CN216625405U - 轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成，包括一转子铁芯，所述转子铁芯具有一铁芯安装面；多个永磁体，多个所述永磁体圆周间隔布置于所述铁芯安装面上；多个导磁极间铁芯，多个所述导磁极间铁芯圆周间隔布置于所述铁芯安装面上，并且每相邻的两所述导磁极间铁芯之间布置于一所述永磁体；一非导磁压板，所述非导磁压板固定于所述永磁体和所述导磁极间铁芯，并暴露所述永磁体背离所述铁芯安装面的一侧。相对于传统的转子结构，省略了铁芯凸台结构，降低了铁芯涡流损耗，并增设所述导磁极间铁芯布置于相邻的两个所述永磁体之间，提高电机磁阻转矩输出，进而大大提升转矩密度。

Description

轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成

技术领域

本实用新型涉及轴向磁通电机领域，尤其涉及一种轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成。

背景技术

轴向磁通电机又称盘式电机，其以轴向尺寸小、高转矩密度、高功率密度和高效率等优点，被广泛应用于电动汽车、通用工业和家用电器等领域。轴向磁通电机包括外壳、定子和转子，定子和转子布置于外壳内部。其中转子主要由转子铁芯和永磁体组装，例如专利号为CN2017218550306，专利名称为盘式电机的转子组件的实用新型专利，其公开了转子铁芯包括一体成型的铁芯本体和铁芯凸台，多个铁芯凸台圆周且间隔的布置于所述铁芯本体上，以使相邻的两个凸台之间形成一用于固定永磁体的定位槽。

相邻两个永磁体之间的凸台为非导磁材料，虽然凸台对永磁体起到了固定作用，但不能贡献磁阻转矩，也就不能提升转矩密度。因此亟需一种提升转矩密度，并保证结构稳定和可靠性的的转子总成。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种相对传统转子铁芯结构省略了凸台，降低铁芯涡流损耗，提升转矩密度，并同时保证结构稳定和可靠性的轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成。

一种轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成，包括：

一转子铁芯，所述转子铁芯具有一铁芯安装面；

多个永磁体，多个所述永磁体圆周间隔布置于所述铁芯安装面上；

多个导磁极间铁芯，多个所述导磁极间铁芯圆周间隔布置于所述铁芯安装面上，并且每相邻的两所述导磁极间铁芯之间布置于一所述永磁体；

一非导磁压板，所述非导磁压板固定于所述永磁体和所述导磁极间铁芯，并暴露所述永磁体背离所述铁芯安装面的一侧。

作为优选的实施例，所述导磁极间铁芯包括多片导磁片材，多片所述导磁片材的尺寸沿径向并从内至外依次增大。

作为优选的实施例，所述导磁片材呈平面型或弧面型。

作为优选的实施例，所述永磁体的横截面从上至下逐渐增大，以使所述永磁体周向的两侧分别形成限位斜面，所述导磁极间铁芯的横截面从上至下逐渐减小，以使所述导磁极间铁芯周向的两侧分别形成紧固斜面，所述导磁极间铁芯的紧固斜面与所述永磁体的限位斜面相对，以对所述永磁体和所述导磁极间铁芯压接。

作为优选的实施例，所述非导磁压板包括一内环部、一外环部，以及连接所述内环部和所述外环部的多个连接片部，所述永磁体和所述导磁极间铁芯分别限位于所述内环部和所述外环部之间，所述导磁极间铁芯位于所述连接片部和所述转子铁芯之间，并且所述连接片部覆盖所述导磁极间铁芯。

作为优选的实施例，所述永磁体和所述导磁极间铁芯均呈梯形，所述永磁体的梯形顶部抵接于所述内环部上，所述永磁体的梯形底部抵接于所述外环部上，所述导磁极间铁芯的梯形顶部抵接于所述外环部上，所述导磁极间铁芯的梯形底部抵接于所述内环部上。

作为优选的实施例，所述永磁体的梯形顶部呈凹面，所述永磁体的梯形底部呈凸面。

作为优选的实施例，所述铁芯安装面的中心向上凸起形成一内环台阶，所述内环部抵接于所述内环台阶上，以使所述永磁体同时抵接于所述内环台阶和所述内环部上。

作为优选的实施例，所述内环台阶向内凹陷形成多个内嵌所述永磁体的凹陷部。

作为优选的实施例，所述转子铁芯还具有一铁芯底面，以及延伸连接所述铁芯安装面和所述铁芯底面的一铁芯周面，所述外环部向所述铁芯底面方向延伸以包覆所述铁芯周面。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

