永磁盘式电机及转子组件安装方法与流程

1.本发明涉及一种永磁盘式电机，具体涉及永磁盘式无刷无铁芯电机的转子安装方法。


背景技术：

2.永磁盘式电机的外形呈薄饼状，主要由定子和转子两部分组成。无刷电机的定子是电枢盘，转子是由铁轭盘和永磁体组成。
3.定子和转子是圆环形的盘状结构，定子盘和转子盘垂直于电机轴设置。由线圈绕制叠放的电枢盘定子在中间，盘式电机的绕组经过绕组元件成形及盘型绕组绝缘材料灌注成形，形成整个圆环形的定子电枢盘。
4.永磁盘式电机由于使用了永磁材料而无励磁损耗，定子没有铁芯，因此没有铁损耗。且定转子盘平行排列，使得电机效率比圆柱式电机高，但盘式电机的制作工艺比较复杂，要求较高，特别是定子电枢盘的加工较为精密，需要精确控制好轴向尺寸。
5.由于永磁盘式无刷电机的特殊结构，需要精确控制转子与定子的轴向间隙，以保证转子与定子之间不能相互碰擦，常规的做法是安装多个轴承来保证轴向和径向精确支撑，而轴向精确支撑的角度轴承或平面轴承价格比较高。以百瓦级别的小型电机来说，一个角度轴承的价格已经占电机成本的一半，性价比不高。
6.现有电机较多是安装两个轴承，加上轴承内外衬套，两个轴承内圈定位固定圈，再加上两个轴承外圈定位固定圈，其累计轴向定位误差比较大，安装不良品高。这样采用深沟球轴承一般不能用于轴向窜动定位。以内径8
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50mm的轴承为例，安装后难以保证轴向窜动控制在0.05mm范围内。
7.盘式电机具有体积小、重量轻、结构紧凑、功率密度高、效率高等优点，是依靠电池驱动的理想电机选择。


