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CN112953043A - 一种定子组件、转子组件及中心盘轴芯双转子电机 - Google Patents

一种定子组件、转子组件及中心盘轴芯双转子电机 Download PDF

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CN112953043A CN202110360973.6A CN202110360973A CN112953043A CN 112953043 A CN112953043 A CN 112953043A CN 202110360973 A CN202110360973 A CN 202110360973A CN 112953043 A CN112953043 A CN 112953043A
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Abstract

本发明提供了一种定子组件、转子组件及中心盘轴芯双转子电机，涉及电机及电机部件技术领域，解决了现有技术中存在的现有电机使用效果较差的技术问题，定子组件包括定子载体和绕组芯体，定子载体端面上贯穿设置有通槽，绕组芯体设置在通槽内；转子组件包括壳体、磁板和永磁体，磁板和永磁体依次设置在壳体内侧；中心盘轴芯双转子电机包括传动轴、定子组件和转子组件，定子组件设置在传动轴上，传动轴能相对于定子组件转动，传动轴上位于定子组件的两侧均固定设置有转子组件；本发明整体采用双转子结构，通过特定结构的定子组件的转子组件，拥有高效率、高功率、大扭矩、低损耗、质量轻以及散热好等有益效果。

Description

一种定子组件、转子组件及中心盘轴芯双转子电机
技术领域
本发明涉及电机及电机部件技术领域，具体涉及一种定子组件、转子组件及中心盘轴芯双转子电机。
背景技术
电机的应用相对广泛，一些热门应用领域，特殊工业以及近年来新能源市场的快速发展，对电机的技术要求越来越高、体积小、重量轻、高效率、高功率、负载强、散热好、低损耗是电机未来发展的必备条件。
电机自发明以来至今已演变成多种功能、结构及形状，但其都只有一个机械端口。为了更好的利用电机空间，提高电机功率，近年来有人提出了双转子电机的概念，但也只是传统电机技术的整合，构造成拥有两个机械端口的双转子电机，因其各不相同的功能结构，往往存在着制造工艺和控制复杂，能效比低，散热差等诸多问题，一直未被应用。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种定子组件，以解决现有技术中存在的现有电机采用传统定子效率较低的技术问题；本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果(绕组芯体包括定子铁芯和绕线组，定子铁芯与通槽相适配，定子铁芯对绕线组无空间上的限制，可以更好的选择绕组导线和利用整体空间，使电机结构更加紧凑；定子铁芯采用取向硅钢片，具有更低的铁损和更高的磁导率和磁饱和；绕线组设置为铜箔绕组，铜箔具有更低的电阻，无高频趋肤效应，可通过更大电流，具有更好的热传导性能，使电机温升更低，有效提高电机效率、转速和散热效果；第一安装孔上设置有轴承壳体，轴承壳体安装有轴承，不但相对于电机传动轴能够实现二者之间的相对转动，而且驱动控制简单，安装牢固等)；详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种定子组件，包括定子载体和绕组芯体，其中：所述定子载体设置有第一安装孔，用于安装在传动轴上；所述定子载体的端面上轴向贯穿设置有通槽，所述绕组芯体设置在所述通槽内。
优选地，所述绕组芯体包括定子铁芯和绕线组，其中：所述定子铁芯与所述通槽相适配；所述绕线组绕设在所述定子铁芯上。
优选地，所述定子载体采用无取向硅钢片叠制而成；所述定子铁芯采用取向硅钢片叠制而成。
优选地，所述绕线组设置为铜箔绕组，所述铜箔绕组绕设在所述定子铁芯上。
优选地，所述定子载体包括轴承壳体，所述轴承壳体设置在所述第一安装孔的位置，所述轴承壳体内安装有轴承。
本发明提供的一种定子组件至少具有以下有益效果：
