[發明專利]高散熱的無軛分塊電樞軸向磁通軸向固定永磁電機定子

有效

• 申請號: 202010835768.6
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN112152340B
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 彭兵;閆偉;莊小雨
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H02K1/18
• 分類號: H02K1/18;H02K1/14;H02K9/22;H02K3/34;H02K15/02;H02K15/10;H02K15/12
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 周智博;宋鐵軍

一種高散熱的無軛分塊電樞軸向磁通軸向固定永磁電機定子，包括定子支架、定子極、絕緣防護紙和徑向夾緊塊，該定子還包括軸向定位短路塊；本發明極大提高了定子的可靠性。本發明電機的定子在進行定子極的裝配時，設置有軸向定位零件，保證多個定子極的軸向端面均處于同一平面，不會出現錯落現象。本發明的無軛分塊電樞軸向磁通永磁電機定子通過采用新型散熱材料引入了輻射散熱方式，降低了定子的溫升，有效防止溫度過高引起絕緣漆的軟化降低定子極與定子支架的結合強度以及電機絕緣失效問題。輻射散熱方式的引入能夠將采用本定子結構的電機溫升降低5?10℃，能進一步提高采用該定子結構電機的功率密度。

技術領域

本發明屬于軸向磁通電機技術領域，尤其涉及無軛分塊電樞軸向磁通電機定子的安裝固定方法和散熱。

背景技術

在各種拓撲結構的軸向磁通永磁電機中，無軛分塊電樞(YASA)軸向磁通永磁電機具有更高的功率密度高和更小的體積。但無軛分塊電樞由多個定子極組成，將多個定子極安裝于固定位置且可靠地與其他定子零部件固定在一起，具有一定的難度，同時還得輔以一定的工裝。

目前，無軛分塊電樞軸向磁通永磁電機包含外轉子和內轉子兩種結構，雖然兩種電機的定子鐵心結構基本相同，但定子的固定方式有很大差別。專利(申請號CN201810024665.4)和專利(申請號CN?201810024841.4)中均提到內轉子無軛部定子鐵心盤式電機的定子安裝固定方法，采用環氧膠將兩個固定板與多個定子鐵心粘接固定，然后再將定子組件固定于環形機殼內，并用環氧膠固封。雖然該無軛部定子鐵心與本發明基本類似，但固定方式截然不同，同時，電機的定子存在機殼，降低了電機的功率密度，增大了電機的體積。

對于外轉子無軛分塊電樞軸向磁通永磁電機，現有技術中有一種采用絕緣漆固化定子極與定子支架的固定方法，斯洛文尼亞ENSTROJ公司的EMRAX型號的系列軸向磁通永磁電機的定子就是采用該技術固定。該固定方法制造的電機在運行過程常存在定子極松動和掃堂現象，造成定子極松動原因之一是：電機滿載連續運行造成溫度過高，進而導致絕緣漆軟化。

專利(申請號CN201611046485.3)提出了一種繞組強化散熱的軸向磁通輪轂電機，其超導平板熱管和定子支架的合成結構，與本專利有相似之處，同時，該專利中的定子齒單元與本發明的定子極機構也有相似之處，但該專利沒有提到定子的固定方式，也沒有提到輻射散熱方法。

因此，如何提高無軛分塊電樞軸向磁通電機的定子固定的可靠性，以及在保留傳統散熱的基礎上進一步提高電機定子的散熱能力，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容：

發明目的：本發明提供一種外轉子無軛分塊電樞(YASA)軸向磁通永磁電機定子的可靠固定方法，其目的是解決以往所存在的問題，其在保留傳統散熱的基礎上增加輻射散熱方法，防止由于電磁吸力和溫度過高引起的定子極松脫導致的電機掃堂問題。

技術方案：本發明是通過以下技術方案實現的：

一種高散熱的無軛分塊電樞軸向磁通軸向固定永磁電機定子，包括定子支架(1)、定子極(2)、絕緣防護紙(3)和徑向夾緊塊(5)，其特征在于:該定子還包括軸向定位短路塊(4)；

定子支架(1)的軸向兩側、相鄰的兩個定子極(2)之間安裝用于限制定子極(2)的軸向位移的軸向定位短路塊(4)；

所述的軸向定位短路塊(4)為將多個定子極(2)的端面在軸向上限位于同一高度的結構；

軸向定位短路塊(4)將定子極(2)的鐵心和定子支架(1)短接，在線圈絕緣發生故障時保證定子支架(1)與鐵心(201)等電位。

根據散熱需求，可在定子上增設導熱墊(6)，導熱墊(6)設置在定子極(2)的外側壁。

定子支架(1)、軸向定位短路塊(4)和導熱墊(6)上涂覆石墨烯散熱涂料。