CN1300913C

CN1300913C - 无槽电机转子

Info

Publication number: CN1300913C
Application number: CNB2003101053135A
Authority: CN
Inventors: 肖振霞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-10-11
Filing date: 2003-10-11
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2023-10-11
Also published as: CN1529397A

Abstract

本发明涉及一种无槽电机转子，包括转轴，转轴上套固有皮带轮、两个极盘和位于每一极盘正反两个盘面外的两对夹盘，每一极盘包括呈辐射状均匀排列的偶数个磁极，各磁极的内段紧密邻接、外端呈弧面，每个磁极由多片取向硅钢片叠加并固接在一起，每片取向硅钢片按取向方向制作，每一磁极上绕有与励磁机构构成电连接的励磁线圈，相邻磁极上的励磁线圈的缠绕方向相反，每对夹盘由紧固件紧固在一起。这种无槽电机转子，充分有效地利用了冷轧取向硅钢片导磁率高、铁损低的特性，因此，电机的效率也随之明显提高，耗能降低，并提高了材料的利用率。

Description

无槽电机转子

技术领域

本发明涉及一种发电机和电动机用的的转子，更具体说是一种无槽电机转子。

背景技术

传统的发电机和电动机，主要包括定子和转子两大部分，其定子铁芯是用能冲槽、铁损大的低硅钢片叠压而成，在每个叠片上都需要冲制若干凹槽，凹槽内嵌有定子线圈；转子包括转轴，转轴上套装有用硅钢片或钢板冲制并叠压而成的转子磁极，转子磁极上绕有励磁线圈。这种传统结构的发电机和电动机，存有体积大、铁损高、效率低、材料利用率低、维修困难等弊端。为了克服上述的弊端，专利号为97242398.2的无槽静激磁同步发电机和专利号为97242399.0无槽同步发电机，该两项专利对传统的发电机的定子结构和转子结构进行了改进，其定子结构包括由空心圆柱体和与该空心圆柱体的两端连为一体的两个圆盘构成并用非导磁材料制作的定子支架，每一圆盘上设有呈辐射状均布的缺口，在两圆盘相对应的每一对缺口内装有一用硅钢片叠压制成的定子铁芯，每一定子铁芯上绕有定子线圈；其转子结构包括转轴，在转轴上套固有转子铁芯和与该转子铁芯的两外端面固定的两个极盘，每一极盘用硅钢片叠压制成，转子铁芯上绕有励磁线圈，转子铁芯和励磁线圈位于空心圆柱体内腔中，两个极盘分别位于两个圆盘的外侧，每一极盘的外环面上均布有凸极。该两项专利中用多片硅钢片叠压制成的每一极盘，其中的每片硅钢片由于是一整体，在加工时只有一对磁极是与磁力取向方向一致、一对磁极与磁力取向方向垂直、其余的磁极与磁力取向方向都有一大小不等的夹角。由于只有与硅钢片的磁力取向方向一致的磁极导磁率最高，与硅钢片的磁力取向方向垂直的磁极导磁率最低，与硅钢片的磁力取向方向构成夹角的磁极的导磁率随夹角的大小递减，夹角越大，导磁率越低，因而该两项专利的转子铁损大、耗能高、发电效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种效率高的无槽电机转子。

为了实现上述的目的，这种无槽电机转子，包括转轴，转轴上套固有皮带轮、两个极盘，每一极盘包括呈辐射状均匀排列的偶数个磁极，各磁极的内段紧密邻接、外端呈弧面，每个磁极由多片取向硅钢片叠加并固接在一起，每片取向硅钢片按取向方向制作，每一磁极上绕有与励磁机构构成电连接的励磁线圈，相邻磁极上的励磁线圈的缠绕方向相反，其结构特点是在转轴上还套固有位于每一极盘正反两个盘面外的两对夹盘，每对夹盘由紧固件紧固在一起。

