一種軸向結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種軸向結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)，尤其是涉及采用非晶和納米晶金屬材料裝配成的軸向結(jié)構(gòu)永磁發(fā)電機(jī)或電動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]非晶和納米晶金屬軟磁材料具有高磁導(dǎo)率、低剩磁、低損耗、寬頻特性等優(yōu)異性能，被用于高頻變壓器、共模電感、濾波器和互感器等器件，對電源的高頻小型化和高效化的發(fā)展起到了很好的促進(jìn)作用。隨著電動汽車、風(fēng)電等新能源行業(yè)的市場興起，高效非晶和納米晶永磁電機(jī)越來越被重視;傳統(tǒng)非晶和納米晶永磁電機(jī)多為徑向結(jié)構(gòu)，且定子鐵芯多為硅鋼軟磁金屬材料;非晶和納米晶金屬材料應(yīng)用于電機(jī)定子，可以提高電機(jī)的功率密度和機(jī)械特性，降低電機(jī)制作成本;非晶和納米晶材料的低損耗特性可以顯著提高電機(jī)效率，高磁導(dǎo)率特性還可以提高電機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩，寬頻特性還可以提高電機(jī)高轉(zhuǎn)速下的輸出機(jī)械特性硬度，
[0003]尤其是電動汽車用永磁電動機(jī)和數(shù)控機(jī)床高轉(zhuǎn)速電動機(jī)效果更佳明顯。將非晶和納米晶金屬材料用于傳統(tǒng)徑向結(jié)構(gòu)電機(jī)，最大的瓶頸是加工問題，目前的加工技術(shù)效率低，成本高，很難推動非晶和納米晶電機(jī)的產(chǎn)業(yè)化；因此解決非晶電機(jī)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)就在于找到一種適合非晶金屬材料的加工方式或者一種新型的電機(jī)結(jié)構(gòu)，推動非晶電機(jī)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮閁S7018498B2、名稱為一種三維非晶塊體及其制造方法的美國專利文件公布了一種適用于軸向電機(jī)定子的非晶塊體制造方法，將非晶帶材卷繞成環(huán)形，將環(huán)形鐵芯浸漆固化成型，采用機(jī)械切割方式將環(huán)型鐵芯沿半徑方向切割，保持切槽深度滿足繞線要求，剩余未且斷的環(huán)形非晶鐵芯用來做定子齒之間的導(dǎo)磁軛，定子齒為鍥型，非晶切割鐵芯用于軸向結(jié)構(gòu)電機(jī)定子，該專利文件通過設(shè)計一種新型的電機(jī)軸向結(jié)構(gòu)，很好的利用了帶材導(dǎo)磁方向，進(jìn)而解決了非晶定子鐵芯加工難的問題;該專利文件雖然在一定程度上解決了加工問題，但是在加工定子齒時要求切割精度很高，而且加工周期長，造成材料的大量浪費(fèi)，成本依然是最大的問題。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮閁S2010/0148611A1、名稱為一種軸向電機(jī)定子鐵芯的美國專利文件公布了一種適用于軸向電機(jī)定子的非晶塊體制造方法，將非晶帶材卷繞成環(huán)形，將環(huán)形鐵芯浸漆固化成型，采用機(jī)械切割方式將環(huán)型鐵芯沿半徑方向切割，將環(huán)形鐵芯切割成多個扇形塊體，然后在塊體外部繞制線包，將鐵芯和線包鑲嵌在絕緣盤內(nèi)作為定子，專利文件提供了一種軸向雙子轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機(jī)，轉(zhuǎn)子采用片狀永磁材料;該專利文件也是通過設(shè)計一種新型的電機(jī)軸向結(jié)構(gòu)，很好的利用了帶材導(dǎo)磁方向，進(jìn)而解決了非晶定子鐵芯加工難的問題;該專利文件雖然在一定程度上解決了加工問題，但是依然存在鐵芯的切割和鐵芯切割面處理的成本問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種軸向結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)存在的定子鐵芯加工困難的技術(shù)問題，同時能夠解決現(xiàn)有技術(shù)存在的加工成本高的技術(shù)問題。
[0007]—種軸向結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)，包括上定子、下定子和轉(zhuǎn)子;轉(zhuǎn)子位于上定子和下定子中間，上定子和下定子分別與轉(zhuǎn)子間存在氣隙。
[0008]如上述的軸向結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)，進(jìn)一步優(yōu)選為:所述上定子包括上固定板，所述上固定板為帶有中心孔的圓形結(jié)構(gòu)，所述上固定板用于提供固定支撐;多個上金屬鐵芯，所述上金屬鐵芯為軟磁鐵芯，所述上金屬鐵芯固定安裝在所述上固定板的圓周面上，多個所述上金屬鐵芯呈均布設(shè)置;和多個上定子繞組，對應(yīng)纏繞在所述上金屬鐵芯上。
[0009]如上述的軸向結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)，進(jìn)一步優(yōu)選為:所述下定子包括下固定板，所述下固定板為帶有中心孔的圓形結(jié)構(gòu)，所述下固定板用于提供固定支撐;多個下金屬鐵芯，所述下金屬鐵芯的個數(shù)與所述上金屬鐵芯的個數(shù)相同，所述下金屬鐵芯為軟磁鐵芯，所述下金屬鐵芯固定安裝在所述下固定板的圓周面上，多個所述下金屬鐵芯呈均布設(shè)置;和多個下定子繞組，對應(yīng)纏繞在所述下金屬鐵芯上。
[0010]如上述的軸向結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)，進(jìn)一步優(yōu)選為:所述轉(zhuǎn)子包括電機(jī)軸，用于提供支撐;轉(zhuǎn)子圓盤，固定套接在所述電機(jī)軸的中部位置，在所述轉(zhuǎn)子圓盤的圓周面上設(shè)有大小兩圈安裝孔；多個大永磁體，多個所述大永磁體固定安裝在大圈的安裝孔上；和多個小永磁體，多個所述小永磁體固定安裝在小圈的安裝孔上。
