專利名稱：盤(pán)式永磁電機(jī)或盤(pán)式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤(pán)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及盤(pán)式永磁電機(jī)或盤(pán)式飛輪電池領(lǐng)域，尤其與盤(pán)式永磁電機(jī)或盤(pán)式 飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤(pán)結(jié)構(gòu)有關(guān)。
背景技術(shù)：
高速電機(jī)的電流頻率很高，若有定子鐵芯結(jié)構(gòu)，則鐵磁損耗將會(huì)很大，效率明顯下 降。而雙轉(zhuǎn)子單定子結(jié)構(gòu)的盤(pán)式永磁電機(jī)，是兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)中間夾一個(gè)定子盤(pán)，其優(yōu)點(diǎn)是定子 無(wú)鐵芯，在高速情況下沒(méi)有鐵磁損耗，效率很高。此種高速盤(pán)式永磁電機(jī)，若將轉(zhuǎn)子盤(pán)的厚 度和重量增加，就得到一種盤(pán)式飛輪電池(飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng))，可以儲(chǔ)存較多的動(dòng)能在轉(zhuǎn)子盤(pán) 上，當(dāng)需要時(shí)，可以通過(guò)盤(pán)式電機(jī)，將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，儲(chǔ)存在兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)上，或者將兩個(gè)轉(zhuǎn) 子盤(pán)上的動(dòng)能轉(zhuǎn)化電能，釋放出來(lái)。由于高速的轉(zhuǎn)子盤(pán)上存在著很大的離心力，所以轉(zhuǎn)子盤(pán) 上的應(yīng)力也很大(中心處應(yīng)力最大)。若在轉(zhuǎn)子盤(pán)中心開(kāi)孔，然后用一根軸將兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)連 接起來(lái)，則中心處會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，有可能超過(guò)材料的極限強(qiáng)度，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子盤(pán)破壞，解體。為此，兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)之間的連接通常采用以下兩個(gè)辦法。1、通過(guò)過(guò)盈配合的小圓環(huán)套接。參閱圖1，在兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)la、2a的中部分別以向著彼此的方向伸出一個(gè)小圓環(huán) lla、21a，小圓環(huán)lla、21a的圓心與轉(zhuǎn)子盤(pán)la、2a的圓心重合，高度與兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)la、2a之 間的間距相當(dāng)，其中一個(gè)圓環(huán)21a的內(nèi)徑略小于另一個(gè)圓環(huán)Ila的外徑，然后將兩個(gè)圓環(huán) lla、21a相對(duì)，壓緊，形成過(guò)盈配合，并以此保證同軸度。此種連接方式的問(wèn)題是必須要有比較大的過(guò)盈量。因?yàn)樵诟咚傩D(zhuǎn)的情況下，轉(zhuǎn) 子盤(pán)Iada承受著很大的應(yīng)力，導(dǎo)致它們沿徑向方向膨脹，從而帶動(dòng)小圓環(huán)lla、21a往外膨 脹，且由于膨脹量的不斷疊加，使得半徑越大的地方(離圓心越遠(yuǎn)的地方)，膨脹量也越大， 所以外面的小圓環(huán)21a的膨脹量也大于里面的小圓環(huán)Ila的膨脹量。如果過(guò)盈量不夠大， 就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)、外小圓環(huán)lla、21a松脫，從而使兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)Iada很難保證同軸度和穩(wěn)定性， 情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)釀成重大事故。2、通過(guò)花鍵連接。參閱圖2，在兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)lb、2b的連接處設(shè)置花鍵11b，然后通過(guò)花鍵lib來(lái)進(jìn)行 連接，并利用兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)lb、2b上的永磁鐵的吸力來(lái)壓緊花鍵lib。此種連接方式的問(wèn)題是花鍵的加工非常復(fù)雜，而且轉(zhuǎn)子盤(pán)上的花鍵本身也會(huì)隨著 轉(zhuǎn)子盤(pán)一起膨脹，導(dǎo)致花鍵的配合面出現(xiàn)間隙，從而影響兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)的同軸度和穩(wěn)定性。