CN218633465U - 一种定子机壳及轴向磁场电机定子 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种定子机壳及轴向磁场电机定子，其中定子机壳包括一金属板，所述金属板上设置有若干个圆周间隔排列的铁芯安装部，所述金属板上开设有若干个定子断流缝，所述定子断流缝沿径向连通于所述铁芯安装部和所述金属板的内边缘，以阻断涡流路径；一金属轴承座，所述金属轴承座连接于所述金属板的内边缘；至少一绝缘件，所述绝缘件连接于所述金属轴承座和所述金属板的内边缘之间，保证较优的支撑能力下，避免所述定子断流缝与所述金属轴承座接触，而破坏隔流作用，实现降低涡流损耗的效果。

Description

一种定子机壳及轴向磁场电机定子

技术领域

本实用新型涉及轴向磁场电机领域，尤其涉及一种定子机壳及轴向磁场电机定子。

背景技术

轴向磁场电机又称盘式电机，具有体积小、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、通用工业等领域。电机包括机壳、定子和转子，定子和转子布置于机壳内部。定子中的铁芯在处于变化轴向磁场中会形成涡流，涡流即可产生热效应，也可引起机械效应，对电机产生不利影响，例如涡流损耗降低电机的运行效率。

现有抑制涡流损耗的措施中，多数采用改变材质实现，即将固定铁芯的部件，由金属材质替代为非金属材料。例如申请号为CN2022103256832，专利名称为盘式电机的实用新型专利，其将定子中固定铁芯的固定架限定为非金属架，以避免电机产生过大的涡流损耗。但是仅限金属材料应用的特定环境，上述方式无法实施，并且非金属材料相对金属材料来说，达不到较好的机械性能要求。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种在不改变金属材料的应用的前提下，提供一种定子机壳及轴向磁场电机定子。

依据本实用新型的一个目的，本实用新型提供了一种定子机壳，包括：

一金属板，所述金属板上设置有若干个圆周间隔排列的铁芯安装部，所述金属板上开设有若干个定子断流缝，所述定子断流缝沿径向连通于所述铁芯安装部和所述金属板的内边缘；

一金属轴承座，所述金属轴承座连接于所述金属板的内边缘；

至少一绝缘件，所述绝缘件连接于所述金属轴承座和所述金属板的内边缘之间。

作为优选的实施例，所述金属板包括一基板部、一内边部和一外边部，所述基板部连接于所述内边部和外边部之间，以在所述基板部的轴向的至少一侧形成线圈容置腔，所述铁芯安装部设置于所述基板部上。

作为优选的实施例，所述铁芯安装部沿轴向贯穿所述基板部，并连通位于所述基板部轴向两侧的所述线圈容置腔。

作为优选的实施例，还包括：

一压板，所述压板和所述金属轴承座卡合，并包裹于所述内边部，并且所述压板与所述内边部之间设置有绝缘件。

作为优选的实施例，所述金属轴承座包括相接的一轴承端部和一轴承底部，所述轴承端部和所述压板分别连接于所述内边部的轴向两端面，所述轴承底部连接于所述内边部的内圈，并且所述压板卡合连接于所述轴承底部。

作为优选的实施例，所述定子断流缝沿轴向贯穿所述金属板。

作为优选的实施例，所述定子断流缝与所述铁芯安装部的数量一致，每一所述铁芯安装部分别对应连通一所述定子断流缝。

作为优选的实施例，所述铁芯安装部呈梯形，所述铁芯安装部的梯形上底朝内设置，所述铁芯安装部的梯形下底朝外设置。

依据本实用新型的另一个目的，本实用新型还提供了一种轴向磁场电机定子，包括上述实施例的定子机壳，所述轴向磁场电机定子还包括：

若干铁芯，每一所述铁芯安装部上分别设置一所述铁芯；

若干线圈，每一所述铁芯外圈设置有至少一所述线圈。

作为优选的实施例，所述铁芯的外周包裹至少一绝缘层，所述线圈和所述金属板设置于所述绝缘层外。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

