盤式電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種盤式電機，包括：轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵芯；定子，與轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置，定子與轉(zhuǎn)子之間具有縫隙，定子包括在圓周方向上間隔設(shè)置有多個槽和多個齒的定子鐵芯和置于槽中的定子繞組；轉(zhuǎn)子鐵芯包括導(dǎo)磁部和隔磁部，隔磁部設(shè)置在導(dǎo)磁部中。本發(fā)明有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中盤式電機應(yīng)用范圍有限的問題。
【專利說明】盤式電機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明具體涉及一種盤式電機。
【背景技術(shù)】
[0002]盤式電機與傳統(tǒng)電機相比具有軸線尺寸小，功率密度高、轉(zhuǎn)矩/質(zhì)量比大、低速運行平穩(wěn)等性能優(yōu)點，得到了越來越廣泛的研究與應(yīng)用。尤其是盤式電機具有更大的輸出力矩，特別適合大力矩直接傳動裝置。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的盤式電機主要采用永磁體產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩進行驅(qū)動，永磁體粘貼在轉(zhuǎn)子表面，電機d、q軸的電感相同，由于永磁體的退磁問題導(dǎo)致限制了盤式電機的應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種盤式電機，以解決現(xiàn)有技術(shù)中盤式電機應(yīng)用范圍有限的問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種盤式電機，包括:轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵芯；定子，與轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置，定子與轉(zhuǎn)子之間具有縫隙，定子包括在圓周方向上間隔設(shè)置有多個槽和多個齒的定子鐵芯和置于槽中的定子繞組；轉(zhuǎn)子鐵芯包括導(dǎo)磁部和隔磁部，隔磁部設(shè)置在導(dǎo)磁部中。
[0006]進一步地，隔磁部為多個，多個隔磁部沿轉(zhuǎn)子鐵芯的圓周方向間隔設(shè)置。
[0007]進一步地，隔磁部包括沿轉(zhuǎn)子鐵芯軸向方向間隔設(shè)置的多個隔磁槽。
[0008]進一步地，隔磁槽包括相互連通的第一槽段和第二槽段，第一槽段沿轉(zhuǎn)子的周向方向延伸設(shè)置，第一槽段的兩端分別連接有第二槽段，第二槽段沿轉(zhuǎn)子的軸向方向延伸設(shè)置。
[0009]進一步地，隔磁槽呈弧形狀，從轉(zhuǎn)子鐵芯的中心軸線呈放射狀延伸到轉(zhuǎn)子鐵芯的朝向定子的外表面，并在轉(zhuǎn)子鐵芯的外表面上形成一個或一組弧形槽，一個或一組弧形槽的中心軸線沿徑向與轉(zhuǎn)子鐵芯的中心軸線垂直相交。
[0010]進一步地，隔磁槽中填充有樹脂。
[0011]進一步地，轉(zhuǎn)子數(shù)量為兩個，定子的數(shù)量為一個，兩個轉(zhuǎn)子分別設(shè)置在定子的軸向方向的兩端，兩個轉(zhuǎn)子的凸極中心線之間具有第一夾角。
[0012]進一步地，齒包括:第一齒，沿圓周方向均勻分布在定子鐵芯的軸向方向的第一側(cè)；第二齒，沿圓周方向均勻分布在定子鐵芯的軸向方向的第二側(cè)，第二齒與第一齒 相對應(yīng)，第二齒的中心線與相對應(yīng)的第一齒的中心線之間具有第二夾角。
[0013]應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，盤式電機包括:轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵芯；定子，與轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置，定子與轉(zhuǎn)子之間具有縫隙，定子包括在圓周方向上間隔設(shè)置有多個槽和多個齒的定子鐵芯和置于槽中的定子繞組；轉(zhuǎn)子鐵芯包括導(dǎo)磁部和隔磁部，隔磁部設(shè)置在導(dǎo)磁部中。盤式電機通過在轉(zhuǎn)子內(nèi)部增加隔磁層，阻斷了轉(zhuǎn)子d軸方向的磁通流動，減低了電機d軸電感，電機d、q軸的電感不相同，使得電機可以利用磁阻轉(zhuǎn)矩進行驅(qū)動，采用磁阻轉(zhuǎn)矩驅(qū)動的盤式電機不必?fù)?dān)心永磁體的應(yīng)用環(huán)境及退磁風(fēng)險，可以將電機應(yīng)用高更高的環(huán)境溫度，擴大了盤式電機的應(yīng)用范圍，并且由于不采用永磁體，可以大大降低電機的成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0015]圖1示出了本發(fā)明的盤式電機的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2示出了圖1的盤式電機的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3示出了圖2的轉(zhuǎn)子的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4示出了圖2的轉(zhuǎn)子的隔磁部和導(dǎo)磁部的分布示意圖；
