CN108736597B - 一种分段铁芯以及盘式电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分段铁芯以及盘式电机，本发明中的分段铁芯采用所述SMC铁芯包覆在所述叠片铁芯的整个外部，不易加工的外形由易成形的SMC铁芯加工而成，叠片铁芯整体结构相对单一，因此，加工叠片铁芯的模具规格较少，且模具容易加工，降低了该分段铁芯的加工难度。且该分段铁芯的电磁性能比单纯使用SMC材料高，铁芯利用率比单纯使用叠片铁芯高。

Description

一种分段铁芯以及盘式电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，更具体地说，涉及一种分段铁芯以及盘式电机。

背景技术

盘式电机的盘式铁芯分为整体铁芯和分段铁芯。对于大多数的中间单定子的盘式电机结构，盘式铁芯都是采用分段铁芯。

目前，分段铁芯一般采用多种不同截面尺寸的硅钢片堆叠而成或者SMC一体成型的方法。采用多种不同截面尺寸的硅钢片叠压而成，较多规格的硅钢片种类导致需要较多规格的模具，增加了工艺难度；也有采用SMC一体成型的方法虽然容易成型，但是，SMC材料的电磁性能较差，磁导率不高同时损耗较大。

因此，如何降低分段铁芯的制造难度的基础上提高电磁性能，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是如何降低分段铁芯的制造难度的基础上提高电磁性能，为此，本发明提供了一种分段铁芯以及盘式电机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种分段铁芯，包括叠片铁芯和SMC铁芯，所述SMC铁芯经拼接包覆在所述叠片铁芯的外周，所述SMC铁芯经拼接安装在预制线圈内部，或者所述SMC铁芯直接缠绕线圈。

优选地，在上述分段铁芯中，所述SMC铁芯包括第一SMC铁芯和第二SMC铁芯，所述第一SMC铁芯和第二SMC铁芯通过拼接包覆在所述叠片铁芯的外周，所述第一SMC铁芯和第二SMC铁芯拼接后安装在预制线圈内部或者所述线圈直接缠绕在所述SMC铁芯外周。

优选地，在上述分段铁芯中，所述第一SMC铁芯包括SMC线棒和与所述叠片铁芯相适配的SMC内嵌槽，所述SMC内嵌槽为非贯穿结构或贯穿结构。

优选地，在上述分段铁芯中，所述SMC线棒背离所述SMC内嵌槽的一端设置有SMC极靴。

优选地，在上述分段铁芯中，所述SMC线棒靠近所述SMC内嵌槽的一端设置有与所述第二SMC铁芯相适配的第一定位凸起和/或第一定位孔。

优选地，在上述分段铁芯中，所述SMC线棒设置所述SMC内嵌槽的一端设置有与所述第二SMC铁芯相适配的第二定位凸起和/或第二定位孔。

优选地，在上述分段铁芯中，当同时设置有所述第一定位凸起和所述第一定位孔时，所述第一定位凸起和所述第一定位孔对称设置，且，所述第一定位凸起的尺寸和所述第一定位孔的尺寸相适配；

当同时设置有所述第二定位凸起和所述第二定位孔时，所述第二定位凸起和所述第二定位孔对称设置，且，所述第二定位凸起的尺寸和所述第二定位孔的尺寸相适配。

优选地，在上述分段铁芯中，所述第二SMC铁芯与所述第一SMC铁芯的结构相同。

优选地，在上述分段铁芯中，所述叠片铁芯为由多个叠片叠压而成，所述叠片为硅钢片或非晶合金片。

优选地，在上述分段铁芯中，所述叠片铁芯由同一尺寸的叠片叠压而成，或者所述叠片铁芯由多段尺寸逐渐变小的叠片叠压而成。

本发明还公开了一种盘式电机，包括第一定子夹板、分段铁芯、定子内支撑、第二定子夹板和机壳，各个分段铁芯由所述第一定子夹板、所述第二定子夹板和定子内支撑固定在所述机壳内，所述分段铁芯为如上述任一项所述的分段铁芯。

从上述的技术方案可以看出，本发明中的分段铁芯采用所述SMC铁芯包覆在所述叠片铁芯的整个外部，不易加工的外形由易成形的SMC铁芯加工而成，叠片铁芯整体结构相对单一，因此，加工叠片铁芯的模具规格较少，且模具容易加工，降低了该分段铁芯的加工难度。且该分段铁芯的电磁性能比单纯使用SMC材料高，铁芯利用率比单纯使用叠片铁芯高。

另外，由于该SMC铁芯为拼接结构，因此，SMC铁芯经拼接安装在预制线圈内部，例如扁铜线预成型线圈。从而不需要进行缠绕，提高生产效率。或者，线圈直接缠绕在SMC铁芯外周。

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为本发明实施例所提供的一种分段铁芯的***结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种分段铁芯的拼接后的立体结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的第一SMC铁芯的立体结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的另一种分段铁芯的***结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的又一种分段铁芯的***结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的又一种分段铁芯的拼接后的立体结构示意图；

