CN214506696U - 用于轴向磁通电机的转子盘组件及轴向磁通电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于轴向磁通电机的转子盘组件及轴向磁通电机，转子盘组件包括：转子盘本体，所述转子盘本体设置有背离彼此的第一表面和第二表面；永磁体，所述永磁体设置于所述转子盘本体的第一表面；导风筋，所述导风筋设置于所述转子盘本体上且凸出于所述第二表面。根据本实用新型的转子盘组件上设置有多个导风筋，导风筋可以随转子盘组件转动并扰动气流，以对轴向磁通电机内的定子组件进行散热，使转子盘组件对定子组件进行散热，通过转子盘本体上所设置的导风筋的不同形式，减少了气动噪音，使电机的运行更加安静。

Description

用于轴向磁通电机的转子盘组件及轴向磁通电机

技术领域

本实用新型涉及电机领域，尤其是涉及一种用于轴向磁通电机的转子盘组件及轴向磁通电机。

背景技术

相关技术中，轴向磁通电机普遍功率密度较大，定子发热损耗的绝对值和发热密度，一般大于常用的内置式永磁同步电机。需要更为有效的散热设计，以充分发挥其性能。当前的轴向磁通电机在定子组件的外径一侧，使用一定轴向长度的水冷结构，对其进行冷却。而定子组件在制造过程中，其最终的径向外形尺寸的装配与制造公差一般较大。为填补定子组件成型后外径尺寸公差并可靠散热，需将定子组件与水冷结构内径表面留有一定间隙，而后使用导热胶灌铸，封闭并填充其间的空气缝隙，从而在定子外径一侧的单面，实现对定子的冷却，导热胶的导热系数往往较小并且径向体积厚，形成了较大的传热热阻，不利于水冷结构的传热。同时，轴向磁通电机在运行时，会随着转子盘的转动产生气动噪音，轴向磁通电机的噪音大。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种转子盘组件，该转子盘组件上设置有多个导风筋，导风筋可以随转子盘组件转动并扰动气流，以对轴向磁通电机内的定子组件进行散热，使转子盘组件对定子组件进行散热。

本实用新型还提出一种具有上述转子盘组件的轴向磁通电机。

根据本实用新型的用于轴向磁通电机的转子盘组件包括：转子盘本体，所述转子盘本体设置有背离彼此的第一表面和第二表面；永磁体，所述永磁体设置于所述转子盘本体的第一表面；导风筋，所述导风筋设置于所述转子盘本体上且凸出于所述第二表面。

根据本实用新型的转子盘组件，通过在转子盘本体上设置导风筋，使得轴向磁通电机内部的气流提高了在径向上的流速，以将转子和定子组件所产生的热量，快速散发至壳体，并与壳体中的具有水冷散热的低温表面进行热交换，提高了转子组件与壳体之间的换热效率，提升了轴向磁通电机的使用性能。

根据本实用新型的一个实施例，所述导风筋构造为多个且在所述转子盘本体的周向间隔布置且每个所述导风筋在所述转子盘的径向上延伸。

根据本实用新型的一个实施例，每个所述导风筋在远离所述转子盘的旋转中心的方向上朝向相反于所述转子盘旋转方向延伸。

根据本实用新型的一个实施例，多个所述导风筋包括第一导风筋和第二导风筋，所述第一导风筋的径向外端凸出于所述第二导风筋的径向外端。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一导风筋与所述第二导风筋均构造为多个且所述第一导风筋设置于相邻两个第二导风筋之间。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二表面构造为环形表面，所述第二表面上设置有多个在周向上间隔开的导风筋安装区，每个导风筋安装区内设置有多个所述第一导风筋和多个第二导风筋，相邻两个所述导风筋安装区之间的距离大于导风筋安装区内相邻两个导风筋之间的距离。

根据本实用新型的一个实施例，每个所述导风筋安装区内设置有多个第一导风筋和多个第二导风筋，多个所述第一导风筋与多个所述第二导风筋依次排布。

根据本实用新型的一个实施例，所述导风筋的径向外端面设置有在径向上凸出的扰流部。

根据本实用新型的一个实施例，所述导风筋轴向上的尺寸在远离所述转子盘转动中心的方向上逐渐增加。

下面简单描述根据本实用新型的轴向磁通电机。

根据本实用新型的轴向磁通电机设置有上述实施例的转子盘组件，由于根据本实用新型的轴向磁通电机设置有上述实施例的转子盘组件，因此该轴向磁通电机的散热效果好，提高了轴向磁通电机的性能，降低了轴向磁通电机的成本。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型的转子盘组件的结构示意图；