[0019]圖5示出了圖1的盤式電機的磁路線以及轉(zhuǎn)子的凸極中心線的分布示意圖；
[0020]圖6示出了圖5的凸極中心線的放大示意圖；
[0021]圖7示出了圖1的盤式電機的定子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖8示出了圖7的定子的第一齒的中心線和第二齒的中心線的分布示意圖；
[0023]圖9示出了第一實施例的盤式電機中α角對電機磁阻轉(zhuǎn)矩脈動的影響示意圖；
[0024]圖10示出了第一實施例的盤式電機中β角對電機齒槽轉(zhuǎn)矩脈動的影響示意圖；
[0025]圖11示出了本發(fā)明的盤式電機的第二實施例的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0027]本發(fā)明了提供了盤式電機的第一實施例，具體參見圖1至圖4，盤式電機包括轉(zhuǎn)子10和定子20，轉(zhuǎn)子10包括轉(zhuǎn)子鐵芯11，定子20與轉(zhuǎn)子10同軸設(shè)置，定子20與轉(zhuǎn)子10之間具有縫隙，定子20包括在圓周方向上間隔設(shè)置有多個槽22和多個齒23的定子鐵芯21和置于槽中的定子繞組24，轉(zhuǎn)子鐵芯11包括導(dǎo)磁部12和隔磁部13，隔磁部13設(shè)置在導(dǎo)磁部12中。
[0028]本實施例的盤式電機通過在轉(zhuǎn)子內(nèi)部增加隔磁層，阻斷了轉(zhuǎn)子d軸方向的磁通流動，減低了電機d軸電感，電機d、q軸的電感不相同，d、q軸的方向參見圖3所示，使得電機可以利用磁阻轉(zhuǎn)矩進行驅(qū)動，采用磁阻轉(zhuǎn)矩驅(qū)動的盤式電機不必?fù)?dān)心永磁體的應(yīng)用環(huán)境及退磁風(fēng)險，可以將電機應(yīng)用到更高的環(huán)境溫度，擴大了盤式電機的應(yīng)用范圍，并且由于不采用永磁體，可以大大降低電機的成本。
[0029]如圖2和圖4所示，隔磁部13為多個，多個隔磁部13沿轉(zhuǎn)子鐵芯11的圓周方向間隔設(shè)置。如圖3所示，隔磁部13包括沿轉(zhuǎn)子鐵芯11軸向方向間隔設(shè)置的多個隔磁槽14。隔磁槽14包括相互連通的第一槽段141和第二槽段142，第一槽段141沿轉(zhuǎn)子的周向方向延伸設(shè)置，第一槽段141的兩端分別連接有第二槽段142，第二槽段142沿轉(zhuǎn)子的軸向方向延伸設(shè)置，其末端延伸 至轉(zhuǎn)子朝向定子的表面附近。通過采用上述的多層隔磁槽的結(jié)構(gòu)，可以使得電機的的d、q軸電感相比單層隔磁槽結(jié)構(gòu)存在更大的差值，在相同的驅(qū)動電流下可以產(chǎn)生更大的磁阻轉(zhuǎn)矩，減小電機的銅損，提高電機效率。進一步的兩隔磁橋中間隔基本保持恒定，可以有效避免因為轉(zhuǎn)子q軸磁路出現(xiàn)局部飽和引起的q軸電感下降和轉(zhuǎn)矩脈動的增加。由于本實施例的轉(zhuǎn)子中的隔磁部位于轉(zhuǎn)子內(nèi)，增加了轉(zhuǎn)子的機械強度，適合在高速下運轉(zhuǎn)。為了進一步增加轉(zhuǎn)子的機械強度，隔磁槽14用樹脂進行填充，由于樹脂為不導(dǎo)磁的，所以增加了隔磁部的隔磁能力。
[0030]本實施例進一步優(yōu)選地，如圖5和圖6所示，盤式電機為單定子雙側(cè)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，具體為，轉(zhuǎn)子10數(shù)量為兩個，定子20的數(shù)量為一個，兩個轉(zhuǎn)子10分別設(shè)置在定子20的軸向方向的兩端，兩個轉(zhuǎn)子10的凸極中心線15之間具有第一夾角α。本實施例的轉(zhuǎn)子鐵心采用壓粉鐵心鑄造而成，可簡化制造工藝，減少生產(chǎn)成本。需要特別說明的是，本申請中涉及的所有角度均為電氣角度，電氣角度=機械角度X電機極對數(shù)，電氣角度等于機械角度乘以電機極對數(shù)。
[0031]圖9表示了轉(zhuǎn)子的凸極中心線之間的夾角α對電機轉(zhuǎn)矩脈動影響示意圖，圖中α ’為現(xiàn)有技術(shù)中兩個轉(zhuǎn)子凸極中心線之間角度為O時的影響曲線，并且從圖9中可以看出，電機轉(zhuǎn)矩脈動隨著凸極中心線夾角α的存在而減小，在夾角可調(diào)范圍內(nèi)，存在最優(yōu)夾角α !使轉(zhuǎn)矩脈動達(dá)到最小值，最優(yōu)夾角α I隨電機槽極配合值變化而變化。
[0032]如圖7和圖8所示，定子20的齒23包括第一齒231和第二齒232，第一齒231沿圓周方向均勻分布在定子鐵芯21的軸向方向的第一側(cè)，第二齒232沿圓周方向均勻分布在定子鐵芯21的軸向方向的第二側(cè),第二齒232與第一齒231 相對應(yīng)，第二齒232的中心線與相對應(yīng)的第一齒231的中心線之間具有第二夾角β。本實施例的定子為雙邊設(shè)置槽的結(jié)構(gòu)，定子鐵芯的兩側(cè)具有面向轉(zhuǎn)子均勻分布的槽和齒，并且槽和齒間隔設(shè)置。
