定子支架及SMC无轭型轴向磁场电机的制作方法

本实用新型涉及电机领域，特别是指一种定子支架及具有该支架的SMC无轭型轴向磁场电机。

背景技术：

轴向永磁电机(axial flux permanent magnet machine，AFPMM)也称盘式永磁电机(或轴向磁场/磁通电机)，气隙呈平面型，气隙磁场沿轴向分布，因其结构紧凑、效率高、功率密度大等优点获得越来越多的关注。AFPMM尤其适合应用于电动车辆、可再生能源系统、飞轮储能系统和工业设备等要求高转矩密度和空间紧凑的场合。

图1示出了无轭型轴向磁场电机的一种典型结构，其包括位于中间的定子组件和位于两侧的转子组件，其中：定子组件包括定子铁芯6'、绕设在定子铁芯6'上的定子线圈5'、以及用于固定定子铁芯6'和定子线圈5'的定子支架1'，定子铁芯6'通常采用软磁复合材料(Soft Magnetic Composite，SMC)制成，以降低涡流损耗；转子组件包括位于定子组件两侧成对设置的磁钢4'、设置在磁钢4'背面的转子导磁板3'、以及设置在转子导磁板3'背面的转子支撑2'。

电机的一个难点在于需要提供足够的冷却。对于具有高转矩密度的轴向磁场电机来说，冷却尤为重要，在高转矩下，线圈中产生大量的热，如果不能及时对线圈进行冷却，将对能够使用的转矩造成极大的限制。

专利文献CN103329410B公开了一种电机过模制构造，其定子壳体包括相配合的两个蛤壳，蛤壳采用增强塑料注塑成型，两个蛤壳形成的腔室内充入冷却介质，冷却介质能够围绕定子线圈循环以冷却定子线圈。发明人在研究过程中发现，该专利文献虽然提供了一种定子固定及线圈冷却的方案，但仍存在如下技术问题：定子壳体采用塑料对定子铁芯、线圈进行固定和密封冷却，需要塑料模具，制造难度大，成本高，且易形成漏液。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种定子铁芯固定方便且更容易将线圈热量带走的定子支架及SMC无轭型轴向磁场电机。

为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：

一方面，提供一种定子支架，用于支撑分块式定子铁芯和定子线圈，包括内圈、外圈、以及位于所述内圈和外圈之间的若干连接部，相邻两连接部之间形成有用于放置所述定子铁芯和定子线圈的透孔，所述透孔的形状和大小与所述定子线圈的形状和大小相适应以使得所述定子线圈放入所述透孔中后两者相互接触，所述透孔的深度与所述定子线圈的高度相一致；所述内圈、外圈和连接部为一体式非铁磁金属结构。

进一步的，所述内圈的内表面上设置有与所述透孔相连通的螺孔，所述螺孔内安装有用于固定所述定子铁芯和定子线圈的螺钉；

或者，所述外圈的外表面上设置有与所述透孔相连通的螺孔，所述螺孔内安装有用于固定所述定子铁芯和定子线圈的螺钉；

或者，所述透孔的端面上设置有用于固定所述定子铁芯和定子线圈的镂空盖板。

进一步的，所述定子支架的材质为铝或铜。

另一方面，提供一种SMC无轭型轴向磁场电机，包括定子组件和位于所述定子组件两侧的转子组件，所述定子组件包括采用SMC材料制成的定子铁芯和绕设在所述定子铁芯上的定子线圈，所述转子组件包括位于所述定子组件两侧成对设置的磁钢、设置在所述磁钢背面的转子导磁板、以及设置在所述转子导磁板背面的转子支撑，其中，所述定子组件还包括上述的定子支架，所述定子支架上连接有散热装置。

进一步的，所述透孔和定子线圈之间涂设有导热胶。

进一步的，所述定子支架的外部设置有定子壳体，所述散热装置设置在所述定子壳体上。

进一步的，所述散热装置为风冷或油冷散热装置。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型中，定子支架为一体式金属材质，制造难度低，成本可控，工艺简便，对定子铁芯和定子线圈固定方便，并且通过金属本身向外导热，导热快速，更容易将定子线圈上的热量带走，无需设置密闭腔体，不存在漏液的风险。

