CN220087019U - 一种定子总成、轴向磁通电机和电动设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了定子总成和轴向磁通电机,该定子总成包括定子铁芯以及定子法兰,定子法兰包括盘状主体,定子铁芯贴附固定于盘状主体的一侧主表面上,定子总成设置有阶梯孔,阶梯孔沿定子总成的轴向贯穿盘状主体和定子铁芯,阶梯孔包括第一孔段和第二孔段,第一孔段位于定子铁芯内,并连接定子铁芯背离盘状主体的主表面,第二孔段位于盘状主体内,并连接盘状主体背离定子铁芯的主表面,第一孔段的孔径大于第二孔段的孔径,阶梯孔用于在定子总成放置于壳体内时允许固定件从定子铁芯背离盘状主体的一侧插入,并沉设于第一孔段内,进而将定子总成固定于壳体的端板部上。可以节约安装空间,且无需定子铁芯避让第二孔段,提高定子总成的磁场强度。
Description
技术领域
本申请涉及磁通电机技术领域,特别是涉及一种定子总成和轴向磁通电机。
背景技术
电动设备往往采用电机作为动力源,执行相应的动作过程。例如,交通工具,如电动车辆采用诸如感应马达和永磁马达的电动马达来驱动车辆,并且在用作发电机时捕获制动能量。目前,两种常见类型的电机包括径向磁通电机和轴向磁通电机。与径向磁通电机相比,轴向磁通电机相对较轻,产生增加的功率,并且具有紧凑的尺寸。
定子作为轴向磁通电机的重要组成部分,当定子通电时,它会产生延伸到转子的磁通量,而如何快速且精准地将定子安装在轴向磁通电机的壳体内成为重点关注问题。
实用新型内容
本申请的主要目的是提供一种定子总成、轴向磁通电机和电动设备,旨在解决现有技术中存在的上述技术问题。
为解决上述问题,本申请提供了一种定子总成,所述定子总成包括定子铁芯以及定子法兰,所述定子法兰包括盘状主体,所述定子铁芯贴附固定于所述盘状主体的一侧主表面上,所述定子总成设置有阶梯孔,所述阶梯孔沿所述定子总成的轴向贯穿所述盘状主体和所述定子铁芯,所述阶梯孔包括第一孔段和第二孔段,所述第一孔段位于所述定子铁芯内,并连接所述定子铁芯背离所述盘状主体的主表面,所述第二孔段位于所述盘状主体内,并连接所述盘状主体背离所述定子铁芯的主表面,所述第一孔段的孔径大于所述第二孔段的孔径,所述阶梯孔用于在所述定子总成放置于壳体内时允许固定件从所述定子铁芯背离所述盘状主体的一侧插入,并沉设于所述第一孔段内,进而将所述定子总成固定于所述壳体的端板部上。由此,可以节约安装空间,且无需定子铁芯避让第二孔段,提高定子总成的磁场强度。
在一实施例中,所述阶梯孔还包括第三孔段,所述第三孔段位于所述定子铁芯内,并连接于所述第一孔段和所述第二孔段之间,所述第三孔段的孔径小于所述第一孔段的孔径,进而在所述第三孔段与所述第一孔段的连接处形成一环形台面,所述固定件还压持固定于所述环形台面上。由此,可进一步利用固定件将定子铁芯压持固定于盘状主体。此外,第三孔段的孔径小于第一孔段的孔径还有利于缓解定子铁芯的磁损。
在一实施例中,第三孔段的孔深大于第一孔段的孔深。由此,通过缩短径向尺寸较大的第一孔段的孔深,有利于缓解定子铁芯的磁损,并且通过加长第三孔段的孔深,还能够使固定件稳定设置于阶梯孔内。
在一实施例中,所述阶梯孔的数量为多个,并沿所述定子总成的周向间隔排列。由此,可提高定子铁芯和定子法兰连接的稳定性,以及定子总成与壳体连接的稳定性。
在一实施例中,所述盘状主体设置有连通所述盘状主体的两侧主表面的多个贯通槽,所述定子铁芯设置有与所述多个贯通槽对应的多个凸起部,所述凸起部插置于对应的所述贯通槽内,所述盘状主体与所述定子铁芯沿所述贯通槽和所述凸起部的配合边缘彼此焊接固定,所述阶梯孔和所述贯通槽沿所述定子总成的周向交替设置。由此,可降低定子总成的定子铁芯的加工和装配难度,并降低定子铁芯的电磁损耗;提高定子铁芯与定子法兰安装的稳定性,以及提高定子总成与壳体安装的稳定性。
