專利名稱：盤式轉(zhuǎn)子電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機，尤其涉及轉(zhuǎn)子呈盤狀的電機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子呈盤狀的電機，其結(jié)構(gòu)多種多樣，如中國專利CN1905331 公開的一種盤式風(fēng)力發(fā)電機，定子由繞組線圈組成，不含鐵磁材料；固定在轉(zhuǎn) 子軸上的永磁體是以轉(zhuǎn)子軸為軸線的回轉(zhuǎn)體，且與固定在上、下殼體內(nèi)的永磁 體相對應(yīng)，相對面的極性相同，兩者間留有間隙，該回轉(zhuǎn)體的母線是弧線或折 線或斜線；又如中國專利CN2901670公開的一種永磁發(fā)電機，包括殼體， 置于殼體上的轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸上設(shè)有由非磁性支撐體和其上的永磁體構(gòu)成的磁轉(zhuǎn) 子，磁轉(zhuǎn)子的軸向兩側(cè)設(shè)有由非磁性支撐體和其上的線圈繞組構(gòu)成的電樞；又 如中國專利CN2831596公開的一種盤式無刷雙饋交流電機，包括兩個定子、 一個轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子支架、轉(zhuǎn)軸、軸承、端蓋、機殼，該電機轉(zhuǎn)軸左端由內(nèi)到外依 次裝配有軸承和左端蓋，左定子固定于左端蓋上，轉(zhuǎn)軸右端由內(nèi)到外依次裝配 有軸承和右端蓋，右定子固定于右端蓋上，轉(zhuǎn)軸中部沿垂直方向由內(nèi)到外依次 裝配有轉(zhuǎn)子支架、轉(zhuǎn)子和機殼；再如中國專利CN1054151公開的一種盤式 永磁直流電機，是把永磁鐵固裝在一個可轉(zhuǎn)動的鐵質(zhì)圓盤上，線圈固定在一個 絕緣板上，數(shù)個裝有磁鐵的圓盤和裝有線圈的絕緣板軸向相間排列，形成軸向 氣隙，直流電源通過固裝在軸端的換向器、電刷使線圈內(nèi)產(chǎn)生交變磁場，絕緣 板上的線圈穿過絕緣板，其產(chǎn)生的磁場與兩側(cè)永磁鐵磁場發(fā)生作用，推動鐵質(zhì) 圓盤轉(zhuǎn)動。
可見，上述現(xiàn)有的盤式轉(zhuǎn)子電機，磁力回路復(fù)雜，磁損難以降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出一種盤式轉(zhuǎn)子電機，具有路徑簡
單，磁損較小的封閉的磁力回路。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明生產(chǎn)制造一種盤式轉(zhuǎn)子電機，包括外殼，轉(zhuǎn)軸， 轉(zhuǎn)子和定子，轉(zhuǎn)子包括沿轉(zhuǎn)軸軸向分布的至少一盤狀本體，盤狀本體固定于轉(zhuǎn) 軸上并隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，盤狀本體上設(shè)置沿至少兩不同半徑尺寸的圓周均勻分布的 至少兩組磁極，且每組磁極包括沿同一半徑尺寸的圓周均勻分布的至少兩磁 極；定子包括沿轉(zhuǎn)軸軸向分布的第一復(fù)合盤組件和第二復(fù)合盤組件，第一復(fù)合 盤組件和第二復(fù)合盤組件均固定于外殼上，轉(zhuǎn)子的盤狀本體位于第一復(fù)合盤組 件和第二復(fù)合盤組件之間；其中，第一復(fù)合盤組件和第二復(fù)合盤組件均包括勵 磁線圈、與轉(zhuǎn)子盤狀本體上且沿至少兩不同半徑尺寸的圓周均勻分布相隔的兩 組磁極相對應(yīng)的至少兩組鐵芯、以及纏繞于鐵芯上的電樞線圈。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的盤式轉(zhuǎn)子電機，具有路徑簡單，磁損較小的封 閉的磁力回路，可確保電機的高效工作。