鑒于此，有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的轉(zhuǎn)子盤(pán)的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以提高兩轉(zhuǎn)子盤(pán)的 同軸度和穩(wěn)定性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種盤(pán)式 永磁電機(jī)或盤(pán)式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤(pán)結(jié)構(gòu)，該轉(zhuǎn)子盤(pán)同軸度好，穩(wěn)定性高。[0012]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種盤(pán)式永磁電機(jī)或盤(pán)式飛輪電池的轉(zhuǎn)子 盤(pán)結(jié)構(gòu)，包括第一轉(zhuǎn)子盤(pán)和第二轉(zhuǎn)子盤(pán)，在第一轉(zhuǎn)子盤(pán)面對(duì)第二轉(zhuǎn)子盤(pán)一側(cè)設(shè)置一沿軸向 伸出的與第一轉(zhuǎn)子盤(pán)同心的第一連接圓環(huán)，在第二轉(zhuǎn)子盤(pán)面對(duì)第一轉(zhuǎn)子盤(pán)的一側(cè)設(shè)置一沿 軸向伸出的與第二轉(zhuǎn)子盤(pán)同心的第二連接圓環(huán)，所述第一連接圓環(huán)與所述第二連接圓環(huán)的 內(nèi)徑、外徑和高度均相等，且在第一連接圓環(huán)和第二連接圓環(huán)的對(duì)接面上分別設(shè)置有多道 凹槽以形成多個(gè)齒牙，所述第一連接圓環(huán)的齒牙插入所述第二連接圓環(huán)的凹槽內(nèi)使二者相 互嚙合，形成一個(gè)完整的圓環(huán)，在第一連接圓環(huán)和第二連接圓環(huán)對(duì)接后的外面套設(shè)一與第 一、第二連接圓環(huán)過(guò)盈配合的活動(dòng)圓環(huán)。進(jìn)一步地，所述第一、第二連接圓環(huán)上的凹槽深度至少大于第一、第二連接圓環(huán)高 度的一半。進(jìn)一步地，在所述第一轉(zhuǎn)子盤(pán)和所述第二轉(zhuǎn)子盤(pán)遠(yuǎn)離彼此的外表面分別設(shè)置一轉(zhuǎn) 軸，兩轉(zhuǎn)軸軸心在同一直線上，且兩轉(zhuǎn)軸的軸心與第一、第二轉(zhuǎn)子盤(pán)的軸心重合。進(jìn)一步地，所述第一連接圓環(huán)的材質(zhì)與所述第二連接圓環(huán)的材質(zhì)相同。進(jìn)一步地，所述活動(dòng)圓環(huán)的材質(zhì)的密度小于第一、第二連接圓環(huán)的材質(zhì)密度。進(jìn)一步地，所述活動(dòng)圓環(huán)的材質(zhì)的彈性模量小于第一、第二連接圓環(huán)的材質(zhì)的彈 性模量。本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果在于本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子盤(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便裝配和維 修；此外，轉(zhuǎn)子盤(pán)工作時(shí)，由于轉(zhuǎn)子盤(pán)上所受的應(yīng)力很大，帶動(dòng)兩圓環(huán)往外膨脹，而兩個(gè)轉(zhuǎn)子 盤(pán)上的圓環(huán)的外徑相等，故膨脹率相等，但由于活動(dòng)圓環(huán)的半徑和質(zhì)量都比轉(zhuǎn)子盤(pán)小，質(zhì)量 小，所受的離心力較小，應(yīng)力也較小，所以膨脹量較小，這樣就從外面把兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)上的圓 環(huán)緊緊箍住，形成很大的過(guò)盈量，從而有效保證了兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)的同軸度和穩(wěn)定性。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種轉(zhuǎn)子盤(pán)連接結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的另一種轉(zhuǎn)子盤(pán)連接結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子盤(pán)連接結(jié)構(gòu)的軸向剖視示意圖。圖4為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子盤(pán)連接結(jié)構(gòu)的徑向剖視示意圖。
具體實(shí)施方式
參閱圖3、圖4，本實(shí)用新型的盤(pán)式永磁電機(jī)包括兩相對(duì)間隔設(shè)置的一第一轉(zhuǎn)子 盤(pán)1和一第二轉(zhuǎn)子盤(pán)2，在第一轉(zhuǎn)子盤(pán)1和第二轉(zhuǎn)子盤(pán)2遠(yuǎn)離彼此的一端分別設(shè)置一轉(zhuǎn)軸5， 兩轉(zhuǎn)軸5的軸心在同一直線上，且兩轉(zhuǎn)軸5的軸心與第一、第二轉(zhuǎn)子盤(pán)1、2的圓心重合。在 第一轉(zhuǎn)子盤(pán)1和第二轉(zhuǎn)子盤(pán)2之間的間隔中設(shè)置定子3。在第一轉(zhuǎn)子盤(pán)1面對(duì)第二轉(zhuǎn)子盤(pán) 2 一側(cè)設(shè)置一向外伸出的與第一轉(zhuǎn)子盤(pán)1同心的第一連接圓環(huán)11，第二轉(zhuǎn)子盤(pán)2面對(duì)第一 轉(zhuǎn)子盤(pán)1的一側(cè)設(shè)置一向外伸出的與第二轉(zhuǎn)子盤(pán)2同心的第二連接圓環(huán)21，該第一轉(zhuǎn)子盤(pán) 1和第二轉(zhuǎn)子盤(pán)2通過(guò)第一、第二連接圓環(huán)11、21來(lái)實(shí)現(xiàn)二者的連接。該第一連接圓環(huán)11 與第二連接圓環(huán)21的內(nèi)、外徑和高度均相等，且在第一連接圓環(huán)11和第二連接圓環(huán)21的 對(duì)接面上分別設(shè)置有多道凹槽以形成多個(gè)齒牙111、211，第一連接圓環(huán)11的齒牙111插入 第二連接圓環(huán)21的凹槽內(nèi)以使二者相互嚙合。為了保證第一、第二連接圓環(huán)11、21嚙合的
