[发明专利]一种盘式电机

摘要

一种盘式电机，所述盘式电机包括定子盘、定子铁心、转子盘、永磁体、转轴、固定盘、轴承。所述定子盘内侧沿圆周方向均匀分布一定数量的窄凹槽和宽凹槽，两种凹槽叠加形成“中”型凹槽，凹槽内嵌有定子铁心。所述定子铁心由“U”型硅钢片叠压而成，定子铁心中部绕有绕组线圈。所述转子盘位于两个定子盘的中间，通过固定盘与转轴相互固定。转子盘的两侧分别装有一个轴承。所述转子盘的圆周均匀分布两圈方形孔，内圈与外圈的方形孔数量相同，且沿半径方向严格对齐。方形孔内嵌有轴向充磁的方形永磁体，沿圆周方向永磁体磁极交替排列，沿半径方向两块永磁体极性相反。本发明盘式电机的定子盘、转子盘、转轴、固定盘均采用超高分子量聚乙烯材料制成。

主权项

1.一种盘式电机，包括定子盘(1)、定子铁心(2)、转子盘(4)、转轴(5)、固定盘(3)和轴承(6)，其特征在于：所述定子盘(1)、转子盘(4)、转轴(5)、固定盘(3)均采用超高分子量聚乙烯材料制成；所述转子盘(4)位于两个定子盘(1)中间，通过固定盘(3)与转轴(5)相互固定；定子铁心(2)嵌入定子盘(1)的凹槽内；两个轴承(6)分别位于转子盘(4)的两侧；所述转子盘(4)的圆周均匀分布两圈方形孔，内圈与外圈的方形孔数量相等，且沿半径方向对齐；方形孔内嵌有轴向充磁的方形永磁体(402)，永磁体(402)的磁极沿圆周方向交替排列，沿半径方向两块永磁体的极性相反；两个所述的定子盘(1)分别位于转子盘(4)的两侧，轴承(6)嵌入定子盘(1)的轴承室(104)内，左侧轴承紧贴固定盘(3)，右侧轴承紧贴转子盘定位台阶(501)；所述定子盘(1)内侧沿圆周方向均匀分布有窄凹槽(102)和宽凹槽(103)，两种凹槽叠加形成“中”字型凹槽，凹槽内嵌有定子铁心(2)；所述定子铁心(2)由“U”型硅钢片(201)叠压而成，定子铁心中部绕有绕组线圈(202)；该盘式电机作为发电机使用时，外部动力源拖动带有永磁体的转子盘在两个定子盘之间旋转；当转子盘径向上的两块永磁体旋转到两个正对的“U”型定子铁心中间时，由于径向上两块永磁体极性相反，从而与两侧正对的“U”型定子铁心形成闭合磁路；随着转子盘的旋转，沿圆周方向永磁体磁极交替变化，永磁体在两侧“U”型定子铁心中形成的磁场也随之交替变化，进而在定子铁心的绕组上感应出电流；多个定子铁心的线圈按照一定的顺序连接，形成稳定的电能输出；该盘式电机作为电动机使用时，根据转子盘上永磁体的位置，分别给相应的定子铁心的绕组线圈通入电流，在两个正对的“U”定子铁心之间形成旋转磁场，带动转子盘旋转，形成稳定的机械能输出；该盘式电机的定子盘、转子盘、转轴和固定盘主要大结构部件均采用重量轻、强度大的超高分子量聚乙烯材料制成，可以有效降低电机的总体重量，提高电机的功率密度；该盘式电机的定子铁心模块由“U”型硅钢片叠压而成，中部绕有绕组线圈，结构简单，体积小巧，容易加工，采用硅钢片的边角料即可制作，节约成本；该盘式电机采用的永磁体为方型结构，容易加工，便于充磁，体积小巧，利用率高；该盘式电机的定子铁心和永磁体分别镶嵌于定子盘和转子盘内部，一方面，相对于传统表贴式结构，该盘式电机的结构具有更高的可靠性；另一方面，由于铁心和永磁体都嵌入在定子盘和转子盘内部，经过简单的环氧灌封，该盘式电机可以完全投入水中或海水中运行，可以有效避免金属腐蚀问题；该盘式电机的定子铁心和转子永磁体均采用模块化设计，其数量可根据定转子极槽配合任意选取，有效克服电机绕组谐波和齿槽转矩，改善电机运行性能。