在一实施例中,所述定子铁芯由条状片材卷绕形成,所述条状片材的一侧边缘突出设置有凸起,所述条状片材的一侧边缘凹陷设置有开口槽,所述凸起随所述条状片材的卷绕形成所述凸起部,所述开口槽随所述条状片材的卷绕形成容纳所述线圈的定子槽。由此,便于定子铁芯的高效成型。
在一实施例中,所述盘状主体的径向宽度小于所述定子铁芯的径向宽度。由此,可以使冷却剂进一步直接与未被盘状主体覆盖的定子铁芯接触,以进一步提高冷却剂对定子总成冷却的效率,并且还能够减轻定子法兰的重量,降低生产成本。
在一实施例中,所述定子法兰和所述固定件均为非导磁件。由此,可减少定子总成的电磁损耗。
为解决上述问题,本申请提供了一种轴向磁通电机,所述轴向磁通电机包括壳体、固定件以及上述的定子总成,所述固定件从所述定子铁芯背离所述盘状主体的一侧插入所述阶梯孔,并沉设于所述第一孔段内,所述固定件将所述定子总成固定于所述壳体的端板部上。
为解决上述问题,本申请提供了一种电动设备,所述电动设备包括上述的定子总成。
与现有技术相比,本申请的定子总成包括定子铁芯以及定子法兰,定子法兰包括盘状主体,定子铁芯贴附固定于盘状主体的一侧主表面上,定子总成设置有阶梯孔,阶梯孔沿定子总成的轴向贯穿盘状主体和定子铁芯,阶梯孔包括第一孔段和第二孔段,第一孔段位于定子铁芯内,并连接定子铁芯背离盘状主体的主表面,第二孔段位于盘状主体内,并连接盘状主体背离定子铁芯的主表面,第一孔段的孔径大于第二孔段的孔径,阶梯孔用于在定子总成放置于壳体内时允许固定件从定子铁芯背离盘状主体的一侧插入,并沉设于第一孔段内,进而将定子总成固定于壳体的端板部上。通过上述实施方式,可以节约安装空间,且无需定子铁芯避让第二孔段,提高定子总成的磁场强度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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是本申请提供的轴向磁通电机一实施例的拆解示意图;
图2是本申请提供的轴向磁通电机一实施例的剖切示意图;
图3是本申请提供的定子总成的一实施例结构示意图;
图4是本申请提供的定子总成一实施例的结构示意图以及剖切示意图;
图5是本申请提供的定子总成的一实施例的拆解示意图;
图6是本申请提供的定子铁芯的一实施例结构示意图。
附图标号:轴向磁通电机1;轴向X;径向Y;周向Z;
壳体10;容置空间11;端板部12;内端面121;冷却流道122;第一筒状部15;第二筒状部16;定子总成20;定子铁芯21;外环线圈部211;内环线圈部212;定子槽213;开口槽2131;定子法兰22;盘状主体221;凸起部222;贯通槽223;凸起2221;固定件23;阶梯孔24;第一孔段241;第二孔段242;第三孔段243;转子总成30;隔板组件40;冷却空间41;隔板主体42;内环匹配部421;外环匹配部422。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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申请实施例和简化描述,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申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,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,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
在本申请提供的其中一个实施例中,本申请公开的轴向磁通电机可以用于使用电池作为电源的电动设备或者使用电池作为储能元件的各种储能系统。电动设备可以为但不限于电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以包括移动式的电动玩具,例如,电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。电动设备不仅需要将电能转化动能代替或部分地代替燃油或天然气提供驱动动力,还需要电动马达(即电机)产生扭矩将电能转化为机械能。