图7为本发明实施例所提供的又一种分段铁芯的***结构示意图；

图8为本发明实施例所提供的又一种分段铁芯的拼接后的立体结构示意图；

图9为本发明实施例所提供的一种盘式电机的立体结构示意图；

图10为本发明实施例所提供的一种盘式电机的***结构示意图。

其中，100为SMC铁芯、200为叠片铁芯、300为线圈、400为第一定子夹板、500为第二定子夹板、600为定子内支撑、700为机壳、101为第一SMC铁芯、102为第二SMC铁芯、1011为SMC线棒、1012为SMC内嵌槽、1013为SMC极靴、1014为第一定位凸起、1015为第一定位孔、1016为第二定位凸起、1017为第二定位孔。

具体实施方式

盘式电机：盘式电机也叫轴向磁场电机，其电机内部的磁场的方向是沿着轴向。由于轴向磁场电机一般都呈现扁平状，因此也叫盘式电机。

SMC：软磁复合材料，是通过一种由特殊绝缘材料包覆的铁粉经过压制而成的导磁铁芯，可以根据实际需求制造成灵活的形状。

为此，本发明的核心在于提供一种分段铁芯以及盘式电机，以降低分段铁芯的制造难度的基础上提高电磁性能。

此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

请参阅图1至图10，本发明实施例所公开的分段铁芯，包括叠片铁芯200和SMC铁芯100，SMC铁芯100经拼接包覆在叠片铁芯200的外周，SMC铁芯经拼接安装在预制线圈内部，或者线圈直接缠绕SMC铁芯外周。

本发明中的分段铁芯采用SMC铁芯100包覆在叠片铁芯200的整个外部，不易加工的外形由易成形的SMC铁芯100加工而成，叠片铁芯200整体结构相对单一，因此，加工叠片铁芯200的模具规格较少，且模具容易加工，降低了该分段铁芯的加工难度。且该分段铁芯的电磁性能比单纯使用SMC材料高，铁芯利用率比单纯使用叠片铁芯200高。

另外，由于该SMC铁芯100为拼接结构，因此，SMC铁芯100经拼接安装在预制线圈内部，例如扁铜线预成型线圈。从而不需要进行缠绕，提高生产效率。或者，线圈直接缠绕在SMC铁芯100外周。

需要说明的是，本发明实施例中，SMC铁芯100能够包覆叠片铁芯200的整个外部，叠片铁芯200全部位于SMC铁芯100的内部。SMC铁芯100包覆叠片铁芯200的外周，叠片铁芯200的两端并未包裹住。SMC铁芯100包覆叠片铁芯200的整个外周，或者部分外周，其中，包裹部分外周时，有一部分叠片铁芯200暴露在外，可集中一部分暴露在外，或者两端具有部分暴露在外。

SMC铁芯100包括第一SMC铁芯101和第二SMC铁芯102，第一SMC铁芯101和第二SMC铁芯102通过拼接包覆在叠片铁芯200的整个外部，第一SMC铁芯101和第二SMC铁芯102拼接安装在预制线圈300(例如扁铜线预成型线圈)内部或者所述线圈300直接缠绕在SMC铁芯100外周。其中，为了保证整个电磁性能，本发明实施例中SMC内嵌槽1012的形状与叠片铁芯200的形态相贴合，例如，SMC内嵌槽1012为矩形结构；或者SMC内嵌槽1012设置有多个台阶部。

其中第一SMC铁芯101和第二SMC铁芯102的结构相同，或者不同。以第一SMC铁芯101为例，第一SMC铁芯101包括SMC线棒1011和与叠片铁芯200相适配的SMC内嵌槽1012，SMC内嵌槽1012为非贯穿结构或者贯穿结构。第一SMC铁芯101和第二SMC铁芯102对接后，第一SMC铁芯101中的内嵌槽与第二SMC铁芯102中的内嵌槽对接，并拼接成整个叠片铁芯200的外形结构。

为了优化上述方案，SMC线棒1011背离SMC内嵌槽1012的一端设置有SMC极靴1013。为了使得第一SMC铁芯101和第二SMC铁芯102能够在正确位置对接，SMC线棒1011靠近SMC内嵌槽1012的一端设置有与第二SMC铁芯102相适配的第一定位凸起1014和/或第一定位孔1015。对接时，第一SMC铁芯101的第一定位凸起1014与第二SMC铁芯102的第一定位孔1015相配合，第一SMC铁芯101第一定位孔1015与第二SMC铁芯102的第一定位凸起1014相配合。

