一種無軛閉口槽多盤式永磁電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無軛閉口槽多盤式永磁電機，其包括由轉(zhuǎn)軸、軸承、前端蓋、后端蓋以及機殼共同構(gòu)成的電機外殼、同轉(zhuǎn)軸固定的多個轉(zhuǎn)子以及位于相鄰轉(zhuǎn)子之間的多個定子，定子由兩個定子外齒、位于兩個定子外齒之間的定子內(nèi)齒、定子內(nèi)塞、定子外塞和繞組構(gòu)成無軛閉口槽結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子為組合式斜極結(jié)構(gòu)，包括沿軸向間隔分布且同軸的多個轉(zhuǎn)子盤以及貼合在轉(zhuǎn)子盤上的扇形永磁體，本發(fā)明提出的無軛閉口槽多盤式永磁電機，具有提高槽滿率、節(jié)約鐵心材料、提高轉(zhuǎn)矩品質(zhì)、提高轉(zhuǎn)矩密度和提高系統(tǒng)低速、輕載等整體運行效率的優(yōu)點。
【專利說明】-種無輛閉口槽多盤式永磁電機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電機【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種多盤式永磁電機。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)在電動車最顯著的特點為頻繁地起停、加減速，而不是運行在某一恒速下，基于 電動車的性能要求，要求其所用的電機系統(tǒng)具有較高的瞬時功率和功率密度，還應(yīng)有較高 的高低速綜合效率。軸向永磁電機由于其自身的特點非常適合電動汽車驅(qū)動場合，而多盤 式永磁電機能進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩密度和瞬時功率，也能通過繞組換接有效地解決驅(qū)動系統(tǒng)在 低速、低負(fù)載工況下效率低的問題。
[0003] 發(fā)明專利201210147618. 1公開了一種模塊化多盤式永磁無刷電動機，該電機內(nèi) 至少設(shè)置兩個定子動力模塊，采用扇-環(huán)混合式繞組、雙向斜極，實現(xiàn)模塊化控制。實用新 型專利200920189389. 3公布了一種電動車用多盤式永磁輪轂電機結(jié)構(gòu)，其特點在于由四 個兩兩相對的定子鐵心構(gòu)成的兩組定子，兩個單面轉(zhuǎn)子盤和一個雙面轉(zhuǎn)子盤組成轉(zhuǎn)子盤， 單面盤式轉(zhuǎn)子通過電機主軸固定在電機的兩頭，雙面轉(zhuǎn)子盤位于兩組定子的中間，雙面轉(zhuǎn) 子盤與單面轉(zhuǎn)子盤同軸固定。以上兩項專利均提出了一種多盤式永磁電機，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存 在定子鐵心軛部，材料利用率不夠高，對系統(tǒng)效率有一定的影響。
[0004] 此外，現(xiàn)有的多盤式永磁電機的齒槽轉(zhuǎn)矩一般由其中單盤電機所產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩 疊加而成，齒槽轉(zhuǎn)矩大，對電機運行的可靠性、控制定位精度等都帶來了不利的影響，并引 起振動、噪聲等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既能提高材料利用率，又能夠 提高轉(zhuǎn)矩品質(zhì)、轉(zhuǎn)矩密度和系統(tǒng)效率的無軛閉口槽多盤式永磁電機。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種無軛閉口槽多盤式永磁電機，包括同轉(zhuǎn)軸固 定的多個轉(zhuǎn)子、位于相鄰轉(zhuǎn)子之間的多個定子，以及由轉(zhuǎn)軸、軸承、前端蓋、后端蓋和機殼共 同構(gòu)成的電機外殼，其中，
