一种盘式转子结构以及盘式电机的制作方法

本实用新型涉及电机技术领域，更具体地说，涉及一种盘式转子结构以及盘式电机。

背景技术：

径向磁场电机和轴向磁场电机(也叫盘式电机)是电机领域的两个技术分支。目前，盘式电机由于具有更高的铁芯利用率、更大的功率密度以及更高的转矩密度等优点，广泛应用于对电机体积和重量有严格要求的场合。

请参阅图1，图1为现有技术所提供的一种盘式转子的结构示意图；

该盘式转子结构包括背铁100和磁钢200，其中，磁钢200通过碳纤维300 编织缠绕固定在背铁100上。由于采用碳纤维300的缠绕工艺，碳纤维300缠绕过程中，由于缠绕位置不可控，一致性以及可靠性均较差，不适宜于大批量生产。

因此，如何提高盘式转子结构的一致性和可靠性，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是如何提高盘式转子结构的一致性和可靠性，为此，本实用新型提供了一种盘式转子结构以及盘式电机。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种盘式转子结构，包括背铁、磁钢、转子支架以及支撑组件，其中，所述背铁固定在所述转子支架内部；所述磁钢与所述背铁相贴合并通过所述支撑组件固定在所述转子支架的内部。

优选地，在上述盘式转子结构中，所述背铁包括齿、槽和轭，所述齿和所述槽间隔布置，所述轭位于所述齿和所述槽的背后。

优选地，在上述盘式转子结构中，所述背铁为卷绕而成的硅钢片或者整体导磁铁芯。

优选地，在上述盘式转子结构中，所述转子支架包括：

支架固定部；

定位所述磁钢的外周面的支架保持部；以及

自所述支架保持部向所述支架固定部延伸的支架辐条，所述支架辐条位于所述槽中，相邻的所述支架辐条之间形成支架通孔，所述支架通孔与所述齿相配合。

优选地，在上述盘式转子结构中，所述支撑组件包括：

固定在所述支架固定部上的支撑部；以及

自所述支撑部向径向延伸的支撑筋，相邻的所述支撑筋之间设置有所述磁钢。

优选地，在上述盘式转子结构中，所述支撑组件还包括设置在所述支撑部远离所述转子支架的端面上的支撑卡扣，所述磁钢上设置有与所述支撑卡扣相配合的卡接部。

优选地，在上述盘式转子结构中，所述磁钢与所述槽位置正对。

优选地，在上述盘式转子结构中，所述磁钢的数量、所述齿和所述槽的数量相等。

优选地，在上述盘式转子结构中，所述磁钢沿着径向分段设置。

本实用新型还公开了一种盘式电机，包括如上述中任一项所述的盘式转子结构。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型中的所述背铁固定在所述转子支架内部；所述磁钢与所述背铁相贴合并通过所述支撑组件固定在所述转子支架的内部。本实用新型的盘式转子结构中，背铁通过自身结构转子支架上，磁钢通过支撑组件固定在转子支架上，与现有技术相比，背铁与转子支架的固定以及支撑组件与转子支架的固定，其固定位置相对稳定，一致性以及可靠性均有所提高，从而适合批量化生成。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术所提供的一种盘式转子结构的局部结构示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的一种盘式转子结构的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例所提供的一种盘式转子结构的爆炸结构示意图；

图4为本实用新型实施例所提供的背铁的结构示意图；

图5为本实用新型实施例所提供的转子支架的结构示意图；

图6为本实用新型实施例所提供的支撑组件的结构示意图；

图7为本实用新型实施例所提供的磁钢的结构示意图。

其中，100为背铁、200为磁钢、300为碳纤维、400为转子支架、500为支撑组件、101为齿、102为槽、103为轭、201为卡接部、401为支架保持部、402 为支架固定部、403为支架辐条、404为支架通孔、501为支撑部、502为支撑筋、503为支撑卡扣。

具体实施方式

盘式电机：盘式电机也叫轴向磁场电机，其电机内部的磁场的方向是沿着轴向。由于轴向磁场电机一般都呈现扁平状，因此也叫盘式电机。

直轴电感：在电机的d-q坐标系中(d轴和q轴是电机转子上建立的一个坐标系，此坐标系与转子同步转动，取转子磁场方向为d轴，垂直于转子磁场方向为q轴)，相绕组在d轴方向上的电感。

交轴电感：在电机的d-q坐标系中(d轴和q轴是电机转子上建立的一个坐标系，此坐标系与转子同步转动，取转子磁场方向为d轴，垂直于转子磁场方向为q轴)，相绕组在q轴方向上的电感。

