一种双定子单转子轴向磁通异步电机结构

本发明设计电机，具体涉及一种双定子单转子轴向磁通异步电机结构。

背景技术：

1、异步电机凭借其结构简单，成本低，安全性高等优点在工业生产及日常生活中得到了广泛应用。但传统径向磁通异步电机体积较大、功率密度不高。随着科技的日益进步及工业的快速发展，各行各业对电动机提出了更为苛刻的要求，不仅要求电动机满足驱动性能这个最基本的条件，还要求电动机具有高效率、体积小及高功率密度等特点。

2、相对于径向磁通电机，轴向磁通电机整体体积更小、效率更高、功率密度与转矩密度更大，特别适用于对体积重量有特殊要求的应用领域，比如新能源汽车、电动摩托车、工业机器人、无人机、电动船舶以及电动飞机等。

技术实现思路

1、本发明提供一种双定子单转子轴向磁通异步电机结构，以解决上述背景技术中针对解决现有径向磁通异步电机体积较大、功率密度不高的问题。

2、为了解决上述技术问题，本申请实施例采用了如下的技术方案：

3、一种双定子单转子轴向磁通异步电机结构，包括前端盖、双定子单转子轴向磁通异步电机定子单元、双定子单转子轴向磁通异步电机转子单元、机壳和后端盖；

4、所述双定子单转子轴向磁通异步电机定子单元、双定子单转子轴向磁通异步电机转子单元皆为轴向盘式结构，两个所述双定子单转子轴向磁通异步电机定子单元沿轴向中心线对称设置，所述双定子单转子轴向磁通异步电机转子单元位于两个双定子单转子轴向磁通异步电机定子单元中间，并在两侧分别设置等长的轴向气隙。

5、作为本发明的一种优选方案，所述双定子单转子轴向磁通异步电机定子单元主要由定子铁心、定子绕组和挡油板组成，两个定子单元位于两侧端盖与机壳形成的腔内。

6、作为本发明的一种优选方案，所述定子铁心由硅钢片卷绕而成或由其他导磁材料制成，所述定子铁心的内周壁上开设有若干个凹槽，且多个所述若干凹槽沿着所述定子铁心的周向方向间隔分布。

7、作为本发明的一种优选方案，所述定子铁心凹槽为阶梯槽，所述阶梯槽包括：靠近转子部分和远离转子部分，且所述靠近转子部分孔径大于所述远离转子部分，其中所述靠近转子部分凹槽用于放置所述定子绕组，所述远离转子部分凹槽用于容纳冷却油。

8、作为本发明的一种优选方案，所述定子绕组材料为铜，缠绕在所述定子铁心上，沿着定子铁心的周向方向间隔分布，且分别缠绕在所述定子铁心上，与外部电源连接。

9、作为本发明的一种优选方案，所述挡油板为聚酰亚胺材料或其他不导磁材料，由两个环形端环和辐条连接组成；其中，辐条数量和定子铁心槽数相匹配，辐条宽度和定子铁心槽开口宽度一致；外端环内径与定子铁心外径一致，外端环外径与端盖内径一致，内端环外径和定子铁心内径一致，内端环内径和轴承紧密相连，从而定子铁心、挡油板和端盖形成冷却腔，且在制作时可集成为一体。

10、作为本发明的一种优选方案，所述双定子单转子轴向磁通异步电机转子单元由花键轴、油封、轴承、轴承压板、旋转变压器、转子绕组和转子铁心组成。

11、作为本发明的一种优选方案，所述转子铁心由硅钢片卷绕而成或由其他导磁材料制成，两侧沿周向均匀分布着若干开口槽，其槽数以异步电机定转子极槽配合关系确定。

12、作为本发明的一种优选方案，所述转子绕组材料为铝或其他导电材料，其中，导条呈轮辐状沿径向分布与大小环形端环相连，导条数量与转子铁心开口槽数相对应，导条尺寸与转子铁心开口尺寸一致；外环形端环内径与转子铁心外径一致，内环形端环外径与转子铁心内径一致；两个轮辐状转子绕组分别嵌入转子铁心两侧开口槽并通过固定件连接在一起。

13、作为本发明的一种优选方案，所述转子绕组制造时，导条与端环可用溶化的铝液一次浇铸出来，有利于提高转子整体强度。

14、作为本发明的一种优选方案，所述花键轴材料为中碳钢，起支撑转子铁心和输出机械转矩的作用，两端的轴颈与所述轴承相配合，一般支撑在端盖上，在轴的外表有纵向的键槽，套在轴上的旋转件也有对应的键槽，可保持跟轴同步旋转。

