一种低振动、低损耗和低转动惯量的盘式电机转子结构的制作方法

本发明涉及轴向磁场电机转子，具体涉及一种低振动、低损耗和低转动惯量的盘式电机转子结构。

背景技术：

1、轴向磁场永磁电机也即盘式电机，由于结构紧凑、体积小、重量轻、转矩密度高，在市场上被广泛应用。现有盘式电机的转子磁钢的固定采用緾绕碳纤维的方式已成为一种主流的方法，然而碳纤维虽有足够的强度，磁钢在高速旋转情况下产生的强大的离心力也会使碳纤维产生较大的拉伸变形，从而使磁钢松动并在运转中产生振动，影响电机使用寿命。

2、另外，盘式电机的转子盘主要实现对磁钢的支撑作用，需要较高的强度，并且要能够抵抗碳纤维緾绕时的张紧力而不变形，因此，目前市场应用中转子盘在通常采用金属材质制成。当金属处于变化的磁场中，或者金属在磁场中运动时，金属体内会产生感应电动势，从而在金属体内产生电流。这种电流在金属内沿着一个一个闭合回路流动，形成涡流。转子盘中金属材质形成的涡流一方面会产生额外的热量，对于盘式电机的散热提出了更高的要求；另一方面，涡流也会造成较多能源损耗。盘式电机由于转子直径大，转动惯量大，导致电机响应缓慢。

3、因此，开发一种具有减震、防涡流损耗和低转动惯量的转子固定结构具有较好的市场应用前景。

4、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种低振动、低损耗和低转动惯量的盘式电机转子结构，通过在转子盘与磁钢固定连接位置设置间隙并填充弹性胶，能够很大程度缓解转子转动过程中磁钢的振动和噪音，提高转子长时间运行的稳定性；同时，将转子盘部分或者全部采用高分子材料制成，最大限度减少涡流发热和能源损耗，节能环保。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种低振动、低损耗和低转动惯量的盘式电机转子结构，包括转子盘、磁钢和碳纤维环，所述转子盘上沿周向均匀设置有若干支撑辐条，所述支撑辐条的两侧均设置有第一限位部，所述磁钢的两侧设置有第二限位部，所述第二限位部与所述第一限位部卡接，以使所述磁钢卡接固定在相邻的所述支撑辐条之间，所述第一限位部与所述第二限位部之间设置有第一间隙，所述磁钢第一端与所述转子盘之间设置有第二间隙，所述第一间隙与所述第二间隙内均填充弹性胶，所述碳纤维环套设在所述磁钢第二端的外周上。

3、进一步地，所述第一限位部为凹形、第二限位部为凸形，或者所述第一限位部为凸形、第二限位部为凹形。

4、进一步地，所述弹性胶包括但不限于硅橡胶胶水、聚氨酯胶、聚酯弹性体、环氧树脂胶中的一种。

5、进一步地，所述第一限位部和第二限位部均为方形。

6、进一步地，所述转子盘与所述支撑辐条均为铝或者特种工程塑料制成。

7、进一步地，所述转子盘包括基座和支撑环，所述支撑环的内周卡接在所述基座的外周上固定，所述支撑辐条沿所述支撑环外周的周向均匀设置。

8、进一步地，所述基座为铝制成，所述支撑环和支撑辐条为特种工程塑料制成。

9、进一步地，所述特种工程塑料包括但不限于聚醚醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、热塑性聚酰亚胺中的一种。

10、进一步地，所述碳纤维环为碳纤维带多层缠绕在所述磁钢的外周形成。

11、本发明的上述方案有如下的有益效果：

12、1.本发明提供的低振动、低损耗和低转动惯量的盘式电机转子结构，在转子盘与磁钢卡接处位置设置第一间隙，磁钢底部与转子盘抵接处设置有第二间隙，并对第一间隙和第二间隙内填充弹性胶，能够很大程度缓解转子转动过程中磁钢的振动，从而能够有效减低轴向电机的振动和噪音，提高转子长时间运行的稳定性。