在本申请提供的另一个实施例中,本申请提供的轴向磁通电机还可应用于交通工具中,交通工具可以为但不限于电瓶车、燃油汽车、燃气汽车、新能源汽车、电动汽车、轮船、航天器等等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。以交通工具为电动车辆为例,电动车辆不仅需要将电能转化动能代替或部分地代替燃油或天然气为车辆提供驱动动力,还需要电动马达(即电机)产生扭矩将电能转化为机械能。
以交通工具和电动设备均为电动车辆为例,电动车辆(包括混合动力车辆)采用诸如感应马达和永磁马达的电动马达来驱动车辆,并且在用作发电机时捕获制动能量。通常,电动马达包括在操作期间旋转的转子和静止的定子。目前,两种常见类型的电机包括径向磁通电机和轴向磁通电机。其中,在径向磁通电机中,转子和定子通常位于同心或嵌套构造中,当定子通电时,它产生从定子径向延伸到转子的磁通量。定子中的导电绕组通常垂直于旋转轴线布置,从而产生磁场,该磁场从旋转轴线(沿着转子轴)在径向方向上定向。而在轴向磁通电机中,由定子中的导电线绕组产生平行于旋转轴线的磁场,因此磁通平行于旋转轴线(平行于转子轴)延伸。在某些应用中,轴向磁通电机是理想的,因为与径向磁通电机相比,轴向磁通电机相对较轻,产生增加的功率,并且具有紧凑的尺寸,因而在有尺寸、重量等限制要求的应用场景中,例如,电动汽车驱动电机应用中,在相同转速下轴向磁通电机相较于径向磁通电机具有明显的应用优势。
轴向磁通电机的功率密度大,电机在工作时产热多,目前的散热方式包括在轴向磁通电机的外侧设置水道以间接冷却定子和转子,但外侧水道设计对定子和转子的冷却效率较低,同时仅通过间接冷却的方式来冷却定子,无法对定子内、外线圈进行全面冷却;同时外侧水道设计还需要安装额外的外置盖板及紧固等,集成度较低。
为了解决现有技术的轴向磁通电机存在的技术问题,使冷却剂可直接对定子和/或转子进行冷却,本申请提供了一种轴向磁通电机,参见图1和图2,图1是本申请提供的轴向磁通电机一实施例的拆解示意图,图2是本申请提供的轴向磁通电机一实施例的剖切示意图。
轴向磁通电机1包括壳体10、定子总成20和转子总成30。壳体10用于形成一容置空间11,定子总成20和转子总成30沿轴向磁通电机1的轴向X排布于容置空间11内。壳体10可由两个中空结构的外壳装配形成,以在壳体10内形成容置空间11,定子总成20和转子总成30位于容置空间11内,可通过壳体10对定子总成20和转子总成30起到较好的保护作用。
在本申请提供的一些可行实施例中,壳体10可包括端板部12,端板部12的内端面121朝向定子总成20背离转子总成30一侧设置,容置空间11可呈柱状,内端面121即为形成容置空间11的一侧端面。转子总成30在工作时绕预设的中心轴进行转动,该中心轴的延伸方向即可认定为轴向磁通电机1的轴向X。定子总成20和转子总成30沿轴向磁通电机1的轴向X排布于容置空间11内,也即端板部12、定子总成20、转子总成30在轴向X上依次排列,合理利用壳体10的内部空间,可使轴向磁通电机1的结构更加紧凑。进一步地,下文中描述的轴向磁通电机1的径向Y为垂直于轴向X的方向,轴向磁通电机1的周向Z即为环绕轴向X的方向。此外,下文中描述的定子总成20的轴向、径向以及周向均参照X、Y、Z所示方向进行定义。
端板部12的内端面121上设置有冷却流道122,冷却流道122设置成使得在冷却流道122内流动的冷却剂直接接触定子总成20。冷却剂为流体,冷却剂可在冷却流道122内流动,示例性地,冷却剂可为冷却油或水等。轴向磁通电机1在运行的过程中,定子总成20和转子总成30的温度会逐渐升高,为了让轴向磁通电机1的工作效率不受影响,需要快速地对定子总成20和转子总成30进行降温处理,在本实施例中,在内端面121上设置冷却流道122,并通过冷却流道122中的冷却剂直接与定子总成20接触,可高效地实现冷却剂与定子总成20之间的热交换,提高对定子总成20的冷却效率。
