本發(fā)明涉及軸向磁場電機轉子，具體涉及一種低振動、低損耗和低轉動慣量的盤式電機轉子結構。

背景技術：

1、軸向磁場永磁電機也即盤式電機，由于結構緊湊、體積小、重量輕、轉矩密度高，在市場上被廣泛應用?，F(xiàn)有盤式電機的轉子磁鋼的固定采用緾繞碳纖維的方式已成為一種主流的方法，然而碳纖維雖有足夠的強度，磁鋼在高速旋轉情況下產生的強大的離心力也會使碳纖維產生較大的拉伸變形，從而使磁鋼松動并在運轉中產生振動，影響電機使用壽命。

2、另外，盤式電機的轉子盤主要實現(xiàn)對磁鋼的支撐作用，需要較高的強度，并且要能夠抵抗碳纖維緾繞時的張緊力而不變形，因此，目前市場應用中轉子盤在通常采用金屬材質制成。當金屬處于變化的磁場中，或者金屬在磁場中運動時，金屬體內會產生感應電動勢，從而在金屬體內產生電流。這種電流在金屬內沿著一個一個閉合回路流動，形成渦流。轉子盤中金屬材質形成的渦流一方面會產生額外的熱量，對于盤式電機的散熱提出了更高的要求；另一方面，渦流也會造成較多能源損耗。盤式電機由于轉子直徑大，轉動慣量大，導致電機響應緩慢。

3、因此，開發(fā)一種具有減震、防渦流損耗和低轉動慣量的轉子固定結構具有較好的市場應用前景。

4、應該注意，上面對技術背景的介紹只是為了方便對本申請的技術方案進行清楚、完整的說明，并方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本申請的背景技術部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種低振動、低損耗和低轉動慣量的盤式電機轉子結構，通過在轉子盤與磁鋼固定連接位置設置間隙并填充彈性膠，能夠很大程度緩解轉子轉動過程中磁鋼的振動和噪音，提高轉子長時間運行的穩(wěn)定性；同時，將轉子盤部分或者全部采用高分子材料制成，最大限度減少渦流發(fā)熱和能源損耗，節(jié)能環(huán)保。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種低振動、低損耗和低轉動慣量的盤式電機轉子結構，包括轉子盤、磁鋼和碳纖維環(huán)，所述轉子盤上沿周向均勻設置有若干支撐輻條，所述支撐輻條的兩側均設置有第一限位部，所述磁鋼的兩側設置有第二限位部，所述第二限位部與所述第一限位部卡接，以使所述磁鋼卡接固定在相鄰的所述支撐輻條之間，所述第一限位部與所述第二限位部之間設置有第一間隙，所述磁鋼第一端與所述轉子盤之間設置有第二間隙，所述第一間隙與所述第二間隙內均填充彈性膠，所述碳纖維環(huán)套設在所述磁鋼第二端的外周上。

3、進一步地，所述第一限位部為凹形、第二限位部為凸形，或者所述第一限位部為凸形、第二限位部為凹形。

4、進一步地，所述彈性膠包括但不限于硅橡膠膠水、聚氨酯膠、聚酯彈性體、環(huán)氧樹脂膠中的一種。

5、進一步地，所述第一限位部和第二限位部均為方形。

6、進一步地，所述轉子盤與所述支撐輻條均為鋁或者特種工程塑料制成。

7、進一步地，所述轉子盤包括基座和支撐環(huán)，所述支撐環(huán)的內周卡接在所述基座的外周上固定，所述支撐輻條沿所述支撐環(huán)外周的周向均勻設置。

8、進一步地，所述基座為鋁制成，所述支撐環(huán)和支撐輻條為特種工程塑料制成。

9、進一步地，所述特種工程塑料包括但不限于聚醚醚酮、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺、聚苯并咪唑、熱塑性聚酰亞胺中的一種。

10、進一步地，所述碳纖維環(huán)為碳纖維帶多層纏繞在所述磁鋼的外周形成。

11、本發(fā)明的上述方案有如下的有益效果：

12、1.本發(fā)明提供的低振動、低損耗和低轉動慣量的盤式電機轉子結構，在轉子盤與磁鋼卡接處位置設置第一間隙，磁鋼底部與轉子盤抵接處設置有第二間隙，并對第一間隙和第二間隙內填充彈性膠，能夠很大程度緩解轉子轉動過程中磁鋼的振動，從而能夠有效減低軸向電機的振動和噪音，提高轉子長時間運行的穩(wěn)定性。