13、2.本发明的转子结构中转子盘可以全部或者至少靠近并支撑磁钢的部分采用特种工程塑料制成，在满足碳纤维环张力及对于磁钢承载力的同时，塑料制成的支撑辐条在磁钢形成的磁场中运动时不会形成涡流，能最大限度减少磁场涡流发热和能源损耗，降低对于散热系统的负担；与此同时，轴向电机的转子本身盘面大使得其自重较大，转动惯量较大，使用特种工程塑料制成转子盘能减轻转子自重，显著降低转动惯量，转子启动所需扭矩和制动所需制动力矩都减小，也有效减低能耗，同时轴向电机的运行稳定性能更好。

14、本发明的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种低振动、低损耗和低转动惯量的盘式电机转子结构，包括转子盘(1)、磁钢(2)和碳纤维环(3)，其特征在于，所述转子盘(1)上沿周向均匀设置有若干支撑辐条(13)，所述支撑辐条(13)的两侧均设置有第一限位部(11)，所述磁钢(2)的两侧设置有第二限位部(21)，所述第二限位部(21)与所述第一限位部(11)卡接，以使所述磁钢(3)卡接在相邻的所述支撑辐条(13)之间，所述第一限位部(11)与所述第二限位部(21)之间设置有第一间隙(4)，所述磁钢(3)第一端与所述转子盘(1)之间设置有第二间隙(5)，所述第一间隙(4)与所述第二间隙(5)内均填充弹性胶，所述碳纤维环(3)套设在所述磁钢(2)第二端的外周上。

2.根据权利要求1所述的低振动、低损耗和低转动惯量的盘式电机转子结构，其特征在于，所述第一限位部(11)为凹形、第二限位部(21)为凸形，或者所述第一限位部(11)为凸形、第二限位部(21)为凹形。

3.根据权利要求2所述的低振动、低损耗和低转动惯量的盘式电机转子结构，其特征在于，所述第一限位部(11)和第二限位部(21)均为方形。

4.根据权利要求1所述的低振动、低损耗和低转动惯量的盘式电机转子结构，其特征在于，所述弹性胶包括但不限于硅橡胶胶水、聚氨酯胶、聚酯弹性体、环氧树脂胶中的一种。

5.根据权利要求1所述的低振动、低损耗和低转动惯量的盘式电机转子结构，其特征在于，所述转子盘(1)与所述支撑辐条(13)均为铝或者特种工程塑料制成。

6.根据权利要求1所述的低振动、低损耗和低转动惯量的盘式电机转子结构，其特征在于，所述转子盘(1)包括基座(12)和支撑环(14)，所述支撑环(14)的内周卡接在所述基座(12)的外周上固定，所述支撑辐条(13)沿所述支撑环(14)外周的周向均匀设置。

7.根据权利要求6所述的低振动、低损耗和低转动惯量的盘式电机转子结构，其特征在于，所述基座(12)为铝制成，所述支撑环(14)和支撑辐条(13)为特种工程塑料制成。

8.根据权利要求5或者权利要求7所述的低振动、低损耗和低转动惯量的盘式电机转子结构，其特征在于，所述特种工程塑料包括但不限于聚醚醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、热塑性聚酰亚胺中的一种。

9.根据权利要求1所述的低振动、低损耗和低转动惯量的盘式电机转子结构，其特征在于，所述碳纤维环(3)为碳纤维带多层缠绕在所述磁钢(2)的外周形成。

技术总结本发明提供了一种低振动、低损耗和低转动惯量的盘式电机转子结构，包括转子盘、磁钢和碳纤维环，转子盘上沿周向均匀设置有若干支撑辐条，支撑辐条的两侧均设置有第一限位部，磁钢的两侧设置有第二限位部，第二限位部与第一限位部卡接，第一限位部与第二限位部之间设置有第一间隙，磁钢第一端与转子盘之间设置有第二间隙，第一间隙与第二间隙内填充弹性胶，碳纤维环套设在磁钢的外周。该转子结构在转子盘与磁钢抵接处分别设置间隙并填充弹性胶，能够缓解转子转动过程中磁钢的振动，从而有效降低轴向电机的振动和噪音。转子盘部分或者全部采用轻量化特种工程塑料制成，能有效避免涡流发热，降低损耗，减小转动惯量，显著提高电机响应速度。技术研发人员：曾卓,曾维,肖卓玉受保护的技术使用者：湖南众联鑫创动力科技有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6