15、作为本发明的一种优选方案，所述油封材料为橡胶，作用为防止润滑油进入转子。

16、作为本发明的一种优选方案，所述旋转变压器作用为识别转子位置及测量转子转速。

17、作为本发明的一种优选方案，所述前端盖和后端盖分别有三个进油口和一个出油口，出油口口径相对进油口更大，且所述进油口与出油口均与所述定子转心凹槽相连通。

18、作为本发明的一种优选方案，所述前端盖和后端盖分别有三个进油口和一个出油口；出油口口径相对进油口要更大，冷却油分别从三个进油口向定子单元的左方位、下方位、右方位流入，然后从定子单元的上方位向出油口流出，保证电机定子单元的充分冷却，两侧定子单元分别固定在前端盖和后端盖上。

19、作为本发明的一种优选方案，具体冷却路线为：冷却油从进油口流入，流经外圈端部绕组与机壳的间隙冷却外圈端部绕组，流经槽部绕组与定子槽之间的间隙冷却槽部绕组，流经内圈端部绕组冷却内圈端部绕组，最终从出油口流出。

20、本发明与现有技术相比，其显著优点在于：结合异步电机结构简单，成本低，安全性高和轴向磁通电机体积小、效率高、功率密度与转矩密度大等优点，提出一种双定子单转子轴向磁通异步电机结构，提高了整体的功率密度，具有良好的散热效果。

技术特征：

1.一种双定子单转子轴向磁通异步电机结构，其特征在于：包括前端盖、双定子单转子轴向磁通异步电机定子单元、双定子单转子轴向磁通异步电机转子单元、机壳和后端盖；

2.根据权利要求1所述的一种双定子单转子轴向磁通异步电机结构，其特征在于，所述双定子单转子轴向磁通异步电机定子单元由定子铁心、定子绕组和挡油板组成，两个定子单元位于两侧端盖与机壳形成的腔内。

3.根据权利要求2所述的一种双定子单转子轴向磁通异步电机结构，其特征在于，所述定子铁心由硅钢片卷绕而成或由其他导磁材料制成，所述定子铁心的内周壁上开设有若干个凹槽，且多个所述若干凹槽沿着所述定子铁心的周向方向间隔分布。

4.根据权利要求3所述的一种双定子单转子轴向磁通异步电机结构，其特征在于，所述定子铁心凹槽为阶梯槽，所述阶梯槽包括：靠近转子部分和远离转子部分，且所述靠近转子部分孔径大于所述远离转子部分，其中所述靠近转子部分凹槽用于放置所述定子绕组，所述远离转子部分凹槽用于容纳冷却油。

5.根据权利要求2所述的一种双定子单转子轴向磁通异步电机结构，其特征在于，所述挡油板为聚酰亚胺材料或其他不导磁材料，由两个环形端环和辐条连接组成；

6.根据权利要求1所述的一种双定子单转子轴向磁通异步电机结构，其特征在于，所述双定子单转子轴向磁通异步电机转子单元由花键轴、油封、轴承、轴承压板、旋转变压器、转子绕组和转子铁心组成。

7.根据权利要求6所述的一种双定子单转子轴向磁通异步电机结构，其特征在于，所述转子铁心由硅钢片卷绕而成或由其他导磁材料制成，两侧沿周向均匀分布着若干开口槽，其槽数以异步电机定转子极槽配合关系确定。

8.根据权利要求7所述的一种双定子单转子轴向磁通异步电机结构，其特征在于，所述转子绕组材料为铝或其他导电材料，由两个环形端环和导条组成；

9.根据权利要求1所述的一种双定子单转子轴向磁通异步电机结构，其特征在于，所述前端盖和后端盖分别有三个进油口和一个出油口，出油口口径相对进油口更大，且所述进油口与出油口均与所述定子转心凹槽相连通。

10.根据权利要求4所述的一种双定子单转子轴向磁通异步电机结构，其特征在于，冷却油的油道位于所述定子铁心的远离转子部分凹槽，冷却油从定子单元的左方位、下方位和右方位流入，从定子单元的上方位流出，有利于整个电机定子单元的充分冷却。

技术总结
本发明公开了一种双定子单转子轴向磁通异步电机结构，包括前端盖、双定子单转子轴向磁通异步电机定子单元、双定子单转子轴向磁通异步电机转子单元、机壳和后端盖，所述双定子单转子轴向磁通异步电机定、转子单元为轴向盘式结构，定子单元包括定子铁心、定子绕组和挡油板，固定于前、后端盖和机壳上，定子铁心槽底部上设有油道；转子单元包括转子铁心、转子绕组、花键轴、油封、轴承、轴承压板和旋转变压器，中间两个由端环和导条组成的转子绕组分别嵌入转子铁心两侧的开口槽，并通过固定件连接在一起；所述前端盖和后端盖分别有三个进油口和一个出油口。本发明能够减小了体积，提高了功率密度，安装工艺性和散热效果好。

技术研发人员：耿伟伟,傅羽,王晶,葛士荣,王帅
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16