專利名稱：盤式永磁電機(jī)或盤式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及盤式永磁電機(jī)或盤式飛輪電池領(lǐng)域，尤其與盤式永磁電機(jī)或盤式 飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)有關(guān)。
背景技術(shù)：
高速電機(jī)的電流頻率很高，若有定子鐵芯結(jié)構(gòu)，則鐵磁損耗將會很大，效率明顯下 降。而雙轉(zhuǎn)子單定子結(jié)構(gòu)的盤式永磁電機(jī)，是兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤中間夾一個(gè)定子盤，其優(yōu)點(diǎn)是定子 無鐵芯，在高速情況下沒有鐵磁損耗，效率很高。此種高速盤式永磁電機(jī)，若將轉(zhuǎn)子盤的厚 度和重量增加，就得到一種盤式飛輪電池(飛輪儲能系統(tǒng))，可以儲存較多的動(dòng)能在轉(zhuǎn)子盤 上，當(dāng)需要時(shí)，可以通過盤式電機(jī)，將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，儲存在兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤上，或者將兩個(gè)轉(zhuǎn) 子盤上的動(dòng)能轉(zhuǎn)化電能，釋放出來。由于高速的轉(zhuǎn)子盤上存在著很大的離心力，所以轉(zhuǎn)子盤 上的應(yīng)力也很大(中心處應(yīng)力最大)。若在轉(zhuǎn)子盤中心開孔，然后用一根軸將兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤連 接起來，則中心處會產(chǎn)生應(yīng)力集中，有可能超過材料的極限強(qiáng)度，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子盤破壞，解體。為此，兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤之間的連接通常采用以下兩個(gè)辦法。1、通過過盈配合的小圓環(huán)套接。參閱圖1，在兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤la、2a的中部分別以向著彼此的方向伸出一個(gè)小圓環(huán) lla、21a，小圓環(huán)lla、21a的圓心與轉(zhuǎn)子盤la、2a的圓心重合，高度與兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤la、2a之 間的間距相當(dāng)，其中一個(gè)圓環(huán)21a的內(nèi)徑略小于另一個(gè)圓環(huán)Ila的外徑，然后將兩個(gè)圓環(huán) lla、21a相對，壓緊，形成過盈配合，并以此保證同軸度。此種連接方式的問題是必須要有比較大的過盈量。因?yàn)樵诟咚傩D(zhuǎn)的情況下，轉(zhuǎn) 子盤Iada承受著很大的應(yīng)力，導(dǎo)致它們沿徑向方向膨脹，從而帶動(dòng)小圓環(huán)lla、21a往外膨 脹，且由于膨脹量的不斷疊加，使得半徑越大的地方(離圓心越遠(yuǎn)的地方)，膨脹量也越大， 所以外面的小圓環(huán)21a的膨脹量也大于里面的小圓環(huán)Ila的膨脹量。如果過盈量不夠大， 就會導(dǎo)致內(nèi)、外小圓環(huán)lla、21a松脫，從而使兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤Iada很難保證同軸度和穩(wěn)定性， 情況嚴(yán)重時(shí)會釀成重大事故。2、通過花鍵連接。參閱圖2，在兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤lb、2b的連接處設(shè)置花鍵11b，然后通過花鍵lib來進(jìn)行 連接，并利用兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤lb、2b上的永磁鐵的吸力來壓緊花鍵lib。此種連接方式的問題是花鍵的加工非常復(fù)雜，而且轉(zhuǎn)子盤上的花鍵本身也會隨著 轉(zhuǎn)子盤一起膨脹，導(dǎo)致花鍵的配合面出現(xiàn)間隙，從而影響兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤的同軸度和穩(wěn)定性。鑒于此，有必要對現(xiàn)有技術(shù)中的轉(zhuǎn)子盤的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以提高兩轉(zhuǎn)子盤的 同軸度和穩(wěn)定性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種盤式 永磁電機(jī)或盤式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)，該轉(zhuǎn)子盤同軸度好，穩(wěn)定性高。