为此，本实用新型的核心在于提供一种盘式转子结构以及盘式电机，以提高盘式转子结构的一致性和可靠性。

此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

请参阅图1至图7 ，本实用新型实施例所公开的盘式转子结构，包括背铁 100、磁钢200、转子支架400以及支撑组件500，其中，背铁100固定在转子支架400内部；磁钢200与背铁100相贴合并通过支撑组件500固定在转子支架400 的内部。

本实用新型的盘式转子结构中，背铁100通过自身结构转子支架400上，磁钢200通过支撑组件500固定在转子支架400上，与现有技术相比，背铁100 与转子支架400的固定以及支撑组件500与转子支架400的固定，其固定位置相对稳定，一致性以及可靠性均有所提高，从而适合批量化生成。

能够实现背铁100固定在转子支架400上的结构有很多种，本实用新型具体介绍其中一种：

如图4所示，本实用新型实施例中背铁100包括齿101、槽102和轭103，齿 101和槽102间隔布置，轭103位于齿101和槽102的背后。

轭103的作用是形成磁极和磁极之间磁场的通路。背铁100上齿101和槽 102的数量可以等于盘式转子结构上所有磁钢200的数量，或者小于或者大于。在本实用新型实施例中优选的等于。当背铁100上齿101和槽102的数量等于盘式转子结构上所有磁钢200的数量时，每片磁钢200正对着背铁100上的每个槽 102进行布置。如图7所示。分别跨接在磁钢200两侧的齿可以形成每片磁钢200 的磁场分流通路，将磁场导向到轭103。

背铁100为导磁材料加工而成，例如：背铁100为卷绕而成的硅钢片或者整体导磁铁芯。

本实用新型另一实施例中，磁钢200沿着径向分段设置，磁钢200分段用来降低磁钢200的涡流损耗。

由于在每片磁钢200的正对面具有开槽结构，因此转子的d轴磁路和q轴磁路不对称，d轴电感<q轴电感，根据公式：

Tem＝p·[ψfiq+(Ld-Lq)idiq]

式中，p为电机极对数，Ψf为转子磁链，id为d轴电流、iq为q轴电流。

因此，在电机的转矩中会增加上述公式后半部分的磁阻转矩分量(前半部分为永磁体转矩分量)。从而增加电机的转矩密度。除此之外，在电机弱磁时，由于需要增加直轴电流分量id，因此在该结构中，该id电流分量除了弱磁之外，还同样产生磁阻转矩分量。该转子盘结构可以改变传统的大多数表贴式磁钢200盘式电机转子磁路对称的特点(直轴电感Ld＝交轴电感Lq)，使得Ld<Lq，增加电机的磁阻转矩分量，提高电机的转矩密度，同时提高电机在高速区的弱磁性能。

为了提高转子支架400的强度，转子支架400由高强度合金材料或者高强度纤维复合材料制造而成，本实用新型实施例中具体介绍转子支架400的一种具体结构，请参阅图5，该转子支架400包括：支架固定部402；定位磁钢200 的外周面的支架保持部401；以及自支架保持部401向支架固定部402延伸的支架辐条403，支架辐条403位于槽102中，相邻的支架辐条403之间形成支架通孔404，支架通孔404与齿101相配合。

由于支架辐条403内嵌在背铁100的槽102中，因此支架辐条403被背铁100 和磁钢200所包围。磁钢200和背铁100之间具有巨大的磁吸力，可以使得结构牢靠。支架通孔404用来放置背铁100的齿101，支架固定部402用来通过螺栓连接转子和转轴。支架保持部401用来将磁钢200的外圆周固定，用来抵御转子组件在高速旋转时所产生的离心力。

能够实现支撑固定磁钢200的结构有很多种，本实用新型实施例中具体介绍其中一种，请参阅图6，该支撑组件500包括：固定在支架固定部402上的支撑部501；以及自支撑部501向径向延伸的支撑筋502，相邻的支撑筋502之间设置有磁钢200。背铁100和转子支架400安装好之后，通过支撑组件500将磁钢200固定在转子支架400上。其中，支撑组件500通过螺栓固定在转子支架400 的支架固定部402上。支撑筋502一方面用来将磁钢200在圆周方向上定位，另一方面用来承受部分磁钢200的切向转矩。

磁钢200通过过盈配合固定在相邻的支撑筋502之间，或者，本实用新型实施例中通过设置支撑卡扣503将磁钢200固定在相邻的支撑筋502之间，该支撑卡扣503可以设置在支撑筋502上，还可以设置在支撑部501上。本实用新型实施例优选地将支撑卡扣503设置在支撑部501远离转子支架400的端面上的支撑卡扣503，而磁钢200上设置有与支撑卡扣503相配合的卡接部201。

本实用新型还公开了一种盘式电机，包括如上述中任一项所述的盘式转子结构。由于上述盘式转子结构具有以上优点，包括上述盘式转子结构的盘式电机也具有相应的效果，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。