[0007] 所述定子各自由定子外齒、定子內(nèi)齒、定子內(nèi)塞、定子外塞和繞組共同組成，其中 定子外齒的數(shù)量為2個，它們呈圓盤狀結(jié)構(gòu)且相互對置，并在其中心位置設(shè)有相互對準(zhǔn)的 軸孔；定子內(nèi)塞呈現(xiàn)直徑與所述軸孔相同的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，并沿著定子外齒的軸孔外緣聯(lián)接在 兩個定子外齒之間；定子外塞呈現(xiàn)直徑與定子外齒相同的且具有開口的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，并沿著 定子外齒的外緣聯(lián)接在兩個定子外齒之間，繞組則相應(yīng)纏繞在定子內(nèi)齒上；此外，在定子外 齒的圓盤狀結(jié)構(gòu)端面上，具有多個位于軸孔外緣與定子外齒外緣之間并沿著周向間隔設(shè)置 的內(nèi)齒槽，并在相鄰的內(nèi)齒槽之間加工有沿徑向排列的多個圓形通孔；定子內(nèi)齒則通過位 于其兩端且與內(nèi)齒槽相匹配的凸起嵌合在內(nèi)齒槽之間，由此保持聯(lián)接在定子外齒之間，形 成無軛閉口槽定子結(jié)構(gòu)；
[0008] 所述轉(zhuǎn)子為組合式斜極結(jié)構(gòu)，包括沿軸向間隔分布且同軸的多個轉(zhuǎn)子盤，這多個 轉(zhuǎn)子盤由靠近電機前端面的前端單面轉(zhuǎn)子盤、靠近電機后端面的后端單面轉(zhuǎn)子盤以及位于 兩者之間的多個雙面轉(zhuǎn)子盤共同組成，并且在所述前端單面轉(zhuǎn)子盤的內(nèi)側(cè)端面、所述后端 單面轉(zhuǎn)子盤的內(nèi)側(cè)端面，以及所有所述雙面轉(zhuǎn)子盤的內(nèi)外兩個端面上均設(shè)置有沿著周向均 勻間隔的多個扇形永磁體。
[0009] 作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述扇形永磁體與其所在的轉(zhuǎn)子盤同圓心，并且它的斜極角 度α滿足外，相鄰兩轉(zhuǎn)子H的扇形永磁體的軸向錯開角度0滿足 定子槽數(shù) 卩60尸'丨： 定子^數(shù)> 并且保i正相間隔一個轉(zhuǎn)子盤的兩轉(zhuǎn)子盤上的扇形永磁鐵軸向錯開角度為〇。 [0010] 作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述定子外齒采用電工磁鐵制作。
[0011] 作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述定子內(nèi)齒由軟磁復(fù)合材料經(jīng)粉末冶金的方法加工而成。
[0012] 總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有 益效果：
[0013] 1.無定子軛部結(jié)構(gòu)，定子直接由定子外齒和定子內(nèi)齒構(gòu)成，消除了定子軛部，定子 節(jié)省了鐵心材料，也減少了定子鐵耗，提高了電機轉(zhuǎn)矩密度和效率；
[0014] 2.定子為閉口槽結(jié)構(gòu)，定子槽內(nèi)結(jié)構(gòu)為兩塊定子外齒和定子內(nèi)齒組合而成，不存 在傳統(tǒng)中為了繞線而開的槽口，繞組直接繞在定子內(nèi)齒上，繞線簡單、槽滿率高，在簡化結(jié) 構(gòu)和降低工藝和的同時，也改善氣隙磁密，降低渦流損耗，大大地降低了齒槽轉(zhuǎn)矩和提高了 電機效率，而定子外齒由電工磁鐵構(gòu)成存在一系列小孔的片狀結(jié)構(gòu)，大小孔既減少了漏磁 效應(yīng)，又改善了電機的冷卻效果；
