本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)，具體涉及一種采用碳纖維-芳綸纖維纏繞件的電機(jī)轉(zhuǎn)子及方法。

背景技術(shù)：

1、在新能源領(lǐng)域，碳纖維的應(yīng)用非常廣泛，例如光伏產(chǎn)品使用碳纖維支架、新能源汽車使用碳纖維制造輕量化車身等。此外，在“雙碳”戰(zhàn)略的持續(xù)推動(dòng)下，商用車作為碳排大戶，電動(dòng)化已成為該領(lǐng)域節(jié)能降碳主要途徑。在新能源汽車領(lǐng)域，永磁電機(jī)作為新能源汽車的心臟，也可以使用碳纖維。高速化一直是提高(如永磁同步電機(jī))扭矩功率密度的主要方向，但永磁同步電機(jī)一般采用內(nèi)置磁鋼式電機(jī)轉(zhuǎn)子，電機(jī)在持續(xù)高轉(zhuǎn)速的情況下會(huì)產(chǎn)生的巨大的離心力，進(jìn)而產(chǎn)生各種隱患，比如位移、膨脹、解體。其中，轉(zhuǎn)子在高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下所產(chǎn)生的離心力會(huì)使磁鋼有極大的風(fēng)險(xiǎn)被甩出，即便磁鋼沒有被完全甩出，但高離心力作用下也會(huì)出現(xiàn)的極小的位移，這些都有可能破壞整個(gè)轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡，進(jìn)而造成重大的電機(jī)失效甚至產(chǎn)生危險(xiǎn)。其內(nèi)置磁鋼式電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度難以滿足高速化要求，故而限制了電機(jī)轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提升。

2、在相關(guān)技術(shù)中，為了進(jìn)一步提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，通常在電機(jī)轉(zhuǎn)子的外周壁設(shè)置纏繞層，以保證轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的需要。需要注意的是當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子的外周壁碳纖維纏繞層過厚，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子鐵芯與電機(jī)的定子之間的間隙變大，從而導(dǎo)致電機(jī)的定轉(zhuǎn)子氣隙變得較大，這將顯著降低電機(jī)峰值扭矩，從而不利于提升電機(jī)的扭矩和功率密度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本說明書提供了一種采用碳纖維-芳綸纖維纏繞件的電機(jī)轉(zhuǎn)子及方法。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：一種采用碳纖維-芳綸纖維纏繞件的電機(jī)轉(zhuǎn)子，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子包括多個(gè)永磁鐵組和鐵芯，還包括纏繞件，

3、所述鐵芯包括中央主體部和多個(gè)分體部，所述中央主體部的沿周向上設(shè)置有多個(gè)安裝槽，分體部和永磁鐵組配對(duì)的安裝在安裝槽內(nèi)，所述永磁鐵組位于分體部和中央主體部之間，

4、所述分體部上設(shè)置有沿所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向延伸的凹槽，在主體部周向均勻開設(shè)用于纏繞件通過的矩形通道，

5、所述纏繞件包括芳綸纖維制作的多個(gè)第一纏繞件以及碳纖維制作的第二纏繞件，多個(gè)第一纏繞件分別纏繞在分體部的凹槽與所述主體部的矩形通道上，所述第二纏繞件覆蓋電機(jī)轉(zhuǎn)子的外周。

6、作為優(yōu)選，所述凹槽形成在所述分體部中部外側(cè)壁上，所述凹槽沿所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向延伸至所述分體部的兩端。

7、作為優(yōu)選，所述中央主體部設(shè)置多個(gè)沿周向均勻布置的矩形通道，矩形通道沿電機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向延伸，所述第一纏繞件穿過凹槽和對(duì)應(yīng)的矩形通道。

8、作為優(yōu)選，所述第一纏繞件位于電機(jī)轉(zhuǎn)子中央主體的端面上的部分沿所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的徑向纏繞。

9、作為優(yōu)選，所述凹槽的橫截面為矩形，所述第一纏繞件的寬度、凹槽以及矩形通道的寬度匹配。

10、作為優(yōu)選，每個(gè)所述分體部上的凹槽內(nèi)穿設(shè)至少有兩個(gè)采用不同的鋪層結(jié)構(gòu)的第一纏繞件。

11、作為優(yōu)選，所述安裝槽呈開口朝外的v形槽，所述分體部呈扇形結(jié)構(gòu)，所述分體部包括相連的v形體和弧形體，所述弧形體和v形體均沿所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向延伸，所述v形體的v形側(cè)壁構(gòu)成所述分體部的內(nèi)側(cè)壁，所述弧形體的弧形側(cè)壁構(gòu)成所述分體部的外側(cè)壁。