[0012]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種盤式永磁電機(jī)或盤式飛輪電池的轉(zhuǎn)子 盤結(jié)構(gòu)，包括第一轉(zhuǎn)子盤和第二轉(zhuǎn)子盤，在第一轉(zhuǎn)子盤面對第二轉(zhuǎn)子盤一側(cè)設(shè)置一沿軸向 伸出的與第一轉(zhuǎn)子盤同心的第一連接圓環(huán)，在第二轉(zhuǎn)子盤面對第一轉(zhuǎn)子盤的一側(cè)設(shè)置一沿 軸向伸出的與第二轉(zhuǎn)子盤同心的第二連接圓環(huán)，所述第一連接圓環(huán)與所述第二連接圓環(huán)的 內(nèi)徑、外徑和高度均相等，且在第一連接圓環(huán)和第二連接圓環(huán)的對接面上分別設(shè)置有多道 凹槽以形成多個(gè)齒牙，所述第一連接圓環(huán)的齒牙插入所述第二連接圓環(huán)的凹槽內(nèi)使二者相 互嚙合，形成一個(gè)完整的圓環(huán)，在第一連接圓環(huán)和第二連接圓環(huán)對接后的外面套設(shè)一與第 一、第二連接圓環(huán)過盈配合的活動(dòng)圓環(huán)。進(jìn)一步地，所述第一、第二連接圓環(huán)上的凹槽深度至少大于第一、第二連接圓環(huán)高 度的一半。進(jìn)一步地，在所述第一轉(zhuǎn)子盤和所述第二轉(zhuǎn)子盤遠(yuǎn)離彼此的外表面分別設(shè)置一轉(zhuǎn) 軸，兩轉(zhuǎn)軸軸心在同一直線上，且兩轉(zhuǎn)軸的軸心與第一、第二轉(zhuǎn)子盤的軸心重合。進(jìn)一步地，所述第一連接圓環(huán)的材質(zhì)與所述第二連接圓環(huán)的材質(zhì)相同。進(jìn)一步地，所述活動(dòng)圓環(huán)的材質(zhì)的密度小于第一、第二連接圓環(huán)的材質(zhì)密度。進(jìn)一步地，所述活動(dòng)圓環(huán)的材質(zhì)的彈性模量小于第一、第二連接圓環(huán)的材質(zhì)的彈 性模量。本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果在于本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)簡單，方便裝配和維 修；此外，轉(zhuǎn)子盤工作時(shí)，由于轉(zhuǎn)子盤上所受的應(yīng)力很大，帶動(dòng)兩圓環(huán)往外膨脹，而兩個(gè)轉(zhuǎn)子 盤上的圓環(huán)的外徑相等，故膨脹率相等，但由于活動(dòng)圓環(huán)的半徑和質(zhì)量都比轉(zhuǎn)子盤小，質(zhì)量 小，所受的離心力較小，應(yīng)力也較小，所以膨脹量較小，這樣就從外面把兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤上的圓 環(huán)緊緊箍住，形成很大的過盈量，從而有效保證了兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤的同軸度和穩(wěn)定性。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種轉(zhuǎn)子盤連接結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的另一種轉(zhuǎn)子盤連接結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子盤連接結(jié)構(gòu)的軸向剖視示意圖。圖4為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子盤連接結(jié)構(gòu)的徑向剖視示意圖。
具體實(shí)施方式
參閱圖3、圖4，本實(shí)用新型的盤式永磁電機(jī)包括兩相對間隔設(shè)置的一第一轉(zhuǎn)子 盤1和一第二轉(zhuǎn)子盤2，在第一轉(zhuǎn)子盤1和第二轉(zhuǎn)子盤2遠(yuǎn)離彼此的一端分別設(shè)置一轉(zhuǎn)軸5， 兩轉(zhuǎn)軸5的軸心在同一直線上，且兩轉(zhuǎn)軸5的軸心與第一、第二轉(zhuǎn)子盤1、2的圓心重合。在 第一轉(zhuǎn)子盤1和第二轉(zhuǎn)子盤2之間的間隔中設(shè)置定子3。在第一轉(zhuǎn)子盤1面對第二轉(zhuǎn)子盤 2 一側(cè)設(shè)置一向外伸出的與第一轉(zhuǎn)子盤1同心的第一連接圓環(huán)11，第二轉(zhuǎn)子盤2面對第一 轉(zhuǎn)子盤1的一側(cè)設(shè)置一向外伸出的與第二轉(zhuǎn)子盤2同心的第二連接圓環(huán)21，該第一轉(zhuǎn)子盤 1和第二轉(zhuǎn)子盤2通過第一、第二連接圓環(huán)11、21來實(shí)現(xiàn)二者的連接。該第一連接圓環(huán)11 與第二連接圓環(huán)21的內(nèi)、外徑和高度均相等，且在第一連接圓環(huán)11和第二連接圓環(huán)21的 對接面上分別設(shè)置有多道凹槽以形成多個(gè)齒牙111、211，第一連接圓環(huán)11的齒牙111插入 第二連接圓環(huán)21的凹槽內(nèi)以使二者相互嚙合。為了保證第一、第二連接圓環(huán)11、21嚙合的