[0033]圖10表示了 β角對電機轉(zhuǎn)矩脈動的影響示意圖，其中β ’為現(xiàn)有技術(shù)中第一齒和第二齒之間角度為O時的影響曲線，從圖10中可以看出，電機轉(zhuǎn)矩脈動隨著第二夾角β存在而減小，在第二角度的可調(diào)范圍內(nèi)，存在最優(yōu)夾角β !使轉(zhuǎn)矩脈動達(dá)到最小值，最優(yōu)夾角β !隨電機槽極配合值變化而變化。
[0034]本發(fā)明還提供了盤式電機的第二實施例，本實施例的盤式電機與上述第一實施例的盤式電機結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別僅在于，隔磁槽14呈弧形狀，從所述轉(zhuǎn)子鐵芯的中心軸線呈放射狀延伸到所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外表面上，并在所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外表面上形成一個或一組弧形槽，所述一個或一組弧形槽的中心軸線沿徑向與所述轉(zhuǎn)子鐵芯的中心軸線垂直相交，具體參見圖11所示的轉(zhuǎn)子。本實施例的技術(shù)效果與第一實施例的技術(shù)效果相同。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等， 均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種盤式電機，包括: 轉(zhuǎn)子(10)，包括轉(zhuǎn)子鐵芯(11)； 定子(20)，與所述轉(zhuǎn)子(10)同軸設(shè)置，所述定子(20)與所述轉(zhuǎn)子(10)之間具有縫隙，所述定子(20)包括在圓周方向上間隔設(shè)置有多個槽(22)和多個齒(23)的定子鐵芯(21)和置于所述槽中的定子繞組(24)； 其特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)包括導(dǎo)磁部(12)和隔磁部(13)，所述隔磁部(13)設(shè)置在所述導(dǎo)磁部(12)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤式電機，其特征在于，所述隔磁部(13)為多個，多個所述隔磁部(13 )沿所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的圓周方向間隔設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的盤式電機，其特征在于，所述隔磁部(13)包括沿所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)軸向方向間隔設(shè)置的多個隔磁槽(14 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的盤式電機，其特征在于，所述隔磁槽(14)包括相互連通的第一槽段(141)和第二槽段(142)，所述第一槽段(141)沿所述轉(zhuǎn)子的周向方向延伸設(shè)置，所述第一槽段(141)的兩端分別連接有所述第二槽段(142 )，所述第二槽段(142 )沿所述轉(zhuǎn)子的軸向方向延伸設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的盤式電機，其特征在于，所述隔磁槽(14)呈弧形狀，從所述轉(zhuǎn)子鐵芯的中心軸線呈放射狀延伸到所述轉(zhuǎn)子鐵芯的朝向所述定子的外表面，并在所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外表面上形成一個或一組弧形槽，所述一個或一組弧形槽的中心軸線沿徑向與所述轉(zhuǎn)子鐵芯的中心軸線垂直相交。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的盤式電機，其特征在于，所述隔磁槽(14)中填充有樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤式電機，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(10)數(shù)量為兩個，所述定子(20)的數(shù)量為一個，兩個所述轉(zhuǎn)子(10)分別設(shè)置在所述定子(20)的軸向方向的兩端，兩個所述轉(zhuǎn)子(10)的凸極中心線(15)之間具有第一夾角(α )。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的盤式電機，其特征在于，所述齒(23)包括: 第一齒(231)，沿圓周方向均勻分布在所述定子鐵芯(21)的軸向方向的第一側(cè)； 第二齒(232)，沿圓周方向均勻分布在所述定子鐵芯(21)的軸向方向的第二側(cè)，所述第二齒(232)與所述第一齒(231)—一相對應(yīng)，所述第二齒(232)的中心線與相對應(yīng)的所述第一齒(231)的中心 線之間具有第二夾角(β )。
【文檔編號】H02K1/22GK103904796SQ201210584750
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月27日
【發(fā)明者】黃輝, 肖勇, 唐成文, 陳彬, 曾學(xué)英 申請人:珠海格力節(jié)能環(huán)保制冷技術(shù)研究中心有限公司