圖1是本發(fā)明的盤式轉(zhuǎn)子電機實施例整體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明實施例中電樞盤結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明實施例中轉(zhuǎn)子盤與電樞盤配合的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明予以進一步地詳盡闡述。
本發(fā)明的盤式轉(zhuǎn)子電機的實施例，如圖1至3所示，包括外殼2，轉(zhuǎn)軸
1，轉(zhuǎn)子3和定子4，轉(zhuǎn)軸l豎直設(shè)置，轉(zhuǎn)子3水平設(shè)置，外殼2包括水平設(shè) 置的第一端部21和第二端部22，以及用以連接第一端部21和第二端部22的 連接件23，第一端部21和第二端部22沿徑向， 一端通過軸承固定到轉(zhuǎn)軸1 上、另一端到連接件23上；第一復(fù)合盤組件41位于外殼2的第一端部21內(nèi) 側(cè)，第二復(fù)合盤組件43位于外殼2的第二端部23內(nèi)側(cè)，電樞盤組件42的電 樞盤421沿徑向， 一端通過軸承固定到轉(zhuǎn)軸1上而不隨轉(zhuǎn)軸1轉(zhuǎn)動、另一端固 定到連接件23上。
轉(zhuǎn)子3包括沿轉(zhuǎn)軸的軸向分布的兩個盤狀本體31，各盤狀本體31固定于 轉(zhuǎn)軸1上并隨轉(zhuǎn)軸1轉(zhuǎn)動，各盤狀本體31上設(shè)置沿兩不同半徑尺寸的圓周均
勻分布的多個磁極，沿半徑尺寸相對較小的第一圓周分布的磁極319構(gòu)成磁極 內(nèi)環(huán)，沿半徑尺寸相對較大的第二圓周分布的磁極318構(gòu)成磁極外環(huán)；定子4 包括沿轉(zhuǎn)軸1的軸向依次分布的第一復(fù)合盤組件41、 一電樞盤組件42和第二 復(fù)合盤組件43，第一復(fù)合盤組件41、電樞盤組件42和第二復(fù)合盤組件43均 固定于轉(zhuǎn)軸1上但不隨轉(zhuǎn)軸1轉(zhuǎn)動；第一復(fù)合盤組件41與電樞盤組件42之間 以及電樞盤組件42與第二復(fù)合盤組件43之間各插設(shè)一轉(zhuǎn)子的盤狀本體31， 第一復(fù)合盤組件41、電樞盤組件42和第二復(fù)合盤組件43均包括與插設(shè)于其 間的轉(zhuǎn)子的盤狀本體31上的沿兩不同半徑尺寸的圓周均勻分布的多個磁極相 對應(yīng)的鐵芯以及纏繞于鐵芯上的電樞線圈，沿半徑尺寸相對較小的第一圓周分 布的電樞線圈構(gòu)成電樞線圈內(nèi)環(huán)，沿半徑尺寸相對較大的第二圓周分布的電樞 線圈構(gòu)成電樞線圈外環(huán)。