所述定子组件包括定子载体和绕组芯体，定子载体用于绕组芯体的安装，绕组芯体与定子载体相互配合，用于芯体的固定和增强电感磁场。
所述定子载体设置有第一安装孔，能够安装在电机传动轴上。
所述定子载体的端面上轴向贯穿设置有通槽，所述绕组芯体设置在所述通槽内，不但单个绕组芯体同时拥有两个机械端口，而且还能够起到防漏磁，集中磁力线的效果，有效增强电感磁力，减少电机定子厚度，以及简化驱动系统，同时绕组芯体完全置于通槽内，没有无做功铜损，进一步提高电机效率。
本发明的另一目的是提供一种转子组件，以解决现有技术中存在的现有电机永磁转子磁力强度较低，易退磁的技术问题；本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果(壳体采用航空铝材质，强度好，耐腐蚀性能好，加工性能好；磁板设置为铁板，防漏磁、集中磁力线效果显著；永磁体设置为钕磁铁，具有极高的磁能积和矫顽力，性价比高的同时具有良好的机械性能；壳体设置有导风槽，磁板设置有透气槽，散热效果显著等)；详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种转子组件，包括壳体、磁板和永磁体，其中：所述壳体设置有第二安装孔，用于安装在传动轴上；所述磁板和所述永磁体依次设置在所述壳体的内侧。
优选地，所述壳体采用航空铝材质；所述磁板设置为铁板；所述永磁体设置为钕磁铁。
优选地，所述壳体外侧设置有导风槽，所述导风槽的数量设置为多个，所有所述导风槽周向开设在所述壳体外壁上；所述磁板上设置有透气槽，所述透气槽的数量设置为多个，所有所述透气槽周向贯通设置在所述磁板上。
本发明提供的一种转子组件至少具有以下有益效果：
所述转子组件包括壳体、磁板和永磁体，壳体用于磁板和永磁体的安装。
所述壳体设置有第二安装孔，能够安装在电机传动轴上。
所述磁板和所述永磁体依次设置在所述壳体的内侧，永磁体转子配合定子组件在气隙中产生旋转磁场，磁板用于永磁体的磁回路，能够起到防漏磁和集中磁力线的作用，有效地增强了永磁体的磁力强度。
本发明的另一目的是提供一种中心盘轴芯双转子电机，以解决现有技术中存在的现有电机使用效果较差的技术问题；本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果(中心盘轴芯双转子电机包括散热组件，散热组件包括导热管和散热片，采用液冷和风冷，进一步提高电机的散热效果等)；详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种中心盘轴芯双转子电机，包括传动轴、所述定子组件和所述转子组件，其中：所述定子组件设置在所述传动轴上，所述传动轴能相对于所述定子组件转动；所述传动轴上位于所述定子组件的两侧均设置有所述转子组件，所述转子组件与所述传动轴同步转动。
优选地，所述中心盘轴芯双转子电机包括散热组件，所述散热组件包括导热管和散热片，其中：所述导热管环设在所述定子组件上；所述散热片的数量设置为多个，所有所述散热片相对于所述定子组件周向设置。
本发明提供的一种中心盘轴芯双转子电机至少具有以下有益效果：
所述中心盘轴芯双转子电机包括传动轴、定子组件和转子组件，所述定子组件设置在所述传动轴上，所述传动轴能相对于所述定子组件转动，所述传动轴上位于所述定子组件的两侧均设置有转子组件，所述转子组件与所述传动轴同步转动；整体电机采用单定子双转子结构，配合定子和转子的结构特征，拥有高效率、高功率、大扭矩、低损耗、质量轻等优点，同时散热效果显著，具有更广的发掘探索空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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是本发明定子组件安装状态示意图；
图2是本发明定子载体和绕线芯体结构示意图；
图3是本发明转子组件安装状态示意图；
图4是本发明转子壳体、磁板和永磁体结构示意图；
图5是本发明实施例3结构剖视示意图；
图6是本发明实施例3结构爆炸图；
图7是本发明实施例4结构剖视示意图；
图8是本发明实施例4结构爆炸图。
附图标记