4強(qiáng)度，優(yōu)選使第一、第二連接圓環(huán)11、21上的凹槽深度至少大于第一、第二連接圓環(huán)11、21 高度的一半。在第一連接圓環(huán)11和第二連接圓環(huán)21對(duì)接后的外徑上套設(shè)一與第一、第二 連接圓環(huán)11、12過(guò)盈配合的活動(dòng)圓環(huán)4，活動(dòng)圓環(huán)4的內(nèi)徑略小于第一、第二連接圓環(huán)11、 12的外徑，且活動(dòng)圓環(huán)4的高度與第一、第二連接圓環(huán)11、21的高度相等。裝配時(shí)，將活動(dòng)圓環(huán)4先套在其中一個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)1或2的連接圓環(huán)11或21上，然后 將第一、第二轉(zhuǎn)子盤(pán)1、2上的連接圓環(huán)11、21相對(duì)，使二者嚙合裝配，靠第一、第二轉(zhuǎn)子盤(pán)1、 2上的永磁鐵的吸力合緊以后，這兩個(gè)加工出齒牙111、211的連接圓環(huán)11、21組合成一個(gè)完 整的圓環(huán)，并被活動(dòng)圓環(huán)4以微小的過(guò)盈量箍住，從而保證了第一、第二轉(zhuǎn)子盤(pán)1、2的同軸 度和穩(wěn)定性。工作時(shí)，由于第一、第二轉(zhuǎn)子盤(pán)1、2上所受的應(yīng)力很大，所以其帶動(dòng)第一、第二連 接圓環(huán)11、12往外膨脹，由于第一連接圓環(huán)11與第二連接圓環(huán)12的外徑相等，故膨脹率 相等，但由于活動(dòng)圓環(huán)4的半徑小，質(zhì)量小，所受的離心力較小，應(yīng)力也較小，所以膨脹量較 小，這樣就從外面把兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)上的連接圓環(huán)11、12緊緊箍住，形成很大的過(guò)盈量，從而保 證兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)的同軸度和穩(wěn)定性。在具體實(shí)施時(shí)，先選擇第一、第二轉(zhuǎn)子盤(pán)1、2的材料，使第一、第二連接圓環(huán)11、21 的材料與其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子盤(pán)相同，使活動(dòng)圓環(huán)4材質(zhì)的密度更輕(從而應(yīng)力更小)，模量更大 (因而膨脹更小)，這樣就使得活動(dòng)圓環(huán)4的膨脹率比兩連接圓環(huán)11、12的膨脹率小很多，在 高速旋轉(zhuǎn)時(shí)它們之間配合起來(lái)的過(guò)盈量更大。需要說(shuō)明的是，此處關(guān)于材質(zhì)的選擇只是一 種優(yōu)選的實(shí)施方案，在實(shí)際使用時(shí)并不以此為限。綜上所述，本實(shí)用新型通過(guò)在兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)的對(duì)接處各設(shè)置一內(nèi)、外徑都相等的圓 環(huán)，兩圓環(huán)通過(guò)齒牙互相嚙合以實(shí)現(xiàn)周向連接定位，然后在兩圓環(huán)的外面套設(shè)一獨(dú)立于轉(zhuǎn) 子盤(pán)的活動(dòng)圓環(huán)以實(shí)現(xiàn)徑向定位，工作時(shí)，由于轉(zhuǎn)子盤(pán)上所受的應(yīng)力很大，帶動(dòng)兩圓環(huán)往外 膨脹，兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)上的圓環(huán)的外徑相等，故膨脹率相等，但由于活動(dòng)圓環(huán)的半徑小，質(zhì)量小， 所受的離心力較小，應(yīng)力也較小，所以膨脹量較小，這樣就從外面把兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)上的圓環(huán)緊 緊箍住，形成很大的過(guò)盈量，從而進(jìn)一步保證了兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)的同軸度和穩(wěn)定性。