[0015] 3.轉(zhuǎn)子采用組合式斜極結(jié)構(gòu)，通過多層永磁體不同的斜極方向和軸向相對位置關(guān) 系組合而成，既改善氣隙磁密，降低齒槽轉(zhuǎn)矩，同時提高反電勢的正弦度，進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)矩 脈動。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明無軛閉口槽多盤式永磁電機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明無軛閉口槽多盤式永磁電機的定子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖3為本發(fā)明無軛閉口槽多盤式永磁電機的定子剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明無軛閉口槽多盤式永磁電機的定子外齒示意圖；
[0020] 圖5為本發(fā)明無軛閉口槽多盤式永磁電機的定子內(nèi)齒示意圖；
[0021] 圖6為本發(fā)明無軛閉口槽多盤式永磁電機的定子外塞示意圖；
[0022] 圖7為本發(fā)明無軛閉口槽多盤式永磁電機中的定子內(nèi)塞示意圖；
[0023] 圖8為本發(fā)明無軛閉口槽多盤式永磁電機中的永磁體組合式斜極整體示意圖；
[0024] 圖9為本發(fā)明無軛閉口槽多盤式永磁電機中的永磁體組合式斜極局部示意圖。
[0025] 在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中：
[0026] 1 -轉(zhuǎn)軸、2 -前端蓋、3 -前端單面轉(zhuǎn)子盤、4 一機殼、5 -定子固鍵、6 -第二個定 子、7 -定子外塞、8 -定子外齒、9 一扇形永磁體、10 -后端單面轉(zhuǎn)子盤、11 一后端蓋、12 - 定子內(nèi)塞、13 -傳感器磁環(huán)、14 一軸承、15 -雙面轉(zhuǎn)子盤、16 -第一定子、17 -定子內(nèi)齒、 18-圓形通孔、19-內(nèi)齒槽、20-螺孔、21-出線孔、22-出氣孔、23-繞組

【具體實施方式】
[0027] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要 彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0028] 如圖1所示，無軛閉口槽多盤式永磁電機包括由轉(zhuǎn)軸1、軸承14、前端蓋2、后端蓋 11以及機殼4共同構(gòu)成的電機外殼、同轉(zhuǎn)軸間隔設(shè)置的三個轉(zhuǎn)子盤3、10、15以及位于相鄰 兩轉(zhuǎn)子之間的兩個盤式定子6、16,定子通過定子固鍵5固定在機殼4上，定子固鍵5固定在 機殼4中心位置，永磁體9粘結(jié)在轉(zhuǎn)子盤3、10、15上，構(gòu)成主磁極，傳感器磁環(huán)13固定在后 端蓋11上。
[0029] 如圖2所示，定子6由兩個定子外齒8、位于兩個定子外齒8之間的定子內(nèi)齒17、 定子內(nèi)塞12、定子外塞7和繞組23共同組成，其中定子外齒8的數(shù)量為2個，它們呈圓盤狀 結(jié)構(gòu)且相互對置，并在其中心位置設(shè)有相互對準(zhǔn)的軸孔；定子內(nèi)塞12呈現(xiàn)直徑與所述軸孔 相同的環(huán)狀結(jié)構(gòu)（如圖7所示），并沿著定子外齒8的軸孔外緣聯(lián)接在兩個定子外齒8之 間；定子外塞17呈現(xiàn)直徑與定子外齒8相同的且具有開口的環(huán)狀結(jié)構(gòu)（如圖6所示），并 沿著定子外齒8的外緣聯(lián)接在兩個定子外齒8之間，繞組23則相應(yīng)纏繞在定子內(nèi)齒17上； 定子內(nèi)塞12、定子外塞7與定子外齒8通過螺孔20用螺絲固定，各個盤式定子的各相繞組 獨立引出。
[0030] 如圖4所示，在定子外齒8的圓盤狀結(jié)構(gòu)端面上，具有多個位于軸孔外緣與定子外 齒8外緣之間并沿著周向間隔設(shè)置的內(nèi)齒槽19,并在相鄰的內(nèi)齒槽19之間加工有沿徑向排 列的四個由電工磁鐵構(gòu)成的圓形通孔18 ;定子內(nèi)齒17則通過位于其兩端且與內(nèi)齒槽相匹 配的凸起嵌合在內(nèi)齒槽19之間，由此保持聯(lián)接在定子外齒8之間，形成無軛閉口槽定子結(jié) 構(gòu)。定子內(nèi)齒結(jié)構(gòu)如圖5所示。