上述实施例中,通过在壳体10上开设冷却流道122,使在冷却流道122中流动的冷却剂可以直接与定子总成20接触,以高效地让冷却剂与定子总成20完成热交换,提高轴向磁通电机1的冷却效率。
进一步如图1和图2所示,轴向磁通电机1进一步包括隔板组件40。隔板组件40包括隔板主体42,隔板主体42设置于定子总成20与转子总成30之间,壳体10与隔板主体42配合,形成用于容纳冷却剂和定子总成20的冷却空间41,冷却空间41内的冷却剂直接接触定子总成20。隔板主体42可与壳体10的部分内周面抵接,以将容置空间11划分为至少两个空间,其中一个空间则为用于容纳冷却剂和定子总成20的冷却空间41,另外一个空间用于容纳转子总成30。冷却剂可存储在冷却空间41内,冷却空间41内的冷却剂直接接触定子总成20,由此,将隔板主体42设置于定子总成20和转子总成30之间,合理利用壳体10的内部空间,可使轴向磁通电机1的结构更加紧凑。此外,通过壳体10与隔板主体42配合形成冷却空间41,其中的冷却剂直接与定子总成20接触,可高效地实现冷却剂与定子总成20之间的热交换,提高对定子总成20的冷却效率。
可选地,壳体10包括端板部12,端板部12的内端面121朝向定子总成20背离转子总成30一侧设置,端板部12的内端面121与隔板主体42沿轴向X间隔设置,以在轴向X上限定冷却空间41的两侧边界。由此,通过端板部12和隔板主体42限定冷却空间41的边界,可以提高壳体10的容置空间11的利用率,使整个轴向磁通电机1的结构更加紧凑。
可选地,壳体10包括沿轴向磁通电机1的径向Y嵌套设置的两个筒状部,两个筒状部分别与隔板主体42密封配合,冷却空间41呈环形设置。由此,可通过相对简单的结构将定子总成20密封在冷却空间41内,降低冷却剂的泄露风险。具体而言,由于为确保转子总成30的转轴通过,定子总成20一般采用环形设置,通过利用环形的冷却空间41来容纳定子总成20,可以在环形的冷却空间41的内部形成一柱状空间,用于放置轴承以及允许转子总成30的转轴插入。由于柱状空间和环形的冷却空间41彼此隔离,因此在对定子总成20进行冷却的过程中,冷却空间41内的冷却剂不会进入柱状空间,而影响转子总成30。
在一具体实施方式中,两个筒状部包括第一筒状部15以及环绕第一筒状部15设置的第二筒状部16,第一筒状部15和第二筒状部16朝向定子总成20延伸,第一筒状部15供转子总成30的转轴部通过,隔板主体42包括内环匹配部421以及环绕内环匹配部421设置的外环匹配部422,其中内环匹配部421与第一筒状部15密封配合,外环匹配部422与第二筒状部16密封配合。第一筒状部15和第二筒状部16可同轴设置,第一筒状部15可与内环匹配部421抵接,以实现内环匹配部421与第一筒状部15密封配合,第二筒状部16可与外环匹配部422抵接,以实现外环匹配部422与第二筒状部16密封配合,从而在第一筒状部15和第二筒状部16之间形成呈环形的冷却空间41。由此,可通过相对简单的结构将定子总成20密封在冷却空间41内,降低冷却剂的泄露风险。
可选地,内环匹配部421和/或外环匹配部422与定子总成20密封配合,从而将定子总成20密封至冷却空间41内。由此,可增强冷却空间41的封闭性。
可选地,转子总成30的转轴部转动支撑于第一筒状部15内,第一筒状部15与定子总成20沿轴向X至少部分重叠。转子总成30的转轴部沿轴向X延伸至第一筒状部15内,进而转动支撑于第一筒状部15内,且第一筒状部15与定子总成20沿轴向X至少部分重叠,由此,可以减小轴向磁通电机1的轴向X尺寸,使整个轴向磁通电机1的结构更加紧凑。