1、定子组件；11、定子载体；111、通槽；112、第一安装孔；12、绕组芯体；121、定子铁芯；122、绕线组；131、轴承壳体；132、轴承；2、转子组件；21、壳体；211、导风槽；212、第二安装孔；22、磁板；221、透气槽；23、永磁体；3、传动轴；4、固定法兰；5、散热组件；51、导热管；52、散热片。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种定子组件1，如图1和图2所示，定子组件1包括定子载体11和绕组芯体12。
定子载体11沿其轴线贯穿设置有第一安装孔112，安装时，传动轴3穿过第一安装孔112。
定子载体11的端面上轴向贯穿设置有多个通槽111，所有通槽111相对于定子载体11的轴线周向均匀设置，绕组芯体12设置在通槽111内。
通过贯通设置的通槽111，不但使定子载体11包围绕组芯体12，而且同时形成左右两侧两个机械端口，提高电机功率与效率。绕组芯体12完全包围，没有无做功铜损，具有防漏磁和集中磁力线的效果，有效提高电感磁力。
作为可选地实施方式，如图1和图2所示，绕组芯体12包括定子铁芯121和绕线组122。
定子铁芯121与通槽111相适配，定子铁芯121的外壁周向环设有凹槽，绕线组122绕设在所述凹槽上。
包围式的绕组芯体12，满槽率可接近100％，有效提高磁通密度，电机效率更高，同时能够提高对外热导能力，进一步提高散热效果。
作为可选地实施方式，绕组芯体12通过导热强力胶粘接在通槽111内，在工作的过程中，定子组件1位于传动轴3的中部位置，其两侧均设置转子组件2，两个转子组件2其对应的永磁体均会产生牵引定子组件1的吸引力，左右两侧的吸引力处在一个较为平衡的点，因此，中部位置的定子组件1相当于无磁吸引力状态，所以无论永磁体的磁力强度有多高，其与中部位置的定子组件1做功的同时，对定子组件1的轴芯只有极小的机械应力，所以，通过胶粘的安装方式，丝毫不需要担心绕组芯体12的脱落问题。
作为可选地实施方式，如图1和图2所示，定子载体11采用无取向硅钢片叠制而成，定子载体11的外围周向设置有若干螺纹紧固件，螺纹紧固件穿过所有所述无取向硅钢片，以紧固所有所述无取向硅钢片，能够有效提高刚性。
所述无取向硅钢片设置为圆形，以使定子组件1整体为圆盘结构，其机械端口尺寸比例为1:1，磁极和槽极的比例可缩至最低，具有更好的磁势与电势，不仅能够降低齿槽间的转矩，还能减少电机的定位力矩，使磁阻与转动力矩可接近无铁芯电机的无磁阻状态，配合位于通槽111内的绕组芯体12，可以更好地利用整体空间，在提高电机功率和功率密度的同时，电机的振动更小，能够适用更高的技术要求，还有效地减少了电机启动时的电压和电流。
定子铁芯121采用取向硅钢片叠制而成，所述取向硅钢片在轧制方向比无取向硅钢片有着更低的铁损，更高的磁导率和磁饱和。
作为可选地实施方式，绕线组122设置为铜箔绕组，所述铜箔绕组绕设在定子铁芯121上；铜箔具有更低的电阻，无高频电流的趋肤效应，可通过更大的电流，具有更好的热传导能力，有效提高电机的功率、转速和散热。
作为可选地实施方式，如图1所示，定子载体11包括轴承壳体131和轴承132。
轴承壳体131包括内壳和固定板，所述内壳包括筒体部和设置在筒体部一侧的凸缘部，所述固定板与所述凸缘部形状相似，安装时，所述筒体部插设在第一安装孔112内，所述凸缘部和所述固定板分别位于定子载体11的两侧，并通过螺纹紧固件连接。
轴承132与所述筒体部的内腔相适配，轴承132设置在所述筒体部内。
实施例2：
本发明提供了一种转子组件2，如图3和图4所示，转子组件2整体设置为圆盘结构，转子组件2包括壳体21、磁板22和永磁体23，壳体21、磁板22和永磁体23通过螺纹紧固件连接。
壳体21沿其轴线贯穿设置有第二安装孔212，安装时，传动轴3穿过第二安装孔212。
磁板22和永磁体23依次设置在壳体21的内侧(转子组件2靠近定子组件1的一侧为内侧，远离定子组件1的一侧为外侧)，第二安装孔212贯穿磁板22，永磁体23的数量设置为多个，所有永磁体23相对于壳体21的轴线周向均匀设置。
作为可选地实施方式，壳体21采用航空铝材质，具有较高的强度，耐腐蚀性好，具有优良的加工性能和散热效果。
磁板22设置为铁板，用于磁铁的磁回路，能够起到防漏磁和集中磁力线的效果，有效增强磁铁的磁力强度。