轉(zhuǎn)子的盤狀本體31是非磁性材質(zhì)的，其上設(shè)置沿兩不同半徑尺寸的圓周 均勻分布的多個開口，各開口中容納一強磁性材質(zhì)的填充物，該填充物即為上 述的磁極，這里所述的強磁性材質(zhì)可以是永磁鐵，也可以是其它磁性強度大的 物質(zhì)，比如鐵。如圖3所示，轉(zhuǎn)子的盤狀本體31上的沿兩不同半徑尺寸的 圓周均勻分布的兩個開口組的開口是一一對應(yīng)的，沿半徑尺寸相對較小的第一 圓周分布的第一開口組中的開口 319和沿半徑尺寸相對較大的第二圓周分布 的第二開口組中的開口 318是處于從盤狀本體31的圓心呈輻射狀展開的同一 扇面內(nèi)的兩個扇面段，而為了確保磁路平衡，轉(zhuǎn)子的盤狀本體31上的第一開 口組中的開口 319沿盤狀本體徑向伸展長度比第二開口組中的開口 318沿盤狀 本體徑向伸展長度要長，兩者的適當(dāng)比例范圍大概是L2至3倍，參照圖l, 可以看出第一開口組中的開口319中容納有強磁性材質(zhì)的填充物312、第二 開口組中的開口 318中容納有強磁性材質(zhì)的填充物313。
與上述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相對應(yīng)，電樞盤組件42包括非磁性材質(zhì)的電樞盤421、 開設(shè)于電樞盤421上的沿兩不同半徑尺寸的圓周均勻分布的多個開口、穿設(shè)于 開口的鐵芯422、 423以及纏繞于鐵芯422兩端的線圈424、 425，纏繞于鐵芯 423兩端的線圈426、 427，線圈424、 426與一轉(zhuǎn)子的盤狀本體31相對應(yīng)，線 圈425、 427與另一轉(zhuǎn)子的盤狀本體31相對應(yīng)，這些線圈即為電樞盤組件42 的電樞線圈；顯然，電樞盤組件42的電樞盤421上開口與轉(zhuǎn)子的盤狀本體31 上開口是相對應(yīng)，電樞盤組件42的電樞盤421上的沿兩不同半徑尺寸的圓周
均勻分布的多個開口分成兩個開口組，沿半徑尺寸相對較小的第一圓周分布的
第一開口組中的開口 429和沿半徑尺寸相對較大的第二圓周分布的第二開口 組中的開口428是從電樞盤421的圓心呈輻射狀展開的同一扇面內(nèi)的兩個扇面 段；電樞盤組件42的第一開口組中的開口 429沿電樞盤徑向伸展長度與轉(zhuǎn)子 的盤狀本體31上的第一開口組中的開口 319沿盤狀本體徑向伸展長度相同， 電樞盤組件42的第二開口組中的開口 428沿電樞盤徑向伸展長度要長與轉(zhuǎn)子 的盤狀本體31上第二開口組中的開口 318沿盤狀本體徑向伸展長度相同。
實際，電樞盤組件42的電樞盤421與轉(zhuǎn)子31上的盤狀本體311的配合關(guān) 系，如圖3所示，可見，開口形狀以及開口形成分布環(huán)是相匹配的，而電樞盤 組件42的電樞盤421上同一開口分布環(huán)中開口的數(shù)目是轉(zhuǎn)子31上的盤狀本體 311同一開口分布環(huán)中開口的數(shù)目的6倍， 一個磁極的寬度對應(yīng)有三個電樞盤 421上開口的寬度。
如圖1所示，第一復(fù)合盤組件41和第二復(fù)合盤組件43結(jié)構(gòu)相同，對稱分 布，均包括一盤體、多個槽狀線圈支架、多個勵磁線圈和一電樞線圈，以第二 復(fù)合盤組件43為例，各槽狀線圈支架包括槽腰431、第一槽腳433、第二槽腳 434以及纏繞于槽腳上的線圈，盤體為非導(dǎo)磁材質(zhì)，槽狀線圈支架為強磁材質(zhì)， 從圖中可見，此處的盤體實際就是第二端部22，需要說明的是各槽狀線圈 支架的槽腰可以是分離的，也可以通過是通過一非導(dǎo)磁材質(zhì)而相互配合連接成 一個整盤；槽狀線圈支架的槽腰431固定在第二端部22上，且各槽狀線圈支 架沿圓周均勻分布在第二端部22上；槽狀線圈支架的數(shù)量與電樞盤421上的 每一組開口中的開口數(shù)目一致，各槽狀線圈支架所包含的槽腿數(shù)目則與電樞盤 421上的開口組的數(shù)目一致；槽狀線圈支架所包含的槽腿與電樞盤上的開口一 一對應(yīng)，相對應(yīng)的槽腿與開口的截面形狀相同；該纏繞于槽腳上的線圈即為第 二復(fù)合盤組件的電樞線圈，各沿半徑尺寸相對較小的第一圓周分布的第二槽腳 434及其上線圈436構(gòu)成內(nèi)齒環(huán)，各沿半徑尺寸相對較大的第二圓周分布的第 一槽腳433及其上線圈435構(gòu)成外齒環(huán)；勵磁線圈432則纏繞于內(nèi)齒環(huán)與外齒 環(huán)之間。