图2是根据本实用新型的转子盘组件在另一个视角下的示意图；

图3是根据本实用新型的转子盘组件的主视图；

图4是根据本实用新型的导风筋的延伸示意图。

附图标记：

转子盘组件1，

转子盘本体11，内圆部111，连接部112，外圆部113，第三导风筋114，连通孔115，导风筋安装区116

永磁体12，导风筋13，第一导风筋131，第二导风筋132，扰流部133。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1-图4描述根据本实用新型实施例的转子盘组件1。

根据本实用新型的转子盘组件1包括转子盘本体11、永磁体12和导风筋13，转子盘本体11设置有背离彼此的第一表面和第二表面，其中第一表面构造为朝向轴向磁通电机的端盖，第二表面构造为朝向轴向磁通电机的定子组件，永磁体12设置在转子盘本体11的第一表面上，以使永磁体12可以在随转子盘本体11转动的而转动，以在定子组件的磁场中转动。

在第二表面上设置有导风筋13，导风筋13设置在转子本体上且凸出于转子盘本体11的第二表面，导风筋13可以随转子盘本体11的转动而转动，轴向磁通电机工作的过程中，利用导风筋13可以扰动壳体内部的气流，提高壳体内部气流的流动速率，同时减少了内部涡流的尺度及压力脉动程度，从而降低了启动噪音，提高了轴向磁通电机的散热性能。

相关技术中，轴向磁通电机普遍功率密度较大，定子发热损耗的绝对值和发热密度，一般大于常用的内置式永磁同步电机。需要更为有效的散热设计，以充分发挥其性能。当前的轴向磁通电机在定子组件的外径一侧，使用一定轴向长度的水冷结构，对其进行冷却。而定子组件在制造过程中，其最终的径向外形尺寸的装配与制造公差一般较大。为填补定子组件成型后外径尺寸公差并可靠散热，需将定子组件与水冷结构内径表面留有一定间隙，而后使用导热胶灌铸，封闭并填充其间的空气缝隙，从而在定子外径一侧的单面，实现对定子的冷却，导热胶的导热系数往往较小并且径向体积厚，形成了较大的传热热阻，不利于水冷结构的传热。

根据本实用新型的转子盘组件1，通过在转子盘本体11上设置导风筋13，使得轴向磁通电机内部的气流提高了在径向上的流速，以将转子和定子组件所产生的热量，快速散发至壳体，并与壳体中的具有水冷散热的低温表面进行热交换，提高了转子组件与壳体之间的换热效率，提升了轴向磁通电机的使用性能。

根据本实用新型的一个实施例，导风筋13构造为多个且在转子盘本体11的周向间隔布置且每个导风筋13在转子盘的径向上延伸。

将导风筋13构造为在转子盘本体11的周向间隔布置，可以使转子盘在转动过程中对壳体内部的气流均匀扰动，使壳体各个位置的气流流动的速度更加平衡，轴向磁通电机上各个位置的散热效果一致，避免局部过热，提高轴向磁通电机的性能。

根据本实用新型的一个实施例，每个导风筋13在远离转子盘的旋转中心的方向上朝向相反于转子盘本体11旋转方向延伸。当电机转轴朝第一方向转动，导风筋13的弯曲方向为朝向与第一方向相反的第二方向弯曲，将导风筋13构造为朝向与转子盘转动相反的方向弯曲，可以提高磁通电机的降噪效果。

在本实用新型的一个实施例，导风筋13可以构造为朝向与转子盘组件1的转动方向相同的方向弯曲，可以在一定程度上提高导风筋13对气流的扰动效果，提高轴向磁通电机的散热效率。

如图4所示，在本实用新型的一个实施例中，导风筋13在任意位置均与圆弧相切，导风筋13在逐渐远离转子盘的旋转中心的方向上与导风筋13相切的圆弧的半径逐渐减小。将导风筋13构造为多段圆弧相切形式组成连续曲线的线形，可以减少气流在径向离心加速过程中的分离提高气流的流通速度；同时能够有效改善导风筋13径向外端的涡流现象，降低了轴向磁通电机所产生的噪音。

其中，图4中所示的A-D点均为导风筋13141上的各个切点，而ρA、ρB、ρC、ρD为对应切点的切圆半径，A为导风筋13的径向末端，ρA、＜ρB、＜ρC、＜ρD。

根据本实用新型的一个实施例，多个导风筋13包括第一导风筋131和第二导风筋132，第一导风筋131的径向外端凸出于第二导风筋132的径向外端。可以理解为第一导风筋131和第二导风筋132的径向末端在长度上交错开设置，以使转子盘组件1在转动过程中可以令经过不同导风筋13之间的气流，不会同时到达转子盘组件1的径向外端，从而避免气流所产生的噪音叠加，可以进一步降低第一导风筋131和第二导风筋132在转动过程中所产生的噪音，提升轴向磁通电机的实用性能。

