多盘式永磁同步电动机.pdf

一种多盘式永磁同步电动机，包括机座、端盖、转轴、轴承、转子盘、定子盘，该电动机至少设有一组由单转子盘和设在该转子盘两侧的双定子盘组成的盘式结构，其中定子盘和转子盘之间的轴向距离即为电动机的气隙长度。其中定子盘为硅钢片卷绕成圆环形柱体，定子盘上面均匀分布定子槽。本发明的优点是轴向尺寸短、结构紧凑，转子涡流损耗小、机电时间常数小、低速运行平稳、硅钢片利用率高，没有叠片、铆压工序，下线方便、转矩密度高，转动惯量小，适合于大转矩直接驱动装置。

1.  一种多盘式永磁同步电动机，包括机座、前端盖、后端盖、转轴、轴承、转子盘、定子盘，其特征在于：该电动机至少设有一组由单转子盘和设在该转子盘两侧的双定子盘组成的盘式结构，其中定子盘和转子盘之间的轴向距离即为电动机的气隙长度。

2.  根据权利要求1所述的多盘式永磁同步电动机，其特征在于该电动机每组中一个定子盘固定在前端盖上，前端盖和后端盖与机座固定，电动机的前端盖和后端盖与电动机转轴之间通过轴承连接及固定，转子盘固定在电动机转轴上，另一个定子盘固定后端盖上。

3.  根据权利要求1所述的多盘式永磁同步电动机，其特征在于定子盘为硅钢片卷绕成圆环形柱体，定子盘上面均匀分布定子槽。

多盘式永磁同步电动机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种多盘式永磁同步电动机。
背景技术
随着电机的发展，人们认识到普通圆柱式电机存在一些弱点，如冷却困难和转子铁心利用率低等，于是盘式电机受到了重视。盘式永磁同步电动机作为一种特殊结构的永磁同步电动机，结合了永磁电机和轴向磁场电机的特点。相对于传统的径向电机，盘式电机硅钢片利用率高，定子由硅钢片卷绕而成，涡流损耗小，且电机轴向尺寸短，有利于提高电机的转矩密度，其缺点是不适用于大转矩直接驱动装置。而多盘式永磁同步电动机采用多盘结构可增加盘式永磁电机的转矩，适合于大转矩直接驱动装置。另外，多盘式电动机可以通过电动机定转子盘体的各种组合构成，且组合后的电动机增强了可靠性，即若其中一组电动机出现故障，其余电动机仍然能够继续工作，不至引起系统的瘫痪。
发明内容
本发明针对普通圆柱式电机和盘式电机存在的缺点提供一种多盘式永磁同步电动机。
该电动机至少设有一组由单转子盘和设在该转子盘两侧的双定子盘组成的盘式结构，其中定子盘和转子盘之间的轴向距离即为电动机的气隙长度，包括机座、端盖、转轴、轴承、转子盘、定子盘，即一个定子盘固定在前端盖上，前端盖和后端盖与机座固定，电动机的前端盖和后端盖与电动机转轴之间通过深沟球轴承连接及固定，转子盘固定在电动机转轴上，另一个定子盘固定后端盖上，两定子盘位于转子盘两侧且与端盖直接相连有利于电动机定子盘的冷却，散热效果较好，可以提高电动机的体积密度。其中定子盘为硅钢片卷绕成圆环形柱体，定子盘上面均匀分布定子槽，这样既可提高硅钢片的利用率，简化工艺，又可降低电动机损耗。
当电动机通电后，通过机座上的接线盒电流流入电动机的定子绕组，电动机的永磁体轴向磁化，从而在气隙中产生多极的轴向磁场。在轴向气隙磁场中，电动机地定子绕组受切向电磁力产生电磁转矩，使得电动机的转子旋转从轴端输出转矩，实现从电能到机械能的转换。
本发明的优点是轴向尺寸短、结构紧凑，转子涡流损耗小、机电时间常数小、低速运行平稳、硅钢片利用率高，没有叠片、铆压工序，下线方便、转矩密度高，转动惯量小等。该电动机制成多气隙组合式结构后，可进一步提高转矩，特别适合于大转矩直接驱动装置。
一、附图说明
图1是该发明电动机的整体结构示意图；
图2是该发明电动机(两组)的整体结构示意图；
图3是本发明电动机的气隙磁密波形，其中横坐标为角度(单位：°)，纵坐标为气隙磁密B(单位：T)。
图1中：1转轴，2深沟球轴承，3螺钉，4前端盖，5水冷装置，6吊环，7机座，8后端盖，9转子盘，10定子盘，11定子绕组，12止口。
二、具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步叙述本发明的内容：
本发明的机械结构如图1所示。机座7的外侧安装的是水冷装置5，机座7的内侧一个定子盘10通过螺钉3固定在前端盖4上，前端盖4和后端盖8通过止口12及螺钉3与机座7固定，定子下线后，在定子绕组11周围全部灌上导热胶。电动机的前端盖4和后端盖8与电动机转轴之间通过深沟球轴承2连接及固定。转子盘9利用螺钉3固定在电动机转轴1上，另一个定子盘10通过螺钉3固定后端盖8上，定转子盘之间的轴向距离即为电动机的气隙长度。
机座7上带有吊环6，在电动机吊装过程中使用。转子的磁路结构是采用每极下2块永磁体，所得到的气隙磁密波形如图3所示。
图2为两组图1所示的电动机组成后的电动机结构示意图，每一组电动机的结构与上述电动机结构相同，两组电动机之间设冷却装置，两个端盖通过螺钉3固定。
该发明电动机的转矩密度比传统的径向永磁电动机提高了20％，比异步电动机提高50％左右。例如，200kW盘式电动机转矩密度为11.2kN·m^-2，一般径向的永磁电动机转矩密度为6.2kN·m^-2，异步电动机的转矩密度为8.7kN·m^-2。
结合图1与图2，该类多盘式电动机可以继续加长加大，任意组合。且组合后的电动机增强了可靠性，即若其中一组电动机出现故障，其余电动机仍然能够继续工作，不至引起系统的瘫痪。