4強(qiáng)度，優(yōu)選使第一、第二連接圓環(huán)11、21上的凹槽深度至少大于第一、第二連接圓環(huán)11、21 高度的一半。在第一連接圓環(huán)11和第二連接圓環(huán)21對接后的外徑上套設(shè)一與第一、第二 連接圓環(huán)11、12過盈配合的活動(dòng)圓環(huán)4，活動(dòng)圓環(huán)4的內(nèi)徑略小于第一、第二連接圓環(huán)11、 12的外徑，且活動(dòng)圓環(huán)4的高度與第一、第二連接圓環(huán)11、21的高度相等。裝配時(shí)，將活動(dòng)圓環(huán)4先套在其中一個(gè)轉(zhuǎn)子盤1或2的連接圓環(huán)11或21上，然后 將第一、第二轉(zhuǎn)子盤1、2上的連接圓環(huán)11、21相對，使二者嚙合裝配，靠第一、第二轉(zhuǎn)子盤1、 2上的永磁鐵的吸力合緊以后，這兩個(gè)加工出齒牙111、211的連接圓環(huán)11、21組合成一個(gè)完 整的圓環(huán)，并被活動(dòng)圓環(huán)4以微小的過盈量箍住，從而保證了第一、第二轉(zhuǎn)子盤1、2的同軸 度和穩(wěn)定性。工作時(shí)，由于第一、第二轉(zhuǎn)子盤1、2上所受的應(yīng)力很大，所以其帶動(dòng)第一、第二連 接圓環(huán)11、12往外膨脹，由于第一連接圓環(huán)11與第二連接圓環(huán)12的外徑相等，故膨脹率 相等，但由于活動(dòng)圓環(huán)4的半徑小，質(zhì)量小，所受的離心力較小，應(yīng)力也較小，所以膨脹量較 小，這樣就從外面把兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤上的連接圓環(huán)11、12緊緊箍住，形成很大的過盈量，從而保 證兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤的同軸度和穩(wěn)定性。在具體實(shí)施時(shí)，先選擇第一、第二轉(zhuǎn)子盤1、2的材料，使第一、第二連接圓環(huán)11、21 的材料與其對應(yīng)的轉(zhuǎn)子盤相同，使活動(dòng)圓環(huán)4材質(zhì)的密度更輕(從而應(yīng)力更小)，模量更大 (因而膨脹更小)，這樣就使得活動(dòng)圓環(huán)4的膨脹率比兩連接圓環(huán)11、12的膨脹率小很多，在 高速旋轉(zhuǎn)時(shí)它們之間配合起來的過盈量更大。需要說明的是，此處關(guān)于材質(zhì)的選擇只是一 種優(yōu)選的實(shí)施方案，在實(shí)際使用時(shí)并不以此為限。綜上所述，本實(shí)用新型通過在兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤的對接處各設(shè)置一內(nèi)、外徑都相等的圓 環(huán)，兩圓環(huán)通過齒牙互相嚙合以實(shí)現(xiàn)周向連接定位，然后在兩圓環(huán)的外面套設(shè)一獨(dú)立于轉(zhuǎn) 子盤的活動(dòng)圓環(huán)以實(shí)現(xiàn)徑向定位，工作時(shí)，由于轉(zhuǎn)子盤上所受的應(yīng)力很大，帶動(dòng)兩圓環(huán)往外 膨脹，兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤上的圓環(huán)的外徑相等，故膨脹率相等，但由于活動(dòng)圓環(huán)的半徑小，質(zhì)量小， 所受的離心力較小，應(yīng)力也較小，所以膨脹量較小，這樣就從外面把兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤上的圓環(huán)緊 緊箍住，形成很大的過盈量，從而進(jìn)一步保證了兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤的同軸度和穩(wěn)定性。