永磁体23设置为钕磁铁，钕磁铁具有极高的磁能积和矫顽力，性能价格比高，具良好的机械特性。
作为可选地实施方式，如图4所示，壳体21外侧设置有导风槽211，导风槽211的数量设置为多个，所有导风槽211周向均匀开设在壳体21外壁上。
磁板22上设置有透气槽221，透气槽221设置为条形槽，透气槽221的数量设置为多个，所有透气槽221周向均匀贯通设置在磁板22上。
当转子组件2旋转时，通过导风槽211和透气槽221进行导风散热，能够有效提高电机长时间负载的能力，散热效果显著，能够有效避免因电机温度过高过热而导致的易退磁问题。
实施例3
实施例3建立在实施例1和实施例2的基础上：
本发明提供了一种中心盘轴芯双转子电机，如图5和图6所示，所述中心盘轴芯双转子电机包括传动轴3、定子组件1和转子组件2。
定子组件1通过轴承132设置在传动轴3的中部位置，传动轴3相对于定子组件1转动，传动轴3上设置有环形定位凸缘，定子组件1的一侧与所述环形定位凸缘相抵，另一侧设置有止环，固定牢固不易松脱。
传动轴3上位于定子组件1的两侧均设置有转子组件2，转子组件2通过固定法兰4固定安装传动轴3上，转子组件2和传动轴3同步转动。
实施例4
实施例4和实施例3的不同点在于：如图7和图8所示，所述中心盘轴芯双转子电机包括散热组件5，散热组件5包括导热管51和散热片52。
导热管51设置为导热铜管，所述导热铜管环设在定子组件1的外侧。
散热片52相对于定子组件1周向设置。
如图7所示，散热片52采用两个散热件对接安装而成，所述散热件包括内部的安装环和周向均匀设置在所述安装环外侧的片状件，所述片状件能增大换热面积，提高散热效果，所述安装环靠近定子组件1的一侧设置有沟槽，散热片52通过所述沟槽包覆在导热管51上。
通过导热管51和散热片52相互配合，将液冷与风冷相结合，电机散热效果显著。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种定子组件，其特征在于，包括定子载体和绕组芯体，其中：
所述定子载体设置有第一安装孔，用于安装在传动轴上；
所述定子载体的端面上轴向贯穿设置有通槽，所述绕组芯体设置在所述通槽内。
2.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述绕组芯体包括定子铁芯和绕线组，其中：
所述定子铁芯与所述通槽相适配；
所述绕线组绕设在所述定子铁芯上。
3.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于，所述定子载体采用无取向硅钢片叠制而成；
所述定子铁芯采用取向硅钢片叠制而成。
4.根据权利要求2所述的定子组件，其特征在于，所述绕线组设置为铜箔绕组，所述铜箔绕组绕设在所述定子铁芯上。
5.根据权利要求1所述的定子组件，其特征在于，所述定子载体包括轴承壳体，所述轴承壳体设置在所述第一安装孔的位置，所述轴承壳体内安装有轴承。
6.一种转子组件，其特征在于，包括壳体、磁板和永磁体，其中：
所述壳体设置有第二安装孔，用于安装在传动轴上；
所述磁板和所述永磁体依次设置在所述壳体的内侧。
7.根据权利要求6所述的转子组件，其特征在于，所述壳体采用航空铝材质；
所述磁板设置为铁板；
所述永磁体设置为钕磁铁。
8.根据权利要求6所述的转子组件，其特征在于，所述壳体外侧设置有导风槽，所述导风槽的数量设置为多个，所有所述导风槽周向开设在所述壳体外壁上；
所述磁板上设置有透气槽，所述透气槽的数量设置为多个，所有所述透气槽周向贯通设置在所述磁板上。
9.一种中心盘轴芯双转子电机，其特征在于，包括传动轴、权利要求1-5中任一项所述定子组件和权利要求6-8中任一项所述转子组件，其中：
所述定子组件设置在所述传动轴上，所述传动轴能相对于所述定子组件转动；
所述传动轴上位于所述定子组件的两侧均设置有所述转子组件，所述转子组件与所述传动轴同步转动。
10.根据权利要求9所述的中心盘轴芯双转子电机，其特征在于，所述中心盘轴芯双转子电机包括散热组件，所述散热组件包括导热管和散热片，其中：
所述导热管环设在所述定子组件上；
所有散热片相对于所述定子组件周向设置。
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