顯然，將第一復(fù)合盤組件41和第二復(fù)合盤組件43中的勵磁線圈通電， 將可產(chǎn)生如圖1中箭頭所示的閉合磁路，這種磁路結(jié)構(gòu)，路徑簡單，磁損較小， 可確保電機的高效工作。
雖然，上述的實施例中，盤狀本體31上設(shè)置的是沿兩不同半徑尺寸的圓
周均勻分布的兩組磁極，同樣地，電樞盤421設(shè)置的是沿兩不同半徑尺寸的圓 周均勻分布的兩組鐵芯及纏繞在鐵芯上的電樞線圈，在盤狀本體31上設(shè)置沿 三不同半徑尺寸的圓周均勻分布的三組磁極、電樞盤421上設(shè)置沿三不同半徑 尺寸的圓周均勻分布的三組鐵芯及纏繞在鐵芯上的電樞線圈也是可行的，只是 這時形成的閉合磁路將不在是圖1中所示的一口字形，而變?yōu)橐蝗兆中?，進一 步地，在盤狀本體31上設(shè)置沿四不同半徑尺寸的圓周均勻分布的四組磁極、 電樞盤421上設(shè)置沿四不同半徑尺寸的圓周均勻分布的四組鐵芯及纏繞在鐵 芯上的電樞線圈也是可行的，可以想象到的一種情況是這時的閉合磁路將由圖 1中所示的一口字形變?yōu)閮煽谧中巍?br> 當(dāng)然，對應(yīng)于盤狀本體31上磁極組數(shù)目的增加，電樞盤421上鐵芯及纏 繞在鐵芯上的電樞線圈數(shù)目同樣增加，這時會要求槽狀線圈支架的結(jié)構(gòu)做相應(yīng) 的變化，比如對于磁極組數(shù)目是三的情況，槽狀線圈支架將會是在一個槽腰 設(shè)置三個槽腳，換句話來說，這時的槽狀線圈支架將呈E字形，而對于磁極 組數(shù)目是四的情況，可以想象到的一種槽狀線圈支架結(jié)構(gòu)將會是由兩個分離的 展示于圖1中的槽狀線圈支架沿盤體徑向排列。
雖然，上述的實施例中，盤狀本體31上每一磁極組所包含的磁極數(shù)目為 8，而電樞盤421的每一開口組所包含的開口、穿插于開口的鐵芯及纏繞在鐵 芯上的電樞線圈數(shù)目為48，其中，每一磁極開口對應(yīng)的是三個電樞盤421的 每一開口組所包含的開口，可以想見的到的是，每一磁極開口對應(yīng)四個或更多 的電樞盤421的每一開口組所包含的開口也是可以的。而對于本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，每一磁極組所包含的磁極數(shù)目，遵照電機理論來講，是只要大于 等于二即可的。
雖然，上述的實施例中，轉(zhuǎn)子所包含的盤狀本體31的數(shù)目為二，實際這 個數(shù)目也可以是一，還可以是三或大于三。顯然，對于只有一個盤狀本體31 的情況，上述的電樞盤組件42是不需要的，而對于有三或大于三個盤狀本體 31的情況，上述的電樞盤組件42將布置兩兩盤狀本體31之間?？梢?，電樞 盤組件42的數(shù)目始終保持比轉(zhuǎn)子所包含的盤狀本體31的數(shù)目少一。