根据本实用新型的一个实施例，多个导风筋13包括第一导风筋131和第二导风筋132，第一导风筋131和第二导风筋132均为多个且第一导风筋131设置于相邻两个第二导风筋132之间，第一导风筋131和第二导风筋132间隔设置，将第一导风筋131和第二导风筋132彼此间隔布且密集布置，可以确保转子盘组件1可以充分对轴向磁通电机内的气流进行扰动，增加了转子盘对轴向磁通电机内部气流的扰动效果，提高了轴向磁通电机的性能。

根据本实用新型的一个实施例，第二表面构造为环形表面，第二表面上设置有多个在周向上间隔开的导风筋安装区116，每个导风筋安装区116内设置有多个第一导风筋131和多个第二导风筋132，相邻两个导风筋安装区116之间的距离大于导风筋安装区116内相邻两个导风筋13之间的距离。

每个导风筋安装区116可以构造为扇形，每个导风筋安装区116内均设置有多个第一导风筋131和多个第二导风筋132，每个导风筋安装区116内设置有多个第一导风筋131和多个第二导风筋132，多个第一导风筋131与多个第二导风筋132依次排布。多个第一导风筋131可以依次排列，多个第二导风筋132依次排列，多个第一导风筋131与多个第二导风筋132等间距的布置在导风筋安装区116所占据的扇形区域内，而多个导风筋安装区116彼此间隔开以围绕在转子盘本体11的外周。

在一个导风筋安装区116内的相邻两个第一导风筋131或相邻两个第二导风筋132或相邻的第一导风筋131和第二导风筋132之间的间距相同，而相邻两个导风筋安装区116件之间的间距也相同，但相邻两个导风筋安装区116之间的间距大于每个导风筋安装区116内相邻两个筋条之间的间距。如此排布可以有助于简化导风筋13的布置形式，降低转子盘组件1的制造难度，利用所设置的导风筋安装区116可以减少导风筋13的布置数量，降低转子盘组件1的重量。

根据本实用新型的一个实施例，导风筋13的径向外端设置有在径向上凸出的扰流部133，扰流部133可以提高导风筋13径向外端的线速度，有助于增加末端气流的风压，扰流部133可以设置在导风筋13的自由端，通过对导风筋的单侧或双侧进行切边及切角处理，使得径向流过的气流在该处以非均匀且不同的方式甩出转子盘本体11的外圈，其可以将原本大尺度的少数涡流破碎为局部的小尺度涡流，从而降低了气流的压力脉动程度，以降低转子盘的启动噪音。

在本实用新型的一个实施例中，扰流部133的截面可以是垂直于电机轴轴向延伸的直线状。

在本实用新型的一个实施例中，扰流部133上可以设置有在轴向延伸的开槽，以将扰流部133的截面构造为A字形或V字形。

在本实用新型的一个实施例中，扰流部133可以构造为在远离所述转子盘的转动中心的方向上厚度逐渐减小，以在扰流部133上形成单侧倾斜切角，从而减少增加循环气流经过叶片末端的涡流尺度，实现降噪目的。

根据本实用新型的一个实施例，导风筋13轴向上的尺寸在远离转子盘转动中心的方向上逐渐增加。导风筋13在轴向上的尺寸可以为导风筋13在转子盘轴向上的厚度，或是理解为导风筋13在轴向上的尺寸为每个导风筋13的高度。而扰流部133设置在每个导风筋13的径向外端，扰流部133与导风筋13相连接的部分可以与导风筋13的最大高度保持一致。

通过将导风筋13轴向上的尺寸在远离转子盘转动中心的方向上逐渐增加。导风筋13的轴向高度在径向向外的方向上逐渐增加，从而在气流靠近转子盘组件1圆心一侧，速度与压力较低处，使用较小的叶片，从而降低摩擦损失，提升轴向磁通电机的效率，在靠近外径一侧采用较为高大的叶片，从而充分利用外圈线速度较高的特点，增大对气流的增压作用。

在本实用新型的一个实施例中，转子盘本体11包括内圆部111、连接部112和外圆部113，内圆部111的内周沿与电机轴固定，连接部112的内周沿与内圆部111的外周沿连接且设置有连通孔115，外圆部113的内周沿与连接部112的外周相连且与定子组件正对，外圆部113与内圆部111在轴向上交错布置，导风筋设置于外圆部113；其中，连接部112上设置有在轴向上延伸的第三导风筋114。