附图说明

图1为现有技术中无轭型轴向磁场电机的典型结构示意图；

图2为本实用新型的定子支架的结构示意图，其中(a)为端面正视图，(b)为立体图；

图3为图2所示定子支架的使用状态示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，本实用新型提供一种定子支架，用于支撑分块式定子铁芯和定子线圈，如图2-3所示，包括内圈1、外圈2、以及位于内圈1和外圈2之间的若干连接部3(沿径向分布)，相邻两连接部3之间形成有用于放置定子铁芯5和定子线圈6的透孔4(每个透孔内放置一组定子铁芯和定子线圈)，透孔4的形状和大小与定子线圈6的形状和大小相适应(形状相同，大小相同或比定子线圈略大一点)，以使得定子线圈6放入透孔4中后两者相互接触实现紧密配合，透孔4的深度与定子线圈6的高度相一致，以实现两者全面接触，提高导热速度；内圈1、外圈2和连接部3为一体式非铁磁金属结构，优选为导热性能好、成本相对低的铝或铜等材质。

本实用新型的定子支架，包括内圈、外圈、以及位于内圈和外圈之间的若干连接部，相邻两连接部之间形成有用于放置定子铁芯和定子线圈的透孔，由于透孔的形状和大小与定子线圈的形状和大小相适应，故将分块式定子铁芯和定子线圈安装入透孔中后，定子线圈与透孔紧密配合，从而可实现定子铁芯和定子线圈的牢固固定；并且，由于内圈、外圈和连接部为一体式金属结构，金属导热快，故能够将定子线圈上的热量快速带走。

综上，本实用新型的定子支架为一体式金属材质，制造难度低，成本可控，工艺简便，对定子铁芯和定子线圈固定方便，并且通过金属本身向外导热，导热快速，更容易将定子线圈上的热量带走，无需设置密闭腔体，不存在漏液的风险。

本实用新型中，为提高定子铁芯的固定牢固性，可以采用以下辅助固定方式(图中未示出)：

在内圈1的内表面上设置与透孔4相连通的螺孔，所述螺孔内安装有用于固定所述定子铁芯和定子线圈的螺钉；

或者，在外圈2的外表面上设置与透孔4相连通的螺孔，所述螺孔内安装有用于固定所述定子铁芯和定子线圈的螺钉；

或者，透孔4的端面上设置有用于固定所述定子铁芯和定子线圈的镂空盖板，具体的，镂空盖板可以仅将定子铁芯的边缘盖住固定即可，镂空盖板优选为非铁磁材料，其可通过螺钉或卡接等方式固定。

另一方面，本实用新型提供一种SMC无轭型轴向磁场电机，包括定子组件和位于所述定子组件两侧的转子组件，所述定子组件包括采用SMC材料制成的定子铁芯和绕设在所述定子铁芯上的定子线圈，所述转子组件包括位于所述定子组件两侧成对设置的磁钢、设置在所述磁钢背面的转子导磁板、以及设置在所述转子导磁板背面的转子支撑，其中，所述定子组件还包括上述的定子支架，定子支架上连接有散热装置。由于定子支架结构与上相同，故此处不再赘述。

本实用新型的SMC无轭型轴向磁场电机中，定子支架为一体式金属材质，制造难度低，成本可控，工艺简便，对定子铁芯和定子线圈固定方便，并且通过金属本身向外导热，导热快速，更容易将定子线圈上的热量带走，无需设置密闭腔体，不存在漏液的风险。

为减小透孔4和定子线圈6之间的缝隙，提高导热效率，透孔4和定子线圈6之间可以涂设有导热胶。

本实用新型中，定子支架可以视作为定子壳体，此时其外部无需额外设置定子壳体；为提高制造方便性，定子支架也可以视作为设置在定子壳体内的元件，此时需要在定子支架上设置定子壳体(环形筒状即可，用于保护内部器件且对外起连接固定作用)，所述散热装置设置在该定子壳体上，热量传导至定子支架后，再经定子壳体传导至散热装置从而实现散热。

散热装置可以为风冷或油冷等各种类型的散热装置，由于其为本领域的公知常识，故此处不再详述。当散热装置采用油冷方式时，优选的，还可以在定子支架内部设置油路循环通道，以进一步提高散热能力。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。