需要说明的是,如上文所描述的,壳体10包括端板部12,端板部12的内端面121朝向定子总成20背离转子总成30一侧设置,端板部12的内端面121设置有冷却流道122,冷却空间41内的冷却剂沿冷却流道122流动。定子总成20盖设于至少部分冷却流道122上,在冷却流道122内流动的冷却剂直接接触定子总成20。定子总成20包括定子法兰22和定子铁芯21,定子法兰22包括盘状主体221,定子铁芯21贴附固定于盘状主体221背离端板部12的一侧主表面上,盘状主体221盖设于至少部分冷却流道122上,在冷却流道122内流动的冷却剂直接接触盘状主体221。
在其他实施例中,可以在隔板主体42朝向端板部12的一侧和/或定子总成20上类似的冷却流道,以供冷却剂流动。
在其他实施例中,也可以取消隔板组件40,利用定子总成20与端板部12的内端面121配合形成密闭的冷却空间。
通过上述实施方式,可在定子总成20和转子总成30之间设置隔板组件40和/或在壳体10上开设冷却流道122,以使得冷却剂可直接与定子总成20接触,以高效地让冷却剂与定子总成20完成热交换,提高轴向磁通电机1的冷却效率。
为了提高定子总成的装配效率,将定子总成精确地安装在壳体内,以及便于在壳体内利用冷却剂对定子总成直接冷却等,本申请提供的轴向磁通电机中还包括对定子总成的改进,以下内容主要对定子总成的结构进行描述,参见图3,图3是本申请提供的定子总成的一实施例结构示意图。
定子总成20包括定子铁芯21以及定子法兰22,定子法兰22包括盘状主体221,定子铁芯21贴附固定于盘状主体221的一侧主表面上,盘状主体221用于在定子总成20放置于壳体内时,与壳体的端板部固定。定子铁芯21可固定连接或可拆卸连接在盘状主体221的主表面上,主表面可定义为定子法兰22中面积最大的表面,示例性地,盘状主体221可呈圆盘状,圆盘状的盘状主体221的两个相对设置的侧表面均可定义为主表面。定子法兰22可用于将定子铁芯21安装在轴向X磁通电机的壳体的端板部上,定子总成20可以定子法兰22为安装定位基准,从而提高定子总成20定位精度以及加工效率。
参见图4和图5,图4是本申请提供的定子总成一实施例的结构示意图以及剖切示意图;图5是本申请提供的定子总成的一实施例的拆解示意图。图4中的a为定子总成的结构示意图,图4中的b为图4中的a沿A-A方向的剖切示意图。
定子总成20设置有阶梯孔24,阶梯孔24沿定子总成20的轴向X贯穿盘状主体221和定子铁芯21,阶梯孔24包括第一孔段241和第二孔段242,第一孔段241位于定子铁芯21内,并连接定子铁芯21背离盘状主体221的主表面,第二孔段242位于盘状主体221内,并连接盘状主体221背离定子铁芯21的主表面,第一孔段241的孔径大于第二孔段242的孔径。在本实施例中,第一孔段241和第二孔段242均可为圆柱孔,且第一孔段241连通定子铁芯21的两侧主表面,第二孔段242连通盘状主体221的两侧主表面,并且第一孔段241和第二孔段242在盘状主体221的轴向X上对应设置。由此,可在第一孔段241和第二孔段242的连接处形成一环形台面,在其他实施例中,第一孔段241和第二孔段242还可为其他几何形状,例如三棱柱状、四棱柱等棱柱状,由此可在第二孔段242与第一孔段241的连接处形成一多边形台面。
阶梯孔24用于在定子总成20放置于壳体内时允许固定件23从定子铁芯21背离盘状主体221的一侧插入,并沉设于第一孔段241内,进而将定子总成20固定于壳体的端板部上。其中,固定件23可呈两段式的结构,固定件23的第一段沿径向Y的尺寸大于固定件23的第二段沿径向Y的尺寸,以使得固定件23的第一段沉设于第一孔段241内,固定件23的第二段插入第二孔段242,并至少部分突出于第二孔段242。具体地,固定件23可沉设于第一孔段241内,固定件23沉设于第一孔段241内的部分的厚度可小于或等于第一孔段241的深度,以使得固定件23背离第二孔段242的一侧表面低于或平齐于定子铁芯21背离第二孔段242的一侧主表面,由此可在固定件23与定子总成20之间的装配结构更加紧凑,从而尽量缩小定子总成20的尺寸。