也就是说，第一SMC铁芯101可以只设置第一定位凸起1014和第一定位孔1015中的一个，也可以两个都设置，而第二SMC铁芯102设置对应的结构与之相配合即可。

进一步的，SMC线棒1011靠近SMC内嵌槽1012的一端设置有与第二SMC铁芯102相适配的第二定位凸起1016和/或第二定位孔1017。对接时，第一SMC铁芯101的第一定位凸起1014与第二SMC铁芯102的第二定位孔1017相配合，第一SMC铁芯101第二定位孔1017与第二SMC铁芯102的第二定位凸起1016相配合。

也就是说，第一SMC铁芯101可以只设置第二定位凸起1016和第二定位孔1017中的一个，也可以两个都设置，而第二SMC铁芯102设置对应的结构与之相配合即可。

为了进一步降低该分段铁芯的加工难度，本发明实施例中，第一定位凸起1014和第一定位孔1015对称设置，且，第一定位凸起1014的尺寸和第一定位孔1015的尺寸相适配；第二定位凸起1016和第二定位孔1017对称设置，且，第二定位凸起1016的尺寸和第二定位孔1017的尺寸相适配。如此设置，第一SMC铁芯101和第二SMC铁芯102结构相同，且可以使用同一个模具就能够加工第一SMC铁芯101和第二SMC铁芯102。

叠片铁芯200为由多个叠片叠压而成，叠片为硅钢片或非晶合金片。本发明实施例中的用于叠压叠片铁芯200的叠片的结构较为单纯，例如，为方便加工的矩形结构，同一尺寸的叠片，在叠压过程中能够形成矩形结构的叠片铁芯200。

另外，为了进一步提高整个分段铁芯的电磁性能，该叠片铁芯200可以为多段尺寸不同的叠片叠压而成，优选的，为了最大限度的与分段铁芯的外形(通常为梯形结构)相适配，不同尺寸的叠片的数量越多越好，但是考虑到加工难度，本发明实施例中，叠片铁芯200由三段尺寸逐渐变小的叠片叠压而成，其中每段中叠片的尺寸相同，相邻的段的尺寸不同。

本发明还公开了一种盘式电机，包括第一定子夹板400、分段铁芯、定子内支撑600、第二定子夹板500和机壳700，各个分段铁芯由第一定子夹板400、第二定子夹板500和定子内支撑600固定在机壳700内，分段铁芯为如上述中任一项的分段铁芯。由于上述分段铁芯具有以上优点，包括上述分段铁芯的盘式电机也具有相应的效果，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种盘式电机分段铁芯，其特征在于，包括叠片铁芯和SMC铁芯，所述SMC铁芯经拼接包覆在所述叠片铁芯的整个外周，所述SMC铁芯经拼接安装在预制线圈内部，或者线圈直接缠绕所述SMC铁芯外周；所述SMC铁芯包括第一SMC铁芯和第二SMC铁芯，所述第一SMC铁芯和第二SMC铁芯通过拼接包覆在所述叠片铁芯的整个外周，所述第一SMC铁芯和第二SMC铁芯拼接后安装在预制线圈内部或者所述线圈直接缠绕在所述SMC铁芯外周；所述第一SMC铁芯包括SMC线棒和与所述叠片铁芯相适配的SMC内嵌槽，所述SMC内嵌槽为非贯穿结构，所述SMC内嵌槽为矩形结构或者设置有多个台阶部；所述叠片铁芯为由多个同一尺寸的矩形结构叠片叠压而成或者所述叠片铁芯为多段尺寸不同的矩形结构叠片叠压而成。

2.如权利要求1所述的盘式电机分段铁芯，其特征在于，所述SMC线棒背离所述SMC内嵌槽的一端设置有SMC极靴。

3.如权利要求2所述的盘式电机分段铁芯，其特征在于，所述SMC线棒靠近所述SMC内嵌槽的一端设置有与所述第二SMC铁芯相适配的第一定位凸起和/或第一定位孔。

4.如权利要求3所述的盘式电机分段铁芯，其特征在于，所述SMC线棒设置所述SMC内嵌槽的一端设置有与所述第二SMC铁芯相适配的第二定位凸起和/或第二定位孔。

5.如权利要求4所述的盘式电机分段铁芯，其特征在于，当同时设置有所述第一定位凸起和所述第一定位孔时，所述第一定位凸起和所述第一定位孔对称设置，且，所述第一定位凸起的尺寸和所述第一定位孔的尺寸相适配；

当同时设置有所述第二定位凸起和所述第二定位孔时，所述第二定位凸起和所述第二定位孔对称设置，且，所述第二定位凸起的尺寸和所述第二定位孔的尺寸相适配。

6.如权利要求5所述的盘式电机分段铁芯，其特征在于，所述第二SMC铁芯与所述第一SMC铁芯的结构相同。

7.一种盘式电机，包括第一定子夹板、分段铁芯、定子内支撑、第二定子夹板和机壳，各个分段铁芯由所述第一定子夹板、所述第二定子夹板和定子内支撑固定在所述机壳内，其特征在于，所述分段铁芯为如权利要求1至6中任一项所述的分段铁芯。

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