层复合保持架的转子结构(100)，其特征在于，位于所述中部扩张区(11022)的支部被热压且变形填充于所述中部扩张区(11022)。

10.如权利要求1所述的具有多层复合保持架的转子结构(100)，其特征在于，所述基材(121)采用预浸料材质。

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