CN107800245B - 一种水冷软磁复合材料盘式电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用软磁复合材料作为定子的盘式电机，涉及电机技术领域，该电机包括转子、固定轴、轴承和定子；电机采用固定轴，电机定子位于一对转子盘的中间，转子盘可绕电机固定轴旋转，转子与固定轴之间由轴承连接；定子包括定子铁芯模块、线圈绕组、固定环、固定卡箍；定子铁芯模块由软磁复合材料制成的一种截面为梯形的柱状模块，线圈绕组直接卷绕在定子铁芯模块上，若干个定子铁芯模块按圆周排列成圆环状，并在圆环外圈和内圈用固定环固定，并通过固定卡箍和螺栓将固定环卡扣在定子铁芯模块上，使定子铁芯模块组成的圆环成为一个稳定、牢固的整体。本发明电机采用水冷却，结构简单，重量轻，效率高，冷却效果好，适合机械化大批量生产。

Description

一种水冷软磁复合材料盘式电机
技术领域
本发明涉及一种电机技术领域，尤其涉及一种水冷软磁复合材料盘式电机。
背景技术
目前，盘式电机的定子包括定子铁芯和线圈绕组，一般定子铁芯采用硅钢片卷绕成圆盘状，在圆盘的一个端面上开槽放置线圈，这种电机定子结构简单、效率较高，但是定子铁芯加工的工艺复杂，加工周期长，而且当电机转速较高时，硅钢片的铁磁损耗很大，严重影响电机的效率。因此，为了进一步减小电机的铁心损耗，定子可采用无铁芯的结构，直接由定子线圈卷绕放置呈圆盘结构，此种电机虽然没有了定子铁芯的损耗，但是由于定子为空心线圈，电机的气隙较大，磁场的漏磁也比较大，而且空心线圈的电涡流损耗也比较大，并不利于设计成高速、高效率电机。软磁复合材料是一种导磁性能好，高频损耗小的电工材料，这为开发设计高速、高效的盘式电机提供了有效途径。
发明内容
为克服上述问题，本发明提供一种采用软磁复合材料作为定子的盘式电机，通过对电机定子结构的设计，使得该电机采用水冷却，结构简单，重量轻，效率高，冷却效果好，适合机械化大批量生产。
一种水冷软磁复合材料盘式电机，包括转子、固定轴、轴承和定子；所述定子置于一对转子中间，转子绕固定轴旋转，转子与固定轴通过轴承连接；所述定子包括定子铁芯模块、线圈绕组、固定环、冷却水嘴和固定卡箍；定子铁芯模块是由软磁复合材料压铸成型，定子铁芯模块截面为梯形的柱体模块，该柱体模块的四个角为圆角，数个定子铁芯模块按照圆周排列成圆环状结构，线圈绕组直接卷绕在定子铁芯模块上；通过固定卡箍将固定环卡扣在定子铁芯模块上。
进一步的，所述固定环包括内圈固定环和外圈固定环；且数个定子铁芯模块按照圆周排列成圆环状结构的内圈和外圈分别用内圈固定环和外圈固定环固定。
进一步的，所述内圈固定环和外圈固定环均为空心的金属管。
进一步的，所述内圈固定环和外圈固定环两端均分别连接进水嘴和出水嘴。
进一步的，所述固定卡箍的结构为Ω形状。
进一步的，所述定子上设置有冷却水嘴；定子外圆周的冷却水嘴通过定子机壳引出来，定子内圆周的冷却水嘴通过电机轴引出来。
进一步的，所述固定卡箍采用不导磁材料如铜或者塑料。
进一步的，所述内圈固定环和外圈固定环均为两个。
有益效果：
1.定子铁芯模块是由软磁复合材料压铸成型，软磁复合材料是一种导磁性能好，高频损耗小的电工材料，这为开发设计高速、高效的盘式电机提供了有效途径。
2.固定环为空心的金属管，每个固定环的两端分别连接进水嘴和出水嘴，冷却水通过进水嘴流入固定环，再从出水嘴流出，不断循环，对软磁复合材料定子进行冷却。定子外圆周的冷却水嘴通过定子机壳引出来，定子内圆周的冷却水嘴通过电机轴引出来。
3.通过对电机定子结构的设计，使得该电机采用水冷却，结构简单，重量轻，效率高，冷却效果好，适合机械化大批量生产。
附图说明
图1为本发明水冷软磁复合材料盘式电机的结构示意图；
图2为本发明水冷软磁复合材料盘式电机中的定子结构示意图。
附图标记如下：
1-转子；2-固定轴；3-轴承；4-定子铁芯模块；5-固定环；6-冷却水嘴；7-固定卡箍；8-线圈绕组；9-外圈固定环；10-内圈固定环；11-螺栓。
具体实施方式
为对本发明做进一步的了解下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步描述：