[0011]如上述的軸向結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)，進(jìn)一步優(yōu)選為:所述上金屬鐵芯和下金屬鐵芯為非晶金屬軟磁鐵芯，所述大永磁體和所述小永磁體為釹鐵硼永磁體。
[0012]如上述的軸向結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)，進(jìn)一步優(yōu)選為:所述上金屬鐵芯和所述下金屬鐵芯為納米晶金屬軟磁鐵芯，所述大永磁體和所述小永磁體為鐵氧體永磁體。
[0013]如上述的軸向結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)，進(jìn)一步優(yōu)選為:所述上金屬鐵芯為U型結(jié)構(gòu)，所述上金屬鐵芯通過彎曲部安裝在所述上固定板上，所述上定子繞組分別纏繞在所述上金屬鐵芯的兩個直腿部上;所述下金屬鐵芯為U型結(jié)構(gòu)，所述下金屬鐵芯通過彎曲部安裝在所述下固定板上，所述下定子繞組分別纏繞在所述下金屬鐵芯的兩個直腿部上。
[0014]如上述的軸向結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)，進(jìn)一步優(yōu)選為:所述大永磁體和所述小永磁體均鑲嵌入所述轉(zhuǎn)子圓盤上并貫穿所述轉(zhuǎn)子圓盤。
[0015]如上述的軸向結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)，進(jìn)一步優(yōu)選為:所述上金屬鐵芯和所述下金屬鐵芯的個數(shù)為3的倍數(shù);所述大永磁體和所述小永磁體的個數(shù)為4的倍數(shù)。
[0016]如上述的軸向結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)，進(jìn)一步優(yōu)選為:相鄰所述大永磁體的極性相反，相鄰所述小永磁體的極性相反，相鄰的所述大永磁體和所述小永磁體的極性相反。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:可以提高電機(jī)的功率密度和機(jī)械特性，降低電機(jī)制作成本;非晶和納米晶材料的低損耗特性可以顯者提尚電機(jī)效率，尚磁導(dǎo)率特性還可以提尚電機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩，寬頻特性還可以提高電機(jī)高轉(zhuǎn)速下的輸出機(jī)械特性硬度。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的軸向結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的上定子的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。[0021 ]圖4為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的轉(zhuǎn)子永磁體極性分布的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0022]圖5為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的兩個定子與一個轉(zhuǎn)子裝配過程圖。
[0023]圖6為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0024]圖中:1-上金屬鐵芯；2-上定子繞組；3-大永磁體;4-小永磁體;5-轉(zhuǎn)子圓盤;6-上固定板;7-電機(jī)軸;8-下金屬鐵芯;9-下定子繞組。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0026]如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的軸向結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)主要包括上定子、下定子和轉(zhuǎn)子;轉(zhuǎn)子位于上定子和下定子中間，上定子和下定子分別與轉(zhuǎn)子間存在氣隙；其中，上定子包括上固定板6，上固定板6為帶有中心孔的圓形結(jié)構(gòu)，上固定板6用于提供固定支撐;多個上金屬鐵芯I，上金屬鐵芯I為軟磁鐵芯，上金屬鐵芯I固定安裝在上固定板6的圓周面上，多個上金屬鐵芯I呈均布設(shè)置;和多個上定子繞組2，對應(yīng)纏繞在上金屬鐵芯I上；下定子包括下固定板，下固定板為帶有中心孔的圓形結(jié)構(gòu)，下固定板用于提供固定支撐;多個下金屬鐵芯8，下金屬鐵芯8的個數(shù)與上金屬鐵芯I的個數(shù)相同，下金屬鐵芯8為軟磁鐵芯，下金屬鐵芯8固定安裝在下固定板的圓周面上，多個下金屬鐵芯8呈均布設(shè)置;和多個下定子繞組9，對應(yīng)纏繞在下金屬鐵芯8上;轉(zhuǎn)子包括電機(jī)軸7，用于提供支撐;轉(zhuǎn)子圓盤5，固定套接在電機(jī)軸7的中部位置，在轉(zhuǎn)子圓盤5的圓周面上設(shè)有大小兩圈安裝孔;多個大永磁體3，多個大永磁體3固定安裝在大圈的安裝孔上;和多個小永磁體4，多個小永磁體4固定安裝在小圈的安裝孔上。
[0027]本具體而言，本發(fā)明提供的軸向結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)，通過電機(jī)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)定子鐵芯結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，解決了軟磁材料定子鐵芯的加工難的問題，降低了整體電機(jī)的設(shè)計成本，提高氣隙磁密，進(jìn)而提高了電機(jī)功率密度和機(jī)械特性。
[0028]在本發(fā)明中，上金屬鐵芯I和下金屬鐵芯8為非晶金屬軟磁鐵芯，大永磁體3和小永磁體4為釹鐵硼永磁體。也可以是，上金屬鐵芯I和下金屬鐵芯8為納米晶金屬軟磁鐵芯，大永磁體3和小永