相对于传统的转子结构，省略了凸台结构，降低了铁芯涡流损耗，并增设所述导磁极间铁芯布置于相邻的两个所述永磁体之间，提升磁导率，提高电机的凸极比以保证更大的磁阻转矩输出，进而大大提升转矩密度。另外通过所述非导磁压板同时对所述永磁体和所述导磁极间铁芯进行固定，防止在转子高速旋转下发生位移，而影响电机工作，从而保证转子结构可靠性和稳定性。另外所述永磁体和所述导磁极间铁芯通过所述内环部和所述外环部进行径向固定，利用所述限位斜面和所述紧固斜面配合，以进行轴向和周向固定。

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为本实用新型所述轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成的分解图；

图2为本实用新型所述轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成的结构示意图；

图3为本实用新型所述导磁极间铁芯的结构示意图；

图4为本实用新型所述导磁极间铁芯和永磁体装配的结构示意图；

图5为本实用新型所述转子铁芯的结构示意图。

图中：100轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成、110转子铁芯、111内环台阶、1111凹陷部、1101铁芯安装面、1102铁芯底面、1103铁芯周面、120永磁体、1201限位斜面、130导磁极间铁芯、131导磁片材、1301紧固斜面、140非导磁压板、141内环部、142外环部、143连接片部。

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和图2所示，所述轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成100，包括：

一转子铁芯110，所述转子铁芯110具有一铁芯安装面1101；

多个永磁体120，多个所述永磁体120圆周间隔布置于所述铁芯安装面1101上；

多个导磁极间铁芯130，多个所述导磁极间铁芯130圆周间隔布置于所述铁芯安装面1101上，并且每相邻的两所述导磁极间铁芯130之间布置于一所述永磁体120；

一非导磁压板140，所述非导磁压板140固定于所述永磁体120和所述导磁极间铁芯130，并暴露所述永磁体120背离所述铁芯安装面1101的一侧。

相对于传统的转子结构，降低铁芯涡流损耗，省略了凸台结构，并增设所述导磁极间铁芯130布置于相邻的两个所述永磁体120之间，提升磁导率，提高电机的凸极比以保证更大的磁阻转矩输出，进而大大提升转矩密度。另外通过所述非导磁压板140同时对所述永磁体120和所述导磁极间铁芯130进行固定，防止在转子高速旋转下发生位移，而影响电机工作，从而保证转子结构可靠性和稳定性。

如图1所示，所述非导磁压板140包括一内环部141、一外环部142，以及连接所述内环部141和所述外环部142的多个连接片部143，所述永磁体120和所述导磁极间铁芯130分别限位于所述内环部141和所述外环部142之间，所述导磁极间铁芯130位于所述连接片部143和所述转子铁芯110之间，并且所述连接片部143覆盖所述导磁极间铁芯130。

所述永磁体120和所述导磁极间铁芯130抵接于所述内环部141和所述外环部142之间，以进行径向固定。所述永磁体120从相邻的两所述连接片部143之间暴露，以与定子相对配合作用，而所述导磁极间铁芯130被所述连接片部143覆盖，可见所述导磁极间铁芯130与所述连接片部143的形状一致，例如所述导磁极间铁芯130被所述连接片部143均呈梯形。

所述内环部141、所述外环部142和所述连接片部143一体连接，并形成如图1所示的非导磁压板140形状，并且所述非导磁压板140可采用非良导电材料制成。

如图1、图3至图5所示，所述铁芯安装面1101呈环形，所述永磁体120和所述导磁极间铁芯130的数量一致，并依次间隔布置形成环形结构，以适配安装于环形的所述铁芯安装面1101上。

具体地，所述永磁体120和所述导磁极间铁芯130均呈梯形，所述永磁体120的梯形顶部抵接于所述内环部141上，所述永磁体120的梯形底部抵接于所述外环部142上，所述导磁极间铁芯130的梯形顶部抵接于所述外环部142上，所述导磁极间铁芯130的梯形底部抵接于所述内环部141上。这样所述永磁体120和所述导磁极间铁芯130依次间隔布置以形成环形结构，并能与呈环形的所述铁芯安装面1101适配。

更具体地，所述永磁体120抵接于所述内环部141外壁和所述外环部142内壁之间，以进行径向固定。所述永磁体120的梯形顶部呈凹面，以适配呈外凸的所述内环部141外壁，所述永磁体120的梯形底部呈凸面，以适配呈内凹的所述外环部142内壁。而所述导磁极间铁芯130的梯形顶部和梯形底部可呈平面，或者所述导磁极间铁芯130的梯形顶部呈凸面，所述导磁极间铁芯130的梯形底部呈凹面。