通过在所述金属板上开设所述定子断流缝，以阻断涡流路径，达到降低涡流损耗效果，从而保证电机运行的可靠性。另外在所述金属板连通所述定子断流缝的内边缘处，增设所述金属轴承座，除了连接支撑轴承外，还保证所述金属板的支撑能力和强度。此外通过在所述金属轴承座和所述金属板之间增设所述绝缘件，保证较优的支撑能力下，避免所述定子断流缝与所述金属轴承座接触，而破坏隔流作用，从而实现达到在不改变金属材料的应用的前提下，实现降低涡流损耗的目的。

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为本实用新型所述定子机壳的结构示意图；

图2为本实用新型所述金属板的结构示意图；

图3为本实用新型所述定子的结构示意图；

图4为本实用新型所述铁芯与绝缘层的组装示意图；

图5为本实用新型所述轴向磁场电机的结构示意图；

图6为本实用新型所述定子中涡流路径的示意图。

图中：100定子机壳、1001定子涡流路径、110金属板、111基板部、112内边部、113外边部、1101铁芯安装部、1102定子断流缝、1103线圈容置腔、120金属轴承座、121轴承端部、122轴承底部、130绝缘件、140压板、200铁芯、300线圈、400绝缘层、500转子、510转子盘、520磁钢、600转轴、700轴承。

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。

第一实施例

如图1和图2所示，所述定子机壳100，包括：

一金属板110，所述金属板110上设置有若干个圆周间隔排列的铁芯安装部1101，所述金属板110上开设有若干个定子断流缝1102，所述定子断流缝1102沿径向连通于所述铁芯安装部1101和所述金属板110的内边缘；

一金属轴承座120，所述金属轴承座120连接于所述金属板110的内边缘；

至少一绝缘件130，所述绝缘件130连接于所述金属轴承座120和所述金属板110的内边缘之间。

通过在所述金属板110上开设所述定子断流缝1102，以阻断涡流路径，以降低且抑制涡流损耗，从而保证电机运行的可靠性。另外在所述金属板110连通所述定子断流缝1102的内边缘处，增设所述金属轴承座120，以避免所述金属板110因开设所述定子断流缝1102而引发的强度下降的问题，从而保证所述金属板110的支撑能力和强度。此外参考图5，所述金属轴承座120内圈用于支撑轴承700，并且通过在所述金属轴承座120和所述金属板110之间增设所述绝缘件130，保证较优的支撑能力下，避免所述定子断流缝1102与所述金属轴承座120接触，而破坏隔流作用，从而实现达到在不改变金属材料的应用的前提下，实现降低涡流损耗的目的。

金属被放入变化的磁场中，或在非均匀的磁场中运动，则在该金属内要产生感应电动势，由于金属的电阻很小，因而即使感应电动势不很大，也能引起强大的电流，这种电流在金属内沿着一个一个闭合回路流动，像水中的旋涡因此被称为涡旋电流，简称涡流，涡流即可产生热效应，也可引起机械效应。现有的所述铁芯是直接接触并连接于所述金属板上，造成定子涡流路径1001形成如图6所示的椭圆形回路，其中每个所述铁芯200分别产生相应回路的定子涡流路径1001。而通过在所述金属板110上开设沿径向布置的所述定子断流缝1102，能够阻断定子涡流路径1001，参考图2，达到降低涡流损耗的效果。

如图1和图2所示，所述金属板110包括一基板部111、一内边部112和一外边部113，所述基板部111连接于所述内边部112和外边部113之间，以在所述基板部111的轴向的至少一侧形成线圈容置腔1103，所述铁芯安装部1101设置于所述基板部111上。

具体地，所述基板部111的轴向尺寸均小于所述内边部112和所述外边部113的轴向尺寸，并且所述基板部111分别连接于所述内边部112和所述外边部113的中心，这样能够在所述金属板110的轴向两侧分别形成所述线圈容置腔1103，即所述线圈容置腔1103的数量为两个。此时所述铁芯安装部1101为孔结构，并且所述铁芯安装部1101沿轴向贯穿所述基板部111，以及所述铁芯安装部1101与所述基板部111轴向两侧的所述铁芯安装部1101相连通。这样组装得到定子适用于单定子双转子的轴向磁场电机，参考图5。