本实施例中,在定子铁芯21上开设第一孔段241,在盘状主体221上开设第二孔段242,并将固定件23沉设于第一孔段241内,进而可将定子总成20固定与壳体的端板部上,无需定子铁芯21避让第二孔段242,进而可提高定子铁芯21的整体体积,提高定子总成20的磁场强度。
进一步地,阶梯孔24还包括第三孔段243,第三孔段243位于定子铁芯21内,并连接于第一孔段241和第二孔段242之间,第三孔段243的孔径小于第一孔段241的孔径,进而在第三孔段243与第一孔段241的连接处形成一环形台面,固定件23还压持固定于环形台面上。第三孔段243沿径向Y的尺寸可与第二孔段242沿径向Y的尺寸相同,第一孔段241和第三孔段243彼此连通,且共同连通定子铁芯21的两侧主表面,固定件23的尺寸较大的一段则可固定于环形台面上,固定件23的尺寸小的一段则可穿过第二孔段242和第三孔段243并突出于盘状主体221背离定子铁芯21的主表面。通过上述方式,可进一步利用固定件23将定子铁芯21压持固定于盘状主体221。此外,第三孔段243的孔径小于第一孔段241的孔径还有利于缓解定子铁芯21的磁损。在其他实施例中,第一孔段241、第二孔段242和第三孔段243均为圆柱形孔,由此可在第一孔段241和第三孔段243的连接处形成一环形台面,在其他实施例中,第一孔段241和第三孔段243还可为其他几何形状,例如三棱柱状、四棱柱等棱柱状,由此可在第二孔段22112与第一孔段241的连接处形成一多边形台面。在本实施例中,第二孔段242和第三孔段243的径向尺寸可以相同,在其他实施例中,第三孔段243的径向尺寸可大于第二孔段242,且小于第一孔段241的径向尺寸,以使得阶梯孔24呈多阶梯状,对应地,固定件23的形状也成多阶梯状。
进一步地,第三孔段243的孔深大于第一孔段241的孔深。第一孔段241主要用于沉设固定件23,由此,第一孔段241的孔深只需要大于或等于固定件23沉设第一孔段241的部分的长度即可,例如,可以将固定件23沉设第一孔段241的部分的长度做得比较短,由此,即可使得第一孔段241的孔深做得较浅,以通过缩短径向尺寸较大的第一孔段241的孔深,有利于缓解定子铁芯21的磁损。当定子铁芯21的厚度一定,且第一孔段241的孔深较短时,第三孔段243的孔深即可做得较深,此时当固定件23插置于阶梯孔24时,可利用第三孔段243将固定件23稳定固定于阶梯孔24内,缓解固定件23沿定子总成20的周向Z晃动的情况。在其他实施例中,第三孔段243的孔深也可以小于或等于第一孔段241的孔深,具体可以根据实际情况设定。
进一步地,阶梯孔24的数量为多个,并沿定子总成20的周向Z间隔排列。多个阶梯孔24可绕盘状主体221的周向Z等间隔设置,且多个阶梯孔24在盘状主体221的径向Y上均居中设置。固定件23的数量与阶梯孔24的数量相同,固定件23与阶梯孔24呈一一对应关系,也即一个阶梯孔24内可用于放置一个固定件23。
盘状主体221设置有连通盘状主体221的两侧主表面的多个贯通槽223,定子铁芯21贴合于盘状主体221的一侧主表面上,且设置有与多个贯通槽223对应的多个凸起部222,凸起部222插置于对应的贯通槽223内,盘状主体221与定子铁芯21沿贯通槽223和凸起部222的配合边缘彼此焊接固定。可选地,多个凸起部222和贯通槽223的数量呈一一对应关系,一个凸起部222可插置于一个贯通槽223内,两者可通过焊接的方式将盘状主体221与定子铁芯21固定,以便于将定子铁芯21和定子法兰22作为一个整体装配至壳体。贯通槽223和凸起部222的形状相仿,示例性地,贯通槽223和凸起部222均呈方形结构,在凸起部222插置于贯通槽223内后,定子铁芯21和定子法兰22之间利用贯通槽223和凸起部222彼此限位,便于将盘状主体221与定子铁芯21沿贯通槽223和凸起部222的配合边缘彼此焊接固定。由此,可降低定子总成20的定子铁芯21的加工和装配难度,并降低定子铁芯21的电磁损耗。