13、2.本發(fā)明的轉子結構中轉子盤可以全部或者至少靠近并支撐磁鋼的部分采用特種工程塑料制成，在滿足碳纖維環(huán)張力及對于磁鋼承載力的同時，塑料制成的支撐輻條在磁鋼形成的磁場中運動時不會形成渦流，能最大限度減少磁場渦流發(fā)熱和能源損耗，降低對于散熱系統(tǒng)的負擔；與此同時，軸向電機的轉子本身盤面大使得其自重較大，轉動慣量較大，使用特種工程塑料制成轉子盤能減輕轉子自重，顯著降低轉動慣量，轉子啟動所需扭矩和制動所需制動力矩都減小，也有效減低能耗，同時軸向電機的運行穩(wěn)定性能更好。

14、本發(fā)明的其它有益效果將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

技術特征：

1.一種低振動、低損耗和低轉動慣量的盤式電機轉子結構，包括轉子盤(1)、磁鋼(2)和碳纖維環(huán)(3)，其特征在于，所述轉子盤(1)上沿周向均勻設置有若干支撐輻條(13)，所述支撐輻條(13)的兩側均設置有第一限位部(11)，所述磁鋼(2)的兩側設置有第二限位部(21)，所述第二限位部(21)與所述第一限位部(11)卡接，以使所述磁鋼(3)卡接在相鄰的所述支撐輻條(13)之間，所述第一限位部(11)與所述第二限位部(21)之間設置有第一間隙(4)，所述磁鋼(3)第一端與所述轉子盤(1)之間設置有第二間隙(5)，所述第一間隙(4)與所述第二間隙(5)內均填充彈性膠，所述碳纖維環(huán)(3)套設在所述磁鋼(2)第二端的外周上。

2.根據(jù)權利要求1所述的低振動、低損耗和低轉動慣量的盤式電機轉子結構，其特征在于，所述第一限位部(11)為凹形、第二限位部(21)為凸形，或者所述第一限位部(11)為凸形、第二限位部(21)為凹形。

3.根據(jù)權利要求2所述的低振動、低損耗和低轉動慣量的盤式電機轉子結構，其特征在于，所述第一限位部(11)和第二限位部(21)均為方形。

4.根據(jù)權利要求1所述的低振動、低損耗和低轉動慣量的盤式電機轉子結構，其特征在于，所述彈性膠包括但不限于硅橡膠膠水、聚氨酯膠、聚酯彈性體、環(huán)氧樹脂膠中的一種。

5.根據(jù)權利要求1所述的低振動、低損耗和低轉動慣量的盤式電機轉子結構，其特征在于，所述轉子盤(1)與所述支撐輻條(13)均為鋁或者特種工程塑料制成。

6.根據(jù)權利要求1所述的低振動、低損耗和低轉動慣量的盤式電機轉子結構，其特征在于，所述轉子盤(1)包括基座(12)和支撐環(huán)(14)，所述支撐環(huán)(14)的內周卡接在所述基座(12)的外周上固定，所述支撐輻條(13)沿所述支撐環(huán)(14)外周的周向均勻設置。

7.根據(jù)權利要求6所述的低振動、低損耗和低轉動慣量的盤式電機轉子結構，其特征在于，所述基座(12)為鋁制成，所述支撐環(huán)(14)和支撐輻條(13)為特種工程塑料制成。

8.根據(jù)權利要求5或者權利要求7所述的低振動、低損耗和低轉動慣量的盤式電機轉子結構，其特征在于，所述特種工程塑料包括但不限于聚醚醚酮、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺、聚苯并咪唑、熱塑性聚酰亞胺中的一種。

9.根據(jù)權利要求1所述的低振動、低損耗和低轉動慣量的盤式電機轉子結構，其特征在于，所述碳纖維環(huán)(3)為碳纖維帶多層纏繞在所述磁鋼(2)的外周形成。

技術總結
本發(fā)明提供了一種低振動、低損耗和低轉動慣量的盤式電機轉子結構，包括轉子盤、磁鋼和碳纖維環(huán)，轉子盤上沿周向均勻設置有若干支撐輻條，支撐輻條的兩側均設置有第一限位部，磁鋼的兩側設置有第二限位部，第二限位部與第一限位部卡接，第一限位部與第二限位部之間設置有第一間隙，磁鋼第一端與轉子盤之間設置有第二間隙，第一間隙與第二間隙內填充彈性膠，碳纖維環(huán)套設在磁鋼的外周。該轉子結構在轉子盤與磁鋼抵接處分別設置間隙并填充彈性膠，能夠緩解轉子轉動過程中磁鋼的振動，從而有效降低軸向電機的振動和噪音。轉子盤部分或者全部采用輕量化特種工程塑料制成，能有效避免渦流發(fā)熱，降低損耗，減小轉動慣量，顯著提高電機響應速度。

技術研發(fā)人員：曾卓,曾維,肖卓玉
受保護的技術使用者：湖南眾聯(lián)鑫創(chuàng)動力科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6