如图3所示，所述导磁极间铁芯130包括多片导磁片材131，多片所述导磁片材131的尺寸沿径向并从内至外依次增大，以形成如图3所示的梯形结构。

导磁片材采用取向导磁材料制成，多片所述导磁片材131沿着图3中箭头a的方向进行叠压，箭头b的方向为导磁率最大的方向。其中所述导磁片材131的尺寸指的是所述导磁片材131的周向尺寸，而多片所述导磁片材131的轴向尺寸的是一致的，以使所述导磁极间铁芯130保持在所述连接片部143和所述转子铁芯110之间，进而保证转子的平行度。

在一个实施例中，所述导磁片材131呈平面型，以使所述导磁极间铁芯130的梯形顶部和梯形底部均呈平面。

在另一个实施例中，所述导磁片材131呈弧面型，以使所述导磁极间铁芯130的梯形顶部呈凸面，以适配呈内凹的所述外环部142内壁，所述导磁极间铁芯130的梯形底部呈凹面，以适配呈外凸的所述内环部141外壁。

如图1和图4所示，所述永磁体120的横截面从上至下逐渐增大，以使所述永磁体120周向的两侧分别形成限位斜面1201，所述导磁极间铁芯130的横截面从上至下逐渐减小，以使所述导磁极间铁芯130周向的两侧分别形成紧固斜面1301，所述导磁极间铁芯130的紧固斜面1301与所述永磁体120的限位斜面1201相对，以对所述永磁体120和所述导磁极间铁芯130压接。

所述永磁体120最大面抵接于所述铁芯安装面1101，而最小面朝上布置，以使相邻的两所述永磁体120之间形成V型空间，所述导磁极间铁芯130最小面抵接于所述铁芯安装面1101，最大面朝上布置，以使导磁极间铁芯130适配安装于所述V型空间内，并且所述紧固斜面1301抵接于所述限位斜面1201上，实现所述导磁极间铁芯130对所述永磁体120的压接。这样所述导磁极间铁芯130不仅能对所述永磁体120进行轴向固定，还能进行周向固定。

如图1和图5所示，所述铁芯安装面1101的中心向上凸起形成一内环台阶111，所述内环部141抵接于所述内环台阶111上，以使所述永磁体120同时抵接于所述内环台阶111和所述内环部141上。

通过设置所述内环台阶111，增加了所述永磁体120与所述转子铁芯110的接触面积，提升两者连接结合能力。其中所述内环台阶111与所述内环部141外壁的形状一样，均呈外凸的环形结构，以适配呈内凹的所述永磁体梯形顶部。

继续参考图1，所述内环台阶111向内凹陷形成多个内嵌所述永磁体120的凹陷部1111。即所述永磁体的梯形顶部内嵌于所述凹陷部1111内，进一步防止所述永磁体120发生周向移动。值得注意的是，当所述内环台阶111存在凹陷部1111时，所述导磁极间铁芯130抵接于所述内环台阶111和所述外环部142之间，而所述永磁体120抵接于所述凹陷部1111和所述外环部142之间，并且所述内环部141与所述凹陷部1111的底壁齐平，这样所述永磁体120能够同时抵接所述凹陷部1111的底壁和所述内环部141，并使所述永磁体120背离所述铁芯安装面1101的一侧暴露。

当所述转子铁芯110、所述永磁体120、所述导磁极间铁芯130和所述非导磁压板140装配后，所述永磁体120的水平高度不低于所述非导磁压板140的水平高度，以使所述永磁体120背离所述铁芯安装面1101的一侧暴露，能够与定子相互配合作用。

如图1和图5所示，所述转子铁芯110还具有一铁芯底面1102，以及延伸连接所述铁芯安装面1101和所述铁芯底面1102的一铁芯周面1103，所述外环部142向所述铁芯底面1102方向延伸以包覆所述铁芯周面1103。增加了所述非导磁压板140与所述转子铁芯110的接触面积，进一步提升所述永磁体120在所述转子铁芯110上固定能力。

作为优选地，所述外环部142和所述铁芯底面1102齐平，防止所述外环部142延伸长度过长，而弱化轴向磁场电机轴向尺寸小的优势。

所述非导磁压板140可通过紧固件固定于所述转子铁芯110上，提升固定效果。所述非导磁压板140上开设有紧固件穿过的沉孔，所述转子铁芯110上开设有与所述紧固件螺接的螺纹孔，其中所述沉孔位于所述内环部141上，所述螺纹孔位于所述内环台阶111上，其中紧固件可为螺栓，其穿过所述沉孔并螺接于所述螺纹孔内，其中螺栓的头部隐藏于所述沉孔内，防止其外露而增加转子轴向尺寸，而弱化轴向磁通电机轴向尺寸小的优势。另外所述紧固件均匀布置于所述非导磁压板140与所述转子铁芯110上，保证转子总成转动的平稳性。