[0031] 如圖8所示，轉(zhuǎn)子為組合式斜極結(jié)構(gòu)，包括沿軸向間隔分布且同軸的多個轉(zhuǎn)子盤， 這多個轉(zhuǎn)子盤由靠近電機前端面的前端單面轉(zhuǎn)子盤3、靠近電機后端面的后端單面轉(zhuǎn)子盤 10以及位于兩者之間的雙面轉(zhuǎn)子盤15共同組成，并且在前端單面轉(zhuǎn)子盤3的內(nèi)側(cè)端面、后 端單面轉(zhuǎn)子盤10的內(nèi)側(cè)端面，以及雙面轉(zhuǎn)子盤15的內(nèi)外兩個端面上均設(shè)置有沿著周向均 勻間隔的多個扇形永磁體9,扇形永磁體與其所在的轉(zhuǎn)子盤同圓心，并且它的斜極角度α

【權(quán)利要求】
1. 一種無軛閉口槽多盤式永磁電機，包括同轉(zhuǎn)軸固定的多個轉(zhuǎn)子、位于相鄰轉(zhuǎn)子之間 的多個定子，以及由轉(zhuǎn)軸（1)、軸承（14)、前端蓋（2)、后端蓋（11)和機殼（4)共同構(gòu)成的電 機外殼，其特征在于， 所述定子各自由定子外齒（8)、定子內(nèi)齒（17)、定子內(nèi)塞（12)、定子外塞（7)和繞組 (23)共同組成，其中定子外齒（8)的數(shù)量為2個，它們呈圓盤狀結(jié)構(gòu)且相互對置，并在其中 心位置設(shè)有相互對準(zhǔn)的軸孔；定子內(nèi)塞（12)呈現(xiàn)直徑與所述軸孔相同的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，并沿著 定子外齒（8)的軸孔外緣聯(lián)接在兩個定子外齒（8)之間；定子外塞（17)呈現(xiàn)直徑與定子外 齒（8)相同的且具有開口的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，并沿著定子外齒（8)的外緣聯(lián)接在兩個定子外齒（8) 之間，繞組（23)則相應(yīng)纏繞在定子內(nèi)齒（17)上；此外，在定子外齒（8)的圓盤狀結(jié)構(gòu)端面 上，具有多個位于軸孔外緣與定子外齒（8)外緣之間且沿著周向間隔設(shè)置的內(nèi)齒槽（19)， 并在相鄰的內(nèi)齒槽（19)之間加工有沿徑向排列的多個圓形通孔（18);定子內(nèi)齒（17)則通 過其兩端的凸起嵌合在內(nèi)齒槽（19)之間，由此保持聯(lián)接在定子外齒（8)之間，形成無軛閉 口槽定子結(jié)構(gòu)； 所述轉(zhuǎn)子為組合式斜極結(jié)構(gòu)，包括沿軸向間隔分布且同軸的多個轉(zhuǎn)子盤，這多個轉(zhuǎn)子 盤由靠近電機前端面的前端單面轉(zhuǎn)子盤（3)、靠近電機后端面的后端單面轉(zhuǎn)子盤（10)以及 位于兩者之間的多個雙面轉(zhuǎn)子盤（15)共同組成，并且在所述前端單面轉(zhuǎn)子盤（3)的內(nèi)側(cè)端 面、所述后端單面轉(zhuǎn)子盤的內(nèi)側(cè)端面，以及所有所述雙面轉(zhuǎn)子盤（15)的內(nèi)外兩個端面上均 設(shè)置有沿著周向均勻間隔的多個扇形永磁體（9)。
2. 如權(quán)利要求1所述的無軛閉口槽多盤式永磁電機，其特征在于，所述扇形永磁體與 其所在的轉(zhuǎn)子盤同圓心，并且它的斜極角度α滿足;此外，相鄰兩轉(zhuǎn)子盤上 疋于糟數(shù) 的扇形永磁體的軸向錯開角度β滿足，并且保證相間隔一個轉(zhuǎn)子盤的兩轉(zhuǎn) 疋子槽數(shù) 子盤上的扇形永磁鐵軸向錯開角度為0。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的無軛閉口槽多盤式永磁電機，其特征在于，所述定子外齒采 用電工磁鐵制作。
4. 如權(quán)利要求1-3所述的無軛閉口槽多盤式永磁電機，其特征在于，所述定子內(nèi)齒由 軟磁復(fù)合材料經(jīng)粉末冶金的方法加工而成。
【文檔編號】H02K16/00GK104113171SQ201410285959
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】楊凱, 魏續(xù)彪, 謝鴻欽 申請人:華中科技大學(xué)