结合附图1为本发明水冷软磁复合材料盘式电机的结构示意图，水冷软磁复合材料盘式电机包括转子1、固定轴2、轴承3、定子铁芯模块4、固定环5、定子、冷却水嘴6和固定卡箍7；本发明电机的定子包括定子铁芯模块4，线圈绕组8、固定环5、冷却水嘴6和固定卡箍7；定子铁芯模块4是由软磁复合材料压铸成型，其外形特征是截面为梯形的柱体模块，柱体的四个角为圆角，线圈绕组8直接卷绕在定子铁芯模块4上；若干个定子铁芯模块4按照圆周排列成圆环状，并在该圆环状结构的内圈和外圈用固定环5固定，具体上来说，该圆环状结构的内圈和外圈分别用内圈固定环10和外圈固定环9固定，其中内圈固定环10和外圈固定环9各有两个，分别位于定子铁芯模块4的上部和下部，用固定卡箍7将固定环5卡扣在定子铁芯模块4上，并在固定卡箍7的两个脚上用螺栓11固定，使定子铁芯模块4组成的定子成为一个稳定、牢固的整体，即本发明电机的定子。
其中，固定环5为空心的金属管，固定环5包括内圈固定环10和外圈固定环9；内圈固定环10和外圈固定环9的两端均分别连接进水嘴和出水嘴，冷却水通过进水嘴流入固定环5，再从出水嘴流出，不断循环，对软磁复合材料定子进行冷却；定子外圆周的冷却水嘴6通过定子机壳引出来，定子内圆周的冷却水嘴6通过电机轴引出来。
本发明水冷软磁复合材料盘式电机采用固定轴2，电机的定子位于一对转子1的中间，转子1可绕电机的固定轴2旋转，转子1与固定轴2之间通过轴承3连接。
结合附图2为本发明软磁复合材料盘式电机定子，包括定子铁芯模块4、线圈绕组8、外圈固定环9、内圈固定环10、螺栓11和固定卡箍7；固定卡箍7的结构为Ω形状，材质采用不导磁材料如：铜或者塑料等，在固定卡箍7的两个脚上用螺栓11将固定环5紧固在定子铁芯模块4上；通过固定卡箍7和螺栓11将内圈固定环10、外圈固定环9和定子铁芯模块4紧固连接，使若干个定子铁芯模块4在内圈固定环10和外圈固定环9紧固下组合成一个圆盘。其中，外圈固定环10和内圈固定环9各有两个，分别位于定子铁芯模块4的上部和下部，其特征为空心的金属管，每个固定环5的两端分别连接进水嘴和出水嘴，冷却水通过进水嘴流入固定环，再从出水嘴流出，不断循环，对软磁复合材料定子进行冷却，同时冷却线圈绕组2，提高电机的冷却效果，进一步提高电机效率。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种水冷软磁复合材料盘式电机，包括转子（1）、固定轴（2）、轴承（3）和定子；所述定子置于一对转子（1）中间，转子（1）绕固定轴（2）旋转，转子（1）与固定轴（2）通过轴承（3）连接；其特征在于，所述定子包括定子铁芯模块（4）、线圈绕组（8）、固定环（5）、冷却水嘴（6）和固定卡箍（7）；定子铁芯模块（4）是由软磁复合材料压铸成型，定子铁芯模块（4）截面为梯形的柱体模块，该柱体模块的四个角为圆角，数个定子铁芯模块（4）按照圆周排列成圆环状结构，线圈绕组（8）直接卷绕在定子铁芯模块（4）上；通过固定卡箍（7）将固定环（5）卡扣在定子铁芯模块（4）上；所述固定环（5）包括内圈固定环（10）和外圈固定环（9）；且数个定子铁芯模块（4）按照圆周排列成圆环状结构的内圈和外圈分别用内圈固定环（10）和外圈固定环（9）固定；所述内圈固定环（10）和外圈固定环（9）均为空心的金属管；所述冷却水嘴（6）包括进水嘴和出水嘴，且内圈固定环（10）和外圈固定环（9）两端均分别连接进水嘴和出水嘴。
2.根据权利要求1所述的一种水冷软磁复合材料盘式电机，其特征在于，所述固定卡箍（7）的结构为Ω形状。
3.根据权利要求1所述的一种水冷软磁复合材料盘式电机，其特征在于，所述定子上设置有所述冷却水嘴（6）；定子外圆周的所述冷却水嘴（6）通过定子机壳引出来，定子内圆周的所述冷却水嘴（6）通过电机轴引出来。
4.根据权利要求2所述的一种水冷软磁复合材料盘式电机，其特征在于，所述固定卡箍（7）采用不导磁材料，该不导磁材料为铜或者塑料。
5.根据权利要求1所述的一种水冷软磁复合材料盘式电机，其特征在于，所述内圈固定环（10）和外圈固定环（9）均为两个。
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