技术实现要素：

8.本发明一种永磁盘式电机及转子组件安装方法：由导磁金属盘贴装永磁体叫磁轭，复数个永磁体s、n交替环形一周排列；由导磁金属盘冲压形成台阶的叫铁轭；其共同形成转子组件。
9.所述磁轭和铁轭共同安装在一个轴承上，安装在一个轴承的外圈上，利用永磁体吸力相互迫紧，利用一个深沟球轴承的定位精度，实现转子的轴向定位。
10.所述在永磁体吸力下，磁轭和铁轭相互拉紧，分别作用于轴承外圈两侧的端部立面，相互紧密被压紧，从而使得一个深沟球轴承，就能够控制转子的轴向窜动定位。
11.所述一个深沟球轴承的轴向定位精度，就是转子的轴向定位精度，利用一个轴承的定位精度，控制转子的轴向窜动定位。
12.本发明采用低成本常用的深沟球轴承，采用大圈体，窄细圈体，小球珠轴承，利用这一特性实现低成本来用于电机转子的轴向窜动定位精度。以内径8
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50mm，宽度小于7mm的
轴承为例，轻易能保证单个轴承安装后，轴向窜动控制在0.05mm范围内。
13.所述磁轭，铁轭的内圈延申臂相互套接，相互握手搭桥式叠套接，充当磁路，使得磁力线只走一个气隙，磁路缩短了一半。
14.本发明磁轭、铁轭和永磁体组成的转子组件，因为采用延申臂结构，内圈安装有两个轴承，更加好地控制所述转子盘的轴向尺寸精度，能够容易地控制转子盘外圈轴向跳动，以节约气隙长度。即转子组件利用两个轴承控制所述转子盘的轴向跳动精度。
15.本发明技术方案一：为了降低工艺成本，本发明采用单边磁轭安装永磁体，对面的铁轭不安装永磁体，生产成本低。
16.如果磁轭采用楔形角会产生锅底效应，贴装平面的永磁体会在底部出现局部空隙，本发明安装永磁体的磁轭是采用平板式，安装永磁体不会有锥度面出现锅底效应。所述磁轭外圈边缘设置有凸起台阶，形成环箍，用来箍住永磁体。
17.本发明技术方案二：为了简化工艺，铁轭的外导磁区域向永磁体呈楔形角，来缩小间隙，减短磁路，提高电机效率。
18.所述磁轭、铁轭气隙呈楔形角，只在没有贴装永磁体的铁轭盘上斜置。仅铁轭盘斜置，气隙形成∠夹角，能够有效降低成本。所述铁轭靠近外圆气隙短，靠近内圆气隙长，形成∠夹角能够在气隙中容纳近相等截面的电枢导线，来降低电枢电阻，提高电机效率。
19.所述铁轭转子盘内侧面避空，设置避空区域，用以避让电枢盘内线圈连接端部的厚度。
20.所述铁轭采用冲压成型，形成所述凸起的加强筋，增加了铁轭外圈导磁区域与支撑区域连接刚性，凸起齿也是充当风扇叶，带动气流流动，为电机提供散热。
21.所述铁轭凸起的延申臂呈锐角形状。
22.所述铁轭的复数个凸起齿与永磁体等数，和永磁体与永磁体之间的中线对应安装，来提升导磁率。
23.所述电枢盘封装在固定架上再与电机壳体螺接，其相互转动可以让电枢盘左右移动，这样转子组件与定子电枢盘安装很容易调整间隙，避免擦碰失效。电机轴承内圈设置电机壳体上。
24.下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明：图1为本发明提供的盘式电机剖面结构示意图；图2本发明实施例的转子剖视图和铁轭与永磁体关系透视示意图；图3本发明实施例的转子磁路的示意图；其中：1、磁轭；2、铁轭；3、电枢盘；4、永磁体；5、轴承；6、绕组端部线；7、电机壳体；8、环箍；9、齿轮；10、凸起齿；11、固定架。
25.如图1
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3所示，本发明永磁盘式电机的铁轭（2）是用导磁金属板冲压形成台阶。所述仅铁轭（2）斜置，气隙呈楔形角，气隙形成∠夹角。所述铁轭（2）转子盘内侧面避空，设置避空区域，用以避让电枢盘（3）内线圈连接端部的厚度，绕组端部线（6）。
26.进一步地，铁轭（2）采用冲压或压铸成型，形成所述凸起的加强筋，增加了铁轭（2）外圈导磁区域与支撑区域连接刚性，凸起齿也是充当风扇叶。
27.所述磁轭（1）车制台阶环箍（8），再车制平面用于贴装永磁体（4），永磁体（4）s、n交
替环形一周排列。所述磁轭（1）、铁轭（2）的内圈延申臂相互叠套接，安装在轴承外圈上，相互握手搭桥式套接，充当磁路。
28.所述磁轭（1）和铁轭（2）共同安装在一个轴承（5）外圈上，利用永磁体（4）吸力相互迫紧，用一个轴承（5）的定位精度，实现转子的轴向定位。所述在永磁体（4）吸力下，磁轭（1）和铁轭（2）相互拉紧，分别作用于轴承（5）外圈两侧的端部立面，相互紧密被压紧，从而使得一个深沟球轴承，就能够控制转子的轴向窜动定位。所述磁轭（1）、铁轭（2）的相抵处留有间隙。
29.进一步地，轴承（5）采用低成本常用的深沟球轴承，采用大圈体，窄细圈体，小球珠轴承，利用这一特性实现低成本来控制电机转子的轴向窜动，保证定位精度。以内径8
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50mm，宽度小于7mm的轴承为例，轻易能保证单个轴承安装后，轴向窜动控制在0.05mm范围内。
30.本发明磁轭（1）、铁轭（2）和永磁体（4）组成的转子组件，因为采用延申臂结构，内圈安装有两个轴承，更加好地控制所述转子盘的轴向尺寸精度，能够容易地控制转子盘外圈轴向跳动，以节约气隙长度。转子组件连接输出齿轮（9）。
31.所述铁轭（2）的复数个凸起齿（10）与永磁体等数，和永磁体与永磁体之间中线对应的位置来安装，来提升导磁率。
32.进一步地，所述两个轴承内圈的衬套，安装时压入压紧在电机壳体轴上，来保证轴承（5）内圈无间隙精确定位，无轴向窜动间隙。
33.进一步地，所述电枢盘（3）封装在固定架（11）上。固定架（11）内侧车制螺纹；电机壳体外圆车制螺纹；所述固定架（11）与电机壳体螺接。电机轴承内圈安装在电机壳体上。