参考图2，所述铁芯安装部1101呈梯形，所述铁芯安装部1101的梯形上底朝内设置，所述铁芯安装部1101的梯形下底朝外设置。即所述定子断流缝1102延伸连通于所述铁芯安装部1101的梯形上底，及所述金属板110的内边缘。

继续参考图1和图2，所述定子断流缝1102沿轴向贯穿所述金属板110。并且所述定子断流缝1102与所述铁芯安装部1101的数量一致，每一所述铁芯安装部1101分别对应连通一所述定子断流缝1102。

如图1所示，所述定子机壳100还包括：

一压板140，所述压板140和所述金属轴承座120卡合，并包裹于所述内边部112，并且所述压板140与所述内边部112之间设置有绝缘件130。

所述金属轴承座120作用除了支撑轴承700外，还与所述压板140结合。以延伸所述内边部112的轴向尺寸，以用于形成所述线圈容置腔1103。所述压板140和所述金属轴承座120为拼接，实现可制造性，以及便于所述绝缘件100的布置，其中所述压板140和所述金属轴承座120分别与所述金属板110之间均设置有所述绝缘件130，所述绝缘件130可以为橡胶环，可保证绝缘阻隔效果。而所述金属轴承座120、所述压板140和所述金属板110之间可通过胶水固定。所述压板140除了采用金属材质外，还可采用高强度非金属材质，包括碳纤维或玻璃纤维等。

进一步地，所述金属轴承座120包括相接的一轴承端部121和一轴承底部122，所述轴承端部121和所述压板140分别连接于所述内边部112的轴向两端面，所述轴承底部122连接于所述内边部112的内圈，并且所述压板140卡合连接于所述轴承底部122。其中所述轴承端部121和所述轴承底部122分别与所述内边部112之间均设置有所述绝缘件130。

综上所述，通过在所述金属板110上开设所述定子断流缝1102，以阻断涡流路径，达到降低涡流损耗效果，从而保证电机运行的可靠性。另外在所述金属板110连通所述定子断流缝1102的内边缘处，增设所述金属轴承座120，除了连接支撑轴承700外，还保证所述金属板110的支撑能力和强度。此外通过在所述金属轴承座120和所述金属板110之间增设所述绝缘件130，保证较优的支撑能力下，避免所述定子断流缝1102与所述金属轴承座120接触，而破坏隔流作用，从而实现达到在不改变金属材料的应用的前提下，实现降低涡流损耗的目的。

第二实施例

第二实施例的所述定子机壳100与第一实施例不同在于，所述铁芯安装部1101为槽结构，即所述线圈容置腔1103的数量为一个，此时组装得到的定子适用于单定子单转子，或者双定子单转子的轴向磁场电机。

第三实施例

如图3所示，所述轴向磁场电机定子，包括上述任一实施例的定子机壳100，所述轴向磁场电机定子还包括：

若干铁芯200，每一所述铁芯安装部1101上分别设置一所述铁芯200；

若干线圈300，每一所述铁芯200外圈设置有至少一所述线圈300。

由于所述轴向磁场电机定子采用了所述定子机壳100，因此所述轴向磁场电机定子的有益效果可参考上述实施例的所述定子机壳100。

当所述铁芯安装部1101为孔结构时，所述铁芯200穿设所述铁芯安装部1101，且所述铁芯200的轴向两端面分别形成气隙面，此时组装得到定子对应适用于于单定子双转子的轴向磁场电机。具体地，所述金属板110的轴向两侧分别设置有一线圈容置腔1103，所述铁芯安装部1101连通两所述线圈容置腔1103，以在所述铁芯200穿设于所述铁芯安装部1101后，所述铁芯200的两端分别套设一所述线圈300，并且每一所述线圈容置腔1103内保持一所述线圈300，之后可向所述线圈容置腔1103内注入密封胶，以使所述铁芯200、所述线圈300固定于所述金属板110上。