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳可行實(shí)施例，并非限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍， 凡運(yùn)用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作出的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù) 范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種盤式永磁電機(jī)或盤式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括第一轉(zhuǎn)子盤 和第二轉(zhuǎn)子盤，在第一轉(zhuǎn)子盤面對第二轉(zhuǎn)子盤一側(cè)設(shè)置一沿軸向伸出的與第一轉(zhuǎn)子盤同心 的第一連接圓環(huán)，在第二轉(zhuǎn)子盤面對第一轉(zhuǎn)子盤的一側(cè)設(shè)置一沿軸向伸出的與第二轉(zhuǎn)子盤 同心的第二連接圓環(huán)，所述第一連接圓環(huán)與所述第二連接圓環(huán)的內(nèi)徑、外徑和高度均相等， 且在第一連接圓環(huán)和第二連接圓環(huán)的對接面上分別設(shè)置有多道凹槽以形成多個(gè)齒牙，所述 第一連接圓環(huán)的齒牙插入所述第二連接圓環(huán)的凹槽內(nèi)使二者相互嚙合，形成一個(gè)完整的圓 環(huán)，在第一連接圓環(huán)和第二連接圓環(huán)對接后的外面套設(shè)一與第一、第二連接圓環(huán)過盈配合 的活動(dòng)圓環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的盤式永磁電機(jī)或盤式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述第一、第二連接圓環(huán)上的凹槽深度至少大于第一、第二連接圓環(huán)高度的一半。
3.如權(quán)利要求1所述的盤式永磁電機(jī)或盤式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)，其特征在于，在 所述第一轉(zhuǎn)子盤和所述第二轉(zhuǎn)子盤遠(yuǎn)離彼此的外表面分別設(shè)置一轉(zhuǎn)軸，兩轉(zhuǎn)軸軸心在同一 直線上，且兩轉(zhuǎn)軸的軸心與第一、第二轉(zhuǎn)子盤的軸心重合。
4.如權(quán)利要求1所述的盤式永磁電機(jī)或盤式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述第一連接圓環(huán)的材質(zhì)與所述第二連接圓環(huán)的材質(zhì)相同。
5.如權(quán)利要求4所述的盤式永磁電機(jī)或盤式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述活動(dòng)圓環(huán)的材質(zhì)的密度小于第一、第二連接圓環(huán)的材質(zhì)密度。
6.如權(quán)利要求4所述的盤式永磁電機(jī)或盤式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述活動(dòng)圓環(huán)的材質(zhì)的彈性模量小于第一、第二連接圓環(huán)的材質(zhì)的彈性模量。
專利摘要一種盤式永磁電機(jī)或盤式飛輪電池的轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子盤包括第一轉(zhuǎn)子盤和第二轉(zhuǎn)子盤，在第一轉(zhuǎn)子盤面對第二轉(zhuǎn)子盤一側(cè)設(shè)置一沿軸向伸出的與第一轉(zhuǎn)子盤同心的第一連接圓環(huán)，在第二轉(zhuǎn)子盤面對第一轉(zhuǎn)子盤的一側(cè)設(shè)置一沿軸向伸出的與第二轉(zhuǎn)子盤同心的第二連接圓環(huán)，第一連接圓環(huán)與第二連接圓環(huán)的內(nèi)徑、外徑和高度均相等，且在第一連接圓環(huán)和第二連接圓環(huán)的對接面上分別設(shè)置有多道凹槽以形成多個(gè)齒牙，第一連接圓環(huán)的齒牙插入第二連接圓環(huán)的凹槽內(nèi)使二者相互嚙合，在第一連接圓環(huán)和第二連接圓環(huán)對接后的外徑上套設(shè)一與第一、第二連接圓環(huán)過盈配合的活動(dòng)圓環(huán)。該轉(zhuǎn)子盤結(jié)構(gòu)方便裝配和維修，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩轉(zhuǎn)子盤同軸度好，穩(wěn)定性高。
文檔編號H02K1/22GK201928169SQ20112003028
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者肖耀軍 申請人:深圳飛能能源有限公司