12、作為優(yōu)選，每個(gè)所述永磁鐵組包括兩個(gè)磁鋼，兩個(gè)磁鋼分別夾持在所述安裝槽的其中一個(gè)側(cè)壁與所述v形體的其中一個(gè)側(cè)面之間，所述第一纏繞件將安裝槽對(duì)應(yīng)的分體部以及兩個(gè)磁鋼固定。

13、作為優(yōu)選，所述安裝槽的v形槽的每個(gè)側(cè)壁的內(nèi)側(cè)均設(shè)置第一限位凸起，所述安裝槽的v形槽的每個(gè)側(cè)壁的外側(cè)均設(shè)置有第三限位凸起，每個(gè)所述v形體的v形側(cè)壁的外端設(shè)置有第二限位凸起，所述第一限位凸起、第二限位凸起和所述第三限位凸起相互匹配，以用于對(duì)所述磁鋼進(jìn)行限位。

14、一種采用碳纖維-芳綸纖維纏繞件的電機(jī)轉(zhuǎn)子纏繞方法，包括步驟：

15、設(shè)置包括芳綸纖維制作的多個(gè)第一纏繞件以及碳纖維制作的第二纏繞件的纏繞件；

16、所述鐵芯包括中央主體部和多個(gè)分體部，在所述中央主體部的沿周向上設(shè)置多個(gè)安裝槽；

17、將分體部和永磁鐵組配對(duì)的安裝在安裝槽內(nèi)，所述永磁鐵組位于分體部和中央主體部之間；

18、在所述分體部上設(shè)置沿所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向延伸的凹槽，在主體部周向均勻開設(shè)用于纏繞件通過的矩形通道；

19、將多個(gè)第一纏繞件分別纏繞在分體部的凹槽與所述主體部的矩形通道上，將所述第二纏繞件覆蓋在電機(jī)轉(zhuǎn)子的外周。

20、本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性效果是：通過第一纏繞件分別穿設(shè)于對(duì)應(yīng)的凹槽，將多個(gè)分體部及永磁鐵組固定到中央主體部上，可以不依賴設(shè)置在電機(jī)轉(zhuǎn)子的外周壁上的第二纏繞件來固定永磁鐵組和分體部，從而既能夠滿足電機(jī)轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，同時(shí)又能減小第二纏繞件的厚度，減少轉(zhuǎn)子的鐵芯與電機(jī)的定子之間的間隙。通過在分體部上設(shè)置凹槽來容納第一纏繞件，能夠避免第一纏繞件位于分體部上的部分凸出于分體部的外側(cè)壁，有助于進(jìn)一步減少轉(zhuǎn)子的鐵芯與電機(jī)的定子之間的間隙。

技術(shù)特征：

1.一種采用碳纖維-芳綸纖維纏繞件的電機(jī)轉(zhuǎn)子，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子包括多個(gè)永磁鐵組和鐵芯，其特征在于，還包括纏繞件，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用碳纖維-芳綸纖維纏繞件的電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用碳纖維-芳綸纖維纏繞件的電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用碳纖維-芳綸纖維纏繞件的電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述第一纏繞件位于電機(jī)轉(zhuǎn)子中央主體的端面上的部分沿所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的徑向纏繞。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用碳纖維-芳綸纖維纏繞件的電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述凹槽的橫截面為矩形，所述第一纏繞件的寬度、凹槽以及矩形通道的寬度匹配。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用碳纖維-芳綸纖維纏繞件的電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，每個(gè)所述分體部上的凹槽內(nèi)穿設(shè)至少有兩個(gè)采用不同的鋪層結(jié)構(gòu)的第一纏繞件。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用碳纖維-芳綸纖維纏繞件的電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種采用碳纖維-芳綸纖維纏繞件的電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用碳纖維-芳綸纖維纏繞件的電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，

10.一種采用碳纖維-芳綸纖維纏繞件的電機(jī)轉(zhuǎn)子纏繞方法，其特征在于，包括步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用碳纖維?芳綸纖維纏繞件的電機(jī)轉(zhuǎn)子及方法。還包括纏繞件，所述鐵芯包括中央主體部和多個(gè)分體部，所述中央主體部的沿周向上設(shè)置有多個(gè)安裝槽，分體部和永磁鐵組配對(duì)的安裝在安裝槽內(nèi)，所述永磁鐵組位于分體部和中央主體部之間，所述分體部上設(shè)置有沿所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向延伸的凹槽，在主體部周向均勻開設(shè)用于纏繞件通過的矩形通道，所述纏繞件包括芳綸纖維制作的多個(gè)第一纏繞件以及碳纖維制作的第二纏繞件，多個(gè)第一纏繞件分別纏繞在分體部的凹槽與所述主體部的矩形通道上，所述第二纏繞件覆蓋電機(jī)轉(zhuǎn)子的外周。

技術(shù)研發(fā)人員：柯俊,楊毅,胡巖,徐娟,張子豪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9