在本申请提供的一些可行的实施例中,多个贯通槽223的形状、大小以及在盘状主体221上的排布可以任意变化,示例性地,贯通槽223的形状可以呈圆形、波浪形、腰型、弧形、三角形、方形、正五边形等多边形,其中,多个贯通槽223的形状可以相同或不同,例如,当贯通槽223的数量为三个时,第一个贯通槽223的形状可以呈圆形、第二个贯通槽223的形状可以呈条状、第三个贯通槽223的形状可以呈波浪形,对应的凸起部222的形状可与贯通槽223的形状相仿。示例性地,所有贯通槽223的面积之和可占据整个盘状主体221面积的1/10-1/20,例如所有贯通槽223的面积之和可占据整个盘状主体221面积的1/15,从而能够在满足盘状主体221与定子铁芯21之间连接的稳定性的基础上,还能够确保盘状主体221的结构强度,其中,多个贯通槽223的大小可以相同或不同。示例性地,多个贯通槽223之间可以规则排布,例如在盘状主体221的主表面上,多个贯通槽223可以盘状主体221的中心为对称中心呈中心对称设置;或者多个贯通槽223之间也可采取无规则排布于盘状主体221的主表面。对应地,多个凸起部222之间的排布可与多个贯通槽223之间的排布相同。
可选地,阶梯孔24和贯通槽223沿定子总成20的周向Z交替设置。以将阶梯孔24和贯通槽223的分布均匀化,降低定子总成20的加工难度;提高定子铁芯21与定子法兰22安装的稳定性,以及提高定子总成20与壳体安装的稳定性。在本实施例中,两个阶梯孔24之间可设置一个贯通槽223,在其他实施例中,两个阶梯孔24之间还可以设置多个贯通槽223。相对应地,两个贯通槽223之间也可以设置一个或多个阶梯孔24,具体可根据实际情况设定,本申请在此不做限定。在其他实施例中,阶梯孔24和贯通槽223还可以采用非交替设置,例如,阶梯孔24可在定子总成20的径向Y上设置于定子总成20的外边缘,贯通槽223可相较于阶梯孔24均居中设置。
进一步地,盘状主体221和定子铁芯21均呈环形设置,定子总成20还包括绕设于定子铁芯21的线圈,线圈沿定子总成20的径向Y超出定子铁芯21的两侧环面,以形成内环线圈部212和外环线圈部211。由于定子铁芯21呈环形状,当线圈绕设在定子铁芯21上时,线圈即可均突出于定子铁芯21的内环侧和外环侧,突出于定子铁芯21的内环面的线圈即为内环线圈部212,突出于定子铁芯21的外环面的线圈即为外环线圈部211。
进一步地,内环线圈部212和外环线圈部211中的至少一者沿定子总成20的径向Y超出盘状主体221或沿轴向X与盘状主体221间隔设置,以使得在定子总成20固定于壳体的端板部上时,从端板部输入的冷却剂直接接触内环线圈部212和外环线圈部211中的至少一者。具体地,可以是内环线圈部212或外环线圈部211在径向Y上超出盘状主体221,或者是内环线圈部212和外环线圈部211在径向Y上均超出盘状主体221;亦或者内环线圈部212和/或外环线圈部211在盘状主体221的轴向X上与盘状主体221保持预定间隙,以便于冷却剂可通过预定的间隙与内环线圈部212和/或外环线圈部211直接接触,可增大冷却剂与内环线圈部212和/或外环线圈部211的接触量,以提高冷却剂对定子总成20冷却的效率。
进一步地,盘状主体221沿径向Y的宽度小于定子铁芯21沿径向Y的宽度。由此,可以让冷却剂进一步直接与未被盘状主体221覆盖的定子铁芯21接触,以进一步提高冷却剂对定子总成20冷却的效率。并且还能够减轻定子法兰22的重量,降低生产成本。在其他实施例中,盘状主体221沿径向Y的宽度也可以大于或等于定子铁芯21沿径向Y的宽度,然而为了能够提高冷却剂对定子总成20的冷却效率,可以使部分定子铁芯21在定子总成20的轴向X上与盘状主体221保持预定的间隙,以便于冷却剂可从预定的间隙中进入定子铁芯21和盘状主体221之间,以直接接触定子铁芯21。
其中,定子法兰22和固定件23均为非导磁件,从而减少电磁损耗。
参见图6,图6是本申请提供的定子铁芯的一实施例结构示意图。
