[發明專利]用于軸向電機的極靴冷卻間隙

有效

• 申請號: 201480005629.3
• 申請日: 2014-01-31
• 公開（公告）號: CN105103409B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: T·沃爾默;A·考特;C·金;M·伊斯特;J·巴克
• 申請（專利權）人: YASA有限公司
• 主分類號: H02K1/20
• 分類號: H02K1/20;H02K3/24;H02K21/24;H02K1/08;H02K9/197
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 胡冬冬;李雪

提供一種軸向磁通電動機，該軸向磁通電動機包括：一個或多個旋轉盤(10)；定子(20)，該定子具有形成在壁(40a，40b)之間的腔體(30)，并且其中，定子包括多于一個的電磁線圈組件(50)。每個該電磁線圈組件包括多于一個的極片(60)，每個所述極片具有軸向延伸的柄部分(70a)、第一徑向延伸的端靴(72a)和第二徑向延伸的端靴(72b)以及一個或多個關聯的線圈(55)，每個所述一個或多個關聯的線圈纏繞在柄部分；其中：所述端靴的所述外表面(75)優選地連接于所述壁中的一者或另一者。所述第一或第二靴中的一者或兩者還包括朝向纏繞在所述柄部分(70a)的所述線圈(55)的熱交換表面(72a1，72b1)，以限定所述熱交換表面中的一者或兩者與所述線圈之間的第一冷卻通道(100a，100b)以及通過所述線圈(55)和相鄰的線圈之間的間隔限定的第二流動通道(100c)。

技術領域

本發明涉及一種電機，并且具體地但并不唯一地，涉及一種電動機或發電機，該電動機或發電機通常被稱為無磁軛分段電樞(YASA)電動機或發電機，在這種電動機或發電機中，定子設置有纏繞在極片上的電磁線圈，轉子設置有永磁體，該永磁體與跨過所述轉子和定子之間的空氣間隙的所述電磁線圈相配合。

背景技術

電磁線圈由極柄(pole shank)和位于極柄的任一端的兩個極靴(pole shoe)制成。極柄約束螺線管線圈，并且極靴具有兩個作用：a)將螺線管線圈限定在極柄上，即：金屬絲纏繞在極柄上，并且金屬絲緊靠極靴纏繞并通過極靴容納在極柄上，以及b)從極柄通過極柄和轉子上的磁體之間的空氣間隙傳遞磁通量，并因此降低穿過空氣間隙的磁阻。復合結構由極柄、極靴和來自電磁線圈的螺線管線圈組成。

在GB 2468018A中，牛津YASA電動機(Oxford YASA Motors)公開了一種機械，該機械包括一系列纏繞在極片上的線圈，極片繞定子周向隔開并軸向設置(即平行于轉子的旋轉軸線)。轉子具有兩個臺階(stage)，該兩個臺階包括設置有永磁體的磁盤，永磁體朝向定子的每個電磁線圈的任一端。

在GB 2482928A中，牛津YASA電動機(Oxford YASA Motors)公開了一種與上文所述類似的結構，但是該結構中包括模壓外殼結構(over-moulded casing arrangement)，該模壓外殼結構設計為將磁體和位于模壓外殼中的結構的線圈封裝，以便于保持極靴從而保持電磁體，外殼部分延伸到間隙中，否則，間隙將會形成在線圈和定子棒的端面之間，磁體安裝在定子棒上。

在JP2009142095A中，住友(Sumitomo)公開了一種用于冷卻定子鐵芯的結構，磁體安裝在定子鐵芯上，所述結構包括多個切割形成在定子棒的端面的表面中的冷媒凹槽。線圈自身緊靠在端面的表面上，并且線圈與端面之間沒有間隙。由于流過凹槽的冷卻液即使有也很少，和/或凹槽本身設置在圍繞線圈的周向上有限的部分，因此通過這種結構提供的冷卻程度是有限的。

參考圖1，示出了一種軸向磁通分段電樞電動機1的原理圖，電路布置為激勵電磁線圈50以便于電磁線圈50的極性交替用于引起線圈在不同的時間與不同的磁體對對齊，產生施加在轉子和定子之間的扭矩。轉子10通常連接在一起(例如通過軸，未示出)并且一起繞X軸線相對于定子20轉動，定子20通常固定在例如殼體中。圖1中所示的結構示出了由相鄰的定子棒和磁體對提供的磁路的一部分，同時，轉子10用于連接背向各自的線圈的每個磁體15的背面之間的磁通量。因此，通過電磁線圈供給的合適的能量，迫使轉子繞X軸線旋轉。當然，在發電機的情況下，轉子的轉動在定子線圈中感應出電流，該電流與定子棒中的隨著轉子的旋轉而變化的磁通量對應。

由于不同的部件上的溫度的限制，電動機的功率和扭矩通常受到限制。能量在線圈中金屬絲中通過I²R損耗而損失，在極柄和極靴中能量通過渦流和磁滯損失而損耗。對于雙轉子軸向磁通無磁軛分段電樞電動機或發電機來說，上述的電磁線圈以順時針布置的方式安裝保持并夾在電力地絕緣定子板之間，電力地絕緣定子板使線圈和極片與任何大散熱器之間熱隔離。