内圆部111用于与电机轴固定，内圆部111上设置有用于与电机轴配合的电机轴安装孔，紧固件穿过电机轴安装孔将转子盘本体11与电机轴固定；连接部112设置在内圆部111的外周，且至少部分在轴向上延伸，连通孔115可以在厚度方向贯通连接部112，以使在第一间隙与第二间隙在径向的内端连通，从而保证气流能够循环流动；外圆部113设置在连接部112的径向外端，并朝向远离转子盘本体11旋转中心的方向展开，在连接部112朝向转子组件的一侧可以设置有永磁体12。

转子盘本体11中设置内圆部111、连接部112和外圆部113以将转子盘本体11的截面构造为“Z”型，从而使转子盘本体11与壳体以及定子组件之间形成适于气流循环的循环空腔，提高了气流循环的流动速率，提升了轴向磁通电机的散热效果。

如图2所示，在连接部112上设置第三导风筋114，第三导风筋114可以设置于连接部112朝向转子盘本体11旋转中心的表面，第三导风筋114可以随转子盘本体11的转动，在转子盘本体11靠近圆心附近产生一定的负压，从而使气流能够快速从第二间隙通过连通孔115进入到第三间隙中。加快了气流的流通速率。

根据本实用新型的一个实施例，连通孔115构造为多个且在连接部112的周向上间隔布置，第三导风筋114设置于相邻的两个连通孔115之间，通过将第三导风筋114降间隔设置在相邻的两个连通孔115之间，可以进一步对经过连通孔115后的气流进行扰动，提高气流的流动速率。

在本实用新型的一些实施例中，连通孔115可以构造为矩形孔，以提高连通孔115的面积，增加气流的流量。在另一些实施例中，连通孔115可以构造为圆孔，可以降低对转子盘本体11的加工难度，降低制造成本。

下面简单描述根据本实用新型的轴向磁通电机。

根据本实用新型的轴向磁通电机设置有上述实施例的转子盘组件1，由于根据本实用新型的轴向磁通电机设置有上述实施例的转子盘组件1，因此该轴向磁通电机的散热效果好并且运行噪音低、运行平稳，提高了轴向磁通电机的性能。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于轴向磁通电机的转子盘组件(1)，其特征在于，包括：

转子盘本体(11)，所述转子盘本体(11)设置有背离彼此的第一表面和第二表面；

永磁体(12)，所述永磁体(12)设置于所述转子盘本体(11)的第一表面；

导风筋(13)，所述导风筋(13)设置于所述转子盘本体(11)上且凸出于所述第二表面。

2.根据权利要求1所述的用于轴向磁通电机的转子盘组件(1)，其特征在于，所述导风筋(13)构造为多个且在所述转子盘本体(11)的周向间隔布置且每个所述导风筋(13)在所述转子盘的径向上延伸。

3.根据权利要求2所述的用于轴向磁通电机的转子盘组件(1)，其特征在于，每个所述导风筋(13)在远离所述转子盘的旋转中心的方向上朝向相反于所述转子盘旋转方向延伸。

4.根据权利要求3所述的用于轴向磁通电机的转子盘组件(1)，其特征在于，多个所述导风筋(13)包括第一导风筋(131)和第二导风筋(132)，所述第一导风筋(131)的径向外端凸出于所述第二导风筋(132)的径向外端。

5.根据权利要求4所述的用于轴向磁通电机的转子盘组件(1)，其特征在于，所述第一导风筋(131)与所述第二导风筋(132)均构造为多个且所述第一导风筋(131)设置于相邻两个第二导风筋(132)之间。

6.根据权利要求4所述的用于轴向磁通电机的转子盘组件(1)，其特征在于，所述第二表面构造为环形表面，所述第二表面上设置有多个在周向上间隔开的导风筋安装区(116)，每个导风筋安装区(116)内设置有多个所述第一导风筋(131)和多个第二导风筋(132)，相邻两个所述导风筋安装区(116)之间的距离大于导风筋安装区(116)内相邻两个导风筋(13)之间的距离。

7.根据权利要求6所述的用于轴向磁通电机的转子盘组件(1)，其特征在于，每个所述导风筋安装区(116)内设置有多个第一导风筋(131)和多个第二导风筋(132)，多个所述第一导风筋(131)与多个所述第二导风筋(132)依次排布。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的用于轴向磁通电机的转子盘组件(1)，其特征在于，所述导风筋(13)的径向外端面设置有在径向上凸出的扰流部(133)。

9.根据权利要求1-7中任意一项所述的用于轴向磁通电机的转子盘组件(1)，其特征在于，所述导风筋(13)轴向上的尺寸在远离所述转子盘转动中心的方向上逐渐增加。

10.一种轴向磁通电机，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的用于轴向磁通电机的转子盘组件(1)。

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