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳可行實(shí)施例，并非限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍， 凡運(yùn)用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作出的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù) 范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種盤(pán)式永磁電機(jī)或盤(pán)式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤(pán)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括第一轉(zhuǎn)子盤(pán) 和第二轉(zhuǎn)子盤(pán)，在第一轉(zhuǎn)子盤(pán)面對(duì)第二轉(zhuǎn)子盤(pán)一側(cè)設(shè)置一沿軸向伸出的與第一轉(zhuǎn)子盤(pán)同心 的第一連接圓環(huán)，在第二轉(zhuǎn)子盤(pán)面對(duì)第一轉(zhuǎn)子盤(pán)的一側(cè)設(shè)置一沿軸向伸出的與第二轉(zhuǎn)子盤(pán) 同心的第二連接圓環(huán)，所述第一連接圓環(huán)與所述第二連接圓環(huán)的內(nèi)徑、外徑和高度均相等， 且在第一連接圓環(huán)和第二連接圓環(huán)的對(duì)接面上分別設(shè)置有多道凹槽以形成多個(gè)齒牙，所述 第一連接圓環(huán)的齒牙插入所述第二連接圓環(huán)的凹槽內(nèi)使二者相互嚙合，形成一個(gè)完整的圓 環(huán)，在第一連接圓環(huán)和第二連接圓環(huán)對(duì)接后的外面套設(shè)一與第一、第二連接圓環(huán)過(guò)盈配合 的活動(dòng)圓環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的盤(pán)式永磁電機(jī)或盤(pán)式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤(pán)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述第一、第二連接圓環(huán)上的凹槽深度至少大于第一、第二連接圓環(huán)高度的一半。
3.如權(quán)利要求1所述的盤(pán)式永磁電機(jī)或盤(pán)式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤(pán)結(jié)構(gòu)，其特征在于，在 所述第一轉(zhuǎn)子盤(pán)和所述第二轉(zhuǎn)子盤(pán)遠(yuǎn)離彼此的外表面分別設(shè)置一轉(zhuǎn)軸，兩轉(zhuǎn)軸軸心在同一 直線上，且兩轉(zhuǎn)軸的軸心與第一、第二轉(zhuǎn)子盤(pán)的軸心重合。
4.如權(quán)利要求1所述的盤(pán)式永磁電機(jī)或盤(pán)式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤(pán)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述第一連接圓環(huán)的材質(zhì)與所述第二連接圓環(huán)的材質(zhì)相同。
5.如權(quán)利要求4所述的盤(pán)式永磁電機(jī)或盤(pán)式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤(pán)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述活動(dòng)圓環(huán)的材質(zhì)的密度小于第一、第二連接圓環(huán)的材質(zhì)密度。
6.如權(quán)利要求4所述的盤(pán)式永磁電機(jī)或盤(pán)式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤(pán)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述活動(dòng)圓環(huán)的材質(zhì)的彈性模量小于第一、第二連接圓環(huán)的材質(zhì)的彈性模量。
專利摘要一種盤(pán)式永磁電機(jī)或盤(pán)式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤(pán)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子盤(pán)包括第一轉(zhuǎn)子盤(pán)和第二轉(zhuǎn)子盤(pán)，在第一轉(zhuǎn)子盤(pán)面對(duì)第二轉(zhuǎn)子盤(pán)一側(cè)設(shè)置一沿軸向伸出的與第一轉(zhuǎn)子盤(pán)同心的第一連接圓環(huán)，在第二轉(zhuǎn)子盤(pán)面對(duì)第一轉(zhuǎn)子盤(pán)的一側(cè)設(shè)置一沿軸向伸出的與第二轉(zhuǎn)子盤(pán)同心的第二連接圓環(huán)，第一連接圓環(huán)與第二連接圓環(huán)的內(nèi)徑、外徑和高度均相等，且在第一連接圓環(huán)和第二連接圓環(huán)的對(duì)接面上分別設(shè)置有多道凹槽以形成多個(gè)齒牙，第一連接圓環(huán)的齒牙插入第二連接圓環(huán)的凹槽內(nèi)使二者相互嚙合，在第一連接圓環(huán)和第二連接圓環(huán)對(duì)接后的外徑上套設(shè)一與第一、第二連接圓環(huán)過(guò)盈配合的活動(dòng)圓環(huán)。該轉(zhuǎn)子盤(pán)結(jié)構(gòu)方便裝配和維修，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩轉(zhuǎn)子盤(pán)同軸度好，穩(wěn)定性高。
文檔編號(hào)H02K1/22GK201928169SQ20112003028
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
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