定子铁芯21由条状片材卷绕形成,条状片材的一侧边缘突出设置有凸起2221,条状片材的一侧边缘凹陷设置有开口槽2131,凸起2221随条状片材的卷绕形成凸起部222,开口槽2131随条状片材的卷绕形成容纳线圈的定子槽213。相较于传统的压铸成型,定子铁芯21通过呈条状片材卷绕形成,可使得定子铁芯21可高效成型。并且条状片材的一侧便突出设置有多个凸起2221,多个凸起2221在条状片材的一侧按照预定间隔设置,当将条状片材卷绕形成定子铁芯21后,多个凸起2221配合在定子铁芯21的背部形成凸起部222,从而便于凸起部222高效成型;同理,在条状片材的另一侧可按照预定间隔设置多个开口槽2131,当将条状片材卷绕形成定子铁芯21后,多个开口槽2131配合在定子铁芯21背离凸起部222的一侧形成用于嵌入线圈定子槽213,从而便于开口槽2131高效成型。
通过上述实施方式,在定子总成20放置于壳体内时阶梯孔24允许固定件23从定子铁芯21背离盘状主体221的一侧插入,并沉设于第一孔段241内,进而将定子总成20固定于壳体的端板部上,可以节约安装空间,且无需定子铁芯避让第二孔段242,进而可提高定子铁芯21的整体体积,提高定子总成20的磁场强度。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种定子总成,其特征在于,所述定子总成包括定子铁芯以及定子法兰,所述定子法兰包括盘状主体,所述定子铁芯贴附固定于所述盘状主体的一侧主表面上,所述定子总成设置有阶梯孔,所述阶梯孔沿所述定子总成的轴向贯穿所述盘状主体和所述定子铁芯,所述阶梯孔包括第一孔段和第二孔段,所述第一孔段位于所述定子铁芯内,并连接所述定子铁芯背离所述盘状主体的主表面,所述第二孔段位于所述盘状主体内,并连接所述盘状主体背离所述定子铁芯的主表面,所述第一孔段的孔径大于所述第二孔段的孔径,所述阶梯孔用于在所述定子总成放置于壳体内时允许固定件从所述定子铁芯背离所述盘状主体的一侧插入,并沉设于所述第一孔段内,进而将所述定子总成固定于所述壳体的端板部上。
2.根据权利要求1所述的定子总成,其特征在于,所述阶梯孔还包括第三孔段,所述第三孔段位于所述定子铁芯内,并连接于所述第一孔段和所述第二孔段之间,所述第三孔段的孔径小于所述第一孔段的孔径,进而在所述第三孔段与所述第一孔段的连接处形成一环形台面,所述固定件还压持固定于所述环形台面上。
3.根据权利要求2所述的定子总成,其特征在于,所述第三孔段的孔深大于所述第一孔段的孔深。
4.根据权利要求1所述的定子总成,其特征在于,所述阶梯孔的数量为多个,并沿所述定子总成的周向间隔排列。
5.根据权利要求1所述的定子总成,其特征在于,所述盘状主体设置有连通所述盘状主体的两侧主表面的多个贯通槽,所述定子铁芯设置有与所述多个贯通槽对应的多个凸起部,所述凸起部插置于对应的所述贯通槽内,所述盘状主体与所述定子铁芯沿所述贯通槽和所述凸起部的配合边缘彼此焊接固定,所述阶梯孔和所述贯通槽沿所述定子总成的周向交替设置。
6.根据权利要求4所述的定子总成,其特征在于,所述定子铁芯由条状片材卷绕形成,所述条状片材的一侧边缘突出设置有凸起,所述条状片材的一侧边缘凹陷设置有开口槽,所述凸起随所述条状片材的卷绕形成所述凸起部,所述开口槽随所述条状片材的卷绕形成容纳线圈的定子槽。
7.根据权利要求1所述的定子总成,其特征在于,所述盘状主体的径向宽度小于所述定子铁芯的径向宽度。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的定子总成,其特征在于,所述定子法兰和所述固定件均为非导磁件。
9.一种轴向磁通电机,其特征在于,所述轴向磁通电机包括壳体、固定件以及根据权利要求1-8任意一项所述的定子总成,所述固定件从所述定子铁芯背离所述盘状主体的一侧插入所述阶梯孔,并沉设于所述第一孔段内,所述固定件将所述定子总成固定于所述壳体的端板部上。
10.一种电动设备,其特征在于,所述电动设备包括根据权利要求1-8任意一项所述的定子总成。
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