上述內(nèi)容，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用于限制本發(fā)明的實施方案， 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的主要構(gòu)思和精神，可以十分方便地進行相應(yīng) 的變通或修改，故本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所要求的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種盤式轉(zhuǎn)子電機，包括外殼，轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子和定子，其特征在于所述轉(zhuǎn)子包括沿轉(zhuǎn)軸軸向分布的至少一盤狀本體，所述盤狀本體固定于所述轉(zhuǎn)軸上并隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所述盤狀本體上設(shè)置沿至少兩不同半徑尺寸的圓周均勻分布的至少兩組磁極，且所述每組磁極包括沿同一半徑尺寸的圓周均勻分布的至少兩磁極；所述定子包括沿轉(zhuǎn)軸軸向分布的第一復(fù)合盤組件和第二復(fù)合盤組件，所述第一復(fù)合盤組件和第二復(fù)合盤組件均固定于所述外殼上，所述轉(zhuǎn)子的盤狀本體位于所述第一復(fù)合盤組件和第二復(fù)合盤組件之間；其中，所述第一復(fù)合盤組件和第二復(fù)合盤組件均包括勵磁線圈、與所述轉(zhuǎn)子盤狀本體上且沿至少兩不同半徑尺寸的圓周均勻分布相隔的兩組磁極相對應(yīng)的至少兩組鐵芯、以及纏繞于所述鐵芯上的電樞線圈。
2、 如權(quán)利要求1所述的盤式轉(zhuǎn)子電機，其特征在于所述轉(zhuǎn)子盤狀本體的數(shù)目為多個，所述定子還包括至少一個沿轉(zhuǎn)軸軸向分 布且分別設(shè)置于兩所述轉(zhuǎn)子的盤狀本體之間的電樞盤組件，所述電樞盤組件的 數(shù)目比所述轉(zhuǎn)子盤狀本體的數(shù)目少一，所述電樞盤組件固定于所述轉(zhuǎn)軸上，可 隨轉(zhuǎn)軸相對轉(zhuǎn)動。
3、 如權(quán)利要求2所述的盤式轉(zhuǎn)子電機，其特征在于-所述轉(zhuǎn)子的盤狀本體是非磁性材質(zhì)的；所述至少兩組磁極包括開設(shè)于所述盤狀本體上的沿不同半徑尺寸的圓周 均勻分布的至少兩組開口以及分別容納于各所述開口中的一強磁性材質(zhì)的填 充物；所述電樞盤組件包括非磁性材質(zhì)的電樞盤、開設(shè)于電樞盤上且沿至少兩不 同半徑尺寸的圓周均勻分布的至少兩組開口 、穿設(shè)于所述至少兩組開口中的至 少兩組鐵芯以及纏繞于所述鐵芯上的電樞線圈。
4、 如權(quán)利要求3所述的盤式轉(zhuǎn)子電機，其特征在于 所述轉(zhuǎn)子盤狀本體上的各組開口上的開口在所述盤狀本體的徑向上是一一對應(yīng)的，所述相對應(yīng)的各組開口上的開口形狀為位于從所述轉(zhuǎn)子的盤狀本體 的圓心呈輻射狀展開的同一扇面內(nèi)的不同扇面或梯面；所述電樞盤上的各組開口上的開口在所述電樞盤徑向上是一一對應(yīng)的，所 述相對應(yīng)的各組開口上的開口形狀為位于從所述電樞盤的圓心呈輻射狀展開 的同一扇面內(nèi)的不同扇面或梯面。
5、 如權(quán)利要求4所述的盤式轉(zhuǎn)子電機，其特征在于所述電樞盤上開口與所述轉(zhuǎn)子的盤狀本體上開口相對應(yīng)，每個所述轉(zhuǎn)子的 盤狀本體上開口分別對應(yīng)至少三個所述電樞盤上開口 。
6、 如權(quán)利要求5所述的盤式轉(zhuǎn)子電機，其特征在于.-所述轉(zhuǎn)子的盤狀本體上開口組的數(shù)目為二；所述電樞盤上開口組的數(shù)目為二 ；所述轉(zhuǎn)子的盤狀本體上的相對應(yīng)的兩開口中，位于沿半徑尺寸相對較小的 第一圓周分布的第一開口組中的開口沿盤狀本體徑向伸展長度是位于沿半徑 尺寸相對較大的第二圓周分布的第二開口組中的開口沿盤狀本體徑向伸展長 度的1.2至3倍；所述電樞盤上開口沿電樞盤徑向的起始位置及伸展長度與對應(yīng)的所述轉(zhuǎn) 子的盤狀本體上的開口沿盤狀本體的起始位置及徑向伸展長度相一致。
