[发明专利]定转子总成和轴向磁场电机

说明书

本发明公开了一种定转子总成和轴向磁场电机，属于电机领域。该定转子总成包括转子组件、前定子组件和后定子组件。转子组件包括转子盘，转子盘上设置有多个磁钢组件，每个磁钢组件包括设置在转子盘内侧的内磁钢和设置在转子盘外侧的外磁钢，同一个磁钢组件的内磁钢和外磁钢的磁极方向相反；前定子组件和后定子组件均包括多个成环形排列的定子单元，定子单元包括U型磁芯，U型磁芯的内侧端面对准内磁钢的环形，U型磁芯的外侧端面对准外磁钢的环形，U型磁芯上设置有线圈绕组。本发明降低了定子轭部的重量和铁损；降低转子重量，减小了转子转动惯量；可以大大缩短电机的轴向尺寸；更容易做成斜槽配合，减小转矩脉动。

技术领域

本发明涉及电机领域，特别是指一种定转子总成和轴向磁场电机。

背景技术

轴向磁场电机，又称轴向磁通电机或盘式电机，其定子组件和转子组件为盘式结构。轴向磁场电机的气隙是平面型的，气隙磁场是轴向的，其具有结构紧凑、体积小、重量轻、转矩密度高、转子转动惯量小的优点。

轴向磁场电机通常具有以下几种结构方式：1、单转子单定子：一个定子组件和一个转子组件(单面气隙)；2、双转子单定子：两个转子组件，中间一个定子组件(双面气隙)；3、单转子双定子：两个定子组件，中间一个转子组件(双面气隙)；4、多转子多定子：多个定子组件和多个转子组件互相穿插(多面气隙)。

图1示出了一种典型结构的单转子双定子轴向磁场电机，其中间为一个转子组件，两边为两个定子组件。转子组件包括转子盘1’和设置在转子盘1’上的一圈永磁体(磁钢)2’，定子组件包括定子轭部3’和设置在定子轭部3’上的一圈定子铁芯4’，所有的定子铁芯4’共用一个公共的定子轭部3’，定子铁芯4’上设置有线圈绕组5’。

图2示出了图1所示的单转子双定子轴向磁场电机的磁回路，这种结构的电机由于转子盘不参与导磁，因此可以将转子盘设置成非导磁材料，也就是说转子无轭部。但是，其定子轭部参与导磁，必须是铁轭等导磁材料，这就导致电机在运行时，定子轭部产生铁损，并且定子轭部还会增加电机的重量。

中国专利文献CN107408875A公开了一种无磁轭分段电枢的轴向磁通电机，其省略掉了定子轭部，显著减轻了重量和铁损。但是该专利是双转子单定子的轴向磁场电机，不适用于单转子双定子的轴向磁场电机。并且，该专利的转子轭部参与导磁，不能更进一步的减轻重量和消除铁损，也不适用于转子无轭部的单转子双定子的轴向磁场电机。

由上述可知，对于转子无轭部的单转子双定子的轴向磁场电机，如何减小定子轭部的铁损以及重量，现有技术中并未有解决的技术方案。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种定转子总成和轴向磁场电机，本发明降低了定子轭部的重量和铁损；降低转子重量，减小了转子转动惯量；可以大大缩短电机的轴向尺寸；更容易做成斜槽配合，减小转矩脉动。

本发明提供技术方案如下：

一种定转子总成，包括转子组件和分别设置在转子组件前侧面和后侧面的前定子组件和后定子组件，其中：

所述转子组件包括转子盘，所述转子盘上设置有多个磁钢组件，每个磁钢组件包括设置在转子盘内侧的内磁钢和设置在转子盘外侧的外磁钢，所述内磁钢和外磁钢分别在转子盘上排列成环形，同一个磁钢组件的内磁钢和外磁钢的中心位于转子盘的同一个半径上，同一个磁钢组件的内磁钢和外磁钢的磁极方向相反；

所述前定子组件和后定子组件均包括多个成环形排列的定子单元，所述定子单元包括U型磁芯，所述U型磁芯的内侧端面对准内磁钢的环形，所述U型磁芯的外侧端面对准外磁钢的环形，所述U型磁芯上设置有线圈绕组。

进一步的，所述转子盘包括内支撑环、圆环筋板、外固定环和多个径向筋板，多个径向筋板设置在内支撑环上并向外侧延伸，所述外固定环设置在所述径向筋板的末端，所述圆环筋板设置在内支撑环和外固定环之间并与所有径向筋板连接；