综上所述，相对于传统的转子结构，降低铁芯涡流损耗，省略了凸台结构，并增设所述导磁极间铁芯130布置于相邻的两个所述永磁体120之间，提升磁导率，提高电机的凸极比以保证更大的磁阻转矩输出，进而大大提升转矩密度。另外通过所述非导磁压板140同时对所述永磁体120和所述导磁极间铁芯130进行固定，防止在转子高速旋转下发生位移，而影响电机工作，从而保证转子结构可靠性和稳定性。另外所述永磁体120和所述导磁极间铁芯130通过所述内环部141和所述外环部142进行径向固定，利用所述限位斜面1201和所述紧固斜面1301配合，以进行轴向和周向固定。

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)

1.一种轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成(100)，其特征在于，包括：

一转子铁芯(110)，所述转子铁芯(110)具有一铁芯安装面(1101)；

多个永磁体(120)，多个所述永磁体(120)圆周间隔布置于所述铁芯安装面(1101)上；

多个导磁极间铁芯(130)，多个所述导磁极间铁芯(130)圆周间隔布置于所述铁芯安装面(1101)上，并且每相邻的两所述导磁极间铁芯(130)之间布置于一所述永磁体(120)；

一非导磁压板(140)，所述非导磁压板(140)分别对所述永磁体(120)和所述导磁极间铁芯(130)进行固定，并暴露所述永磁体(120)背离所述铁芯安装面(1101)的一侧。

2.如权利要求1所述的轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成(100)，其特征在于，所述导磁极间铁芯(130)包括多片导磁片材(131)，多片所述导磁片材(131)的尺寸沿径向并从内至外依次增大。

3.如权利要求2所述的轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成(100)，其特征在于，所述导磁片材(131)呈平面型或弧面型。

4.如权利要求1所述的轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成(100)，其特征在于，所述永磁体(120)的横截面从上至下逐渐增大，以使所述永磁体(120)周向的两侧分别形成限位斜面(1201)，所述导磁极间铁芯(130)的横截面从上至下逐渐减小，以使所述导磁极间铁芯(130)周向的两侧分别形成紧固斜面(1301)，所述导磁极间铁芯(130)的紧固斜面(1301)与所述永磁体(120)的限位斜面(1201)相对，以对所述永磁体(120)和所述导磁极间铁芯(130)压接。

5.如权利要求1所述的轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成(100)，其特征在于，所述非导磁压板(140)包括一内环部(141)、一外环部(142)，以及连接所述内环部(141)和所述外环部(142)的多个连接片部(143)，所述永磁体(120)和所述导磁极间铁芯(130)分别限位于所述内环部(141)和所述外环部(142)之间，所述导磁极间铁芯(130)位于所述连接片部(143)和所述转子铁芯(110)之间，并且所述连接片部(143)覆盖所述导磁极间铁芯(130)。

6.如权利要求5所述的轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成(100)，其特征在于，所述永磁体(120)和所述导磁极间铁芯(130)均呈梯形，所述永磁体(120)的梯形顶部抵接于所述内环部(141)上，所述永磁体(120)的梯形底部抵接于所述外环部(142)上，所述导磁极间铁芯(130)的梯形顶部抵接于所述外环部(142)上，所述导磁极间铁芯(130)的梯形底部抵接于所述内环部(141)上。

7.如权利要求6所述的轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成(100)，其特征在于，所述永磁体(120)的梯形顶部呈凹面，所述永磁体(120)的梯形底部呈凸面。

8.如权利要求5所述的轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成(100)，其特征在于，所述铁芯安装面(1101)的中心向上凸起形成一内环台阶(111)，所述内环部(141)抵接于所述内环台阶(111)上，以使所述永磁体(120)同时抵接于所述内环台阶(111)和所述内环部(141)上。

9.如权利要求8所述的轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成(100)，其特征在于，所述内环台阶(111)向内凹陷形成多个内嵌所述永磁体(120)的凹陷部(1111)。

10.如权利要求5所述的轴向磁通电机的高转矩密度凸极转子总成(100)，其特征在于，所述转子铁芯(110)还具有一铁芯底面(1102)，以及延伸连接所述铁芯安装面(1101)和所述铁芯底面(1102)的一铁芯周面(1103)，所述外环部(142)向所述铁芯底面(1102)方向延伸以包覆所述铁芯周面(1103)。

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