如图3和图4所示，所述铁芯200的外周包裹至少一绝缘层400，所述线圈300和所述金属板110设置于所述绝缘层400外。避免所述铁芯200直接与所述金属板110接触，以隔断涡流。所述绝缘层400可以为绝缘纸，所述金属板110和所述线圈300均设置在所述绝缘层400的外部。

图5示出了一种单定子双转子的轴向磁场电机，其包括上述实施例的定子，还包括两转子500、一转轴600和两轴承700，所述转轴600穿设于所述金属轴承座120的中心，所述转轴600和所述金属轴承座120之间设置有所述轴承700，所述转子500固定于所述转轴600上，且两所述转子500气隙地保持于所述定子100轴向两侧。

参考图5，所述转子500包括一转子盘510和若干个磁钢520，若干个所述磁钢520呈圆周间隔设置于所述转子盘510上，所述磁钢520与所述铁芯200气隙地保持。当所述磁钢520设置于所述转子盘510上后，所述磁钢520略微突出于所述转子盘510表面，以与所述铁芯200气隙配合。

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)

1.一种定子机壳(100)，其特征在于，包括：

一金属板(110)，所述金属板(110)上设置有若干个圆周间隔排列的铁芯安装部(1101)，所述金属板(110)上开设有若干个定子断流缝(1102)，所述定子断流缝(1102)沿径向连通于所述铁芯安装部(1101)和所述金属板(110)的内边缘；

一金属轴承座(120)，所述金属轴承座(120)连接于所述金属板(110)的内边缘；

至少一绝缘件(130)，所述绝缘件(130)连接于所述金属轴承座(120)和所述金属板(110)的内边缘之间。

2.如权利要求1所述的定子机壳(100)，其特征在于，所述金属板(110)包括一基板部(111)、一内边部(112)和一外边部(113)，所述基板部(111)连接于所述内边部(112)和外边部(113)之间，以在所述基板部(111)的轴向的至少一侧形成线圈容置腔(1103)，所述铁芯安装部(1101)设置于所述基板部(111)上。

3.如权利要求2所述的定子机壳(100)，其特征在于，所述铁芯安装部(1101)沿轴向贯穿所述基板部(111)，并连通位于所述基板部(111)轴向两侧的所述线圈容置腔(1103)。

4.如权利要求2所述的定子机壳(100)，其特征在于，还包括：

一压板(140)，所述压板(140)和所述金属轴承座(120)卡合，并包裹于所述内边部(112)，并且所述压板(140)与所述内边部(112)之间设置有绝缘件(130)。

5.如权利要求4所述的定子机壳(100)，其特征在于，所述金属轴承座(120)包括相接的一轴承端部(121)和一轴承底部(122)，所述轴承端部(121)和所述压板(140)分别连接于所述内边部(112)的轴向两端面，所述轴承底部(122)连接于所述内边部(112)的内圈，并且所述压板(140)卡合连接于所述轴承底部(122)。

6.如权利要求1所述的定子机壳(100)，其特征在于，所述定子断流缝(1102)沿轴向贯穿所述金属板(110)。

7.如权利要求1所述的定子机壳(100)，其特征在于，所述定子断流缝(1102)与所述铁芯安装部(1101)的数量一致，每一所述铁芯安装部(1101)分别对应连通一所述定子断流缝(1102)。

8.如权利要求1所述的定子机壳(100)，其特征在于，所述铁芯安装部(1101)呈梯形，所述铁芯安装部(1101)的梯形上底朝内设置，所述铁芯安装部(1101)的梯形下底朝外设置。

9.一种轴向磁场电机定子，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的定子机壳(100)，所述轴向磁场电机定子还包括：

若干铁芯(200)，每一所述铁芯安装部(1101)上分别设置一所述铁芯(200)；

若干线圈(300)，每一所述铁芯(200)外圈设置有至少一所述线圈(300)。

10.如权利要求9所述的轴向磁场电机定子，其特征在于，所述铁芯(200)的外周包裹至少一绝缘层(400)，所述线圈(300)和所述金属板(110)设置于所述绝缘层(400)外。

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