7、 如權(quán)利要求1或2所述的盤式轉(zhuǎn)子電機，其特征在于所述第一復(fù)合盤組件和第二復(fù)合盤組件還包括盤體和多個槽狀線圈支架；所述盤體為非導(dǎo)磁材質(zhì)，所述槽狀線圈支架為強磁材質(zhì)；各所述槽狀線圈支架的槽腰固定在所述盤體上，且各所述槽狀線圈支架沿圓周均勻分布在所述盤體上；所述槽狀線圈支架的數(shù)量與所述電樞盤上的每一組開口中的開口數(shù)目一致，各所述槽狀線圈支架所包含的槽腿數(shù)目則與所述電樞盤上的開口組的數(shù)目一致；所述槽狀線圈支架所包含的槽腿與所述電樞盤上的開口 一一對應(yīng)，所述相 對應(yīng)的槽腿與開口的截面形狀相同；所述第一復(fù)合盤組件和第二復(fù)合盤組件中的電樞線圈纏繞于所述槽狀線 圈支架的槽腿上，并與纏繞在所述電樞盤組件中的鐵芯上的電樞線圈一一對應(yīng)。
8、如權(quán)利要求7所述的盤式轉(zhuǎn)子電機，其特征在于 所述槽狀線圈支架包括位于沿半徑尺寸相對較小的第一圓周分布的第一槽腿和位于沿半徑尺寸相對較大的第二圓周分布的第二槽腿；所述勵磁線圈纏繞于各所述槽狀線圈支架的第一槽腿與第二槽腿之間。
9、如權(quán)利要求8所述的盤式轉(zhuǎn)子電機，其特征在于所述外殼包括垂直于所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置的第一端部和第二端部，以及用以連接 所述第一端部和第二端部的連接件，所述第一端部和第二端部沿徑向， 一端通 過軸承固定到所述轉(zhuǎn)軸上、另一端到所述連接件上；所述第一復(fù)合盤組件固設(shè)于所述外殼的第一端部內(nèi)側(cè)，所述第二復(fù)合盤組 件固設(shè)于所述外殼的第二端部內(nèi)側(cè)；所述電樞盤組件的電樞盤沿徑向，一端通過軸承固定到所述轉(zhuǎn)軸上而不隨 所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動、另一端固定到所述連接件上。
全文摘要
一種盤式轉(zhuǎn)子電機，包括外殼，轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子和定子，轉(zhuǎn)子包括沿轉(zhuǎn)軸的軸向分布的至少一盤狀本體，盤狀本體固定于轉(zhuǎn)軸上并隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，盤狀本體上設(shè)置沿至少兩不同半徑尺寸的圓周均勻分布的至少兩組磁極，每組磁極包括至少兩磁極；定子包括沿轉(zhuǎn)軸的軸向分布的第一復(fù)合盤組件和第二復(fù)合盤組件，第一復(fù)合盤組件和第二復(fù)合盤組件均固定于外殼；轉(zhuǎn)子的盤狀本體位于第一復(fù)合盤組件和第二復(fù)合盤組件之間；第一復(fù)合盤組件和第二復(fù)合盤組件均包括勵磁線圈、與轉(zhuǎn)子盤狀本體上且沿至少兩不同半徑尺寸的圓周均勻分布相隔的兩組磁極相對應(yīng)的至少兩組鐵芯、以及纏繞于鐵芯上的電樞線圈。具有路徑簡單，磁損較小的封閉的磁力回路，可確保電機的高效工作。
文檔編號H02K1/12GK101373916SQ20071012067
公開日2009年2月25日 申請日期2007年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月23日
發(fā)明者周慶余, 韓建景 申請人:周慶余