上述的紧固件可以是穿过夹盘和磁极的紧固螺栓，也可以是其它的构件，如固定销。

上述的偶数个磁极，其优选范围在2个—18个之间。

上述的励磁机构可以是套固在转轴上与碳刷接触的滑环，也可以是与转轴同轴的励磁装置。

上述的转轴呈圆柱状阶梯形，两个极盘之间的中段最粗、两端段最细。

本发明所述的无槽电机转子，适用于同步发电机、异步发电机、同步电动机、异步电动机以及单相、三相结构的其它电机。

本发明的无槽电机转子的结构特点是：1、由于两个极盘上的每一个磁极在制作时都按照硅钢片的取向方向选材，充分有效地利用了硅钢片的取向特性，使转子各磁极的导磁方向与硅钢片的取向方向完全一致，优化了导磁性能，使励磁磁场强度相应地增强，从而提高了电机的效率；2、每个极盘上的每个磁极呈辐射状均匀排列，其极性的分布是N极、S极相间排列，并且两个极盘在安装时的位置分别置于定子铁芯的两端外侧，对每块定子铁芯来说，它的两端外侧相对应的极盘磁极的极性是相反的，在某一瞬间当其中一块定子铁芯的一端相对应的磁极的极性是S极，则它的另一端相对应的磁极的极性是N极，随着转子的转动，当相邻的下一个磁极转动到该定子铁芯的外侧时，该定子铁芯两端的极性同时改变，即由S极变为N极、N极变为S极，因此，绕在定子铁芯柱块上的线圈就感应出交变的电动势，产生交流电，若将定子铁芯上的线圈按三相交流电的要求接线，就可得到三相交流电。同理，若将定子铁芯柱块上的线圈接三相交流电，转子旋转，输出动力，成为电动机；3、由于两个极盘上的磁极呈辐射状均匀排列，相当于叶片，在转子旋转时起到风扇的作用，风从电机两端的端盖吸入、从电机定子铁芯上的线圈处吹出，一方面有效地冷却定子，另一方面将转子的热量带走，因此，显著地降低了电机的温升，从而可省去内风扇，既方便了制造，又提高了电机的效率。

通过以上的叙述可知，本发明的无槽电机转子，其优越之处在于：1、充分有效地利用了冷轧取向硅钢片的取向特性，即导磁率高，铁损低的特点，因此，无槽电机的效率也随之明显提高，耗能降低。与同类发电机相比，在相同的负荷下，耗能降低20％-35％，对汽车用交流发电机，可节能5％-10％；2、由于两个极盘上的磁极的每片取向硅钢片的形状近似于长方形，与圆形极盘磁极相比，提高了材料的利用率，材料利用率平均在85％-95％。

附图说明

本发明的实施例结合附图加以说明，其中：

图1是励磁机构选用与碳刷接触的滑环的无槽电机转子的结构示意图，图中未画出滑环与励磁线圈构成电连接的导线；

图2是极盘的结构示意图，图中只在一个磁极上画出励磁线圈；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是极盘结构的分解示意图，图中未画出励磁线圈；

图5是用本发明的无槽电机转子组装成无槽电机的结构示意图；

图6是极盘磁极与定子之间磁力线的走向展开示意图。

图中，1为转轴，2为皮带轮，3为极盘，4为碳刷，5为滑环，6为磁极，7为励磁线圈，8为夹盘，9为紧固件，10为定子，11为端盖，12为轴承，13为端盖固定螺栓，14为导线，图2和图4中在四个磁极上的线条表示取向硅钢片的取向方向。由于与转子同轴的励磁装置和套固在转轴上与碳刷接触的滑环这两种励磁机构都是公知技术，所以仅画出后者为代表。

具体实施方式

参照附图，本实施例所述的无槽电机转子，包括转轴1，转轴1上套固有皮带轮2、两个极盘3和与碳刷4接触的滑环5，转轴1呈圆柱状阶梯形，两个极盘3之间的中段最粗、两端段最细，每一极盘3包括呈辐射状均匀排列的8个磁极6，各磁极6的内段紧密邻接得无缝隙、外端呈弧面，每个磁极6用厚度是0.25mm-0.35mm的取向硅钢片叠加并用易凝固的胶或其它方法固接在一起，每片取向硅钢片按取向方向制作，每一磁极6上绕有励磁线圈7，相邻磁极6上的励磁线圈7的缠绕方向相反。为了使每个磁极6与转轴1牢固地固定在一起，在转轴1上还套固有位于每一极盘3正反两个盘面外的两对夹盘8，每对夹盘8由紧固件9紧固在一起，紧固件9是穿过夹盘8和磁极6的紧固螺栓。

在图5中，定子10装在两个极盘3之间、其间隙为0.1mm-0.3mm，该间隙由两端盖11、端盖固定螺栓13和转轴1的台阶来保证，轴承12保证转轴1转动灵活，当作为发电机时，原动机经皮带将动力传递给皮带轮2，由皮带轮2带动转轴1旋转，当作为电动机时，由皮带轮2输出动力。

Claims

1、一种无槽电机转子，包括转轴(1)，转轴(1)上套固有皮带轮(2)、两个极盘(3)，每一极盘(3)包括呈辐射状均匀排列的偶数个磁极(6)，各磁极(6)的内段紧密邻接、外端呈弧面，每个磁极(6)由多片取向硅钢片叠加并固接在一起，每片取向硅钢片按取向方向制作，每一磁极(6)上绕有与励磁机构构成电连接的励磁线圈(7)，相邻磁极(6)上的励磁线圈(7)的缠绕方向相反，其特征是在转轴(1)上还套固有位于每一极盘(3)正反两个盘面外的两对夹盘(8)，每对夹盘(8)由紧固件(9)紧固在一起。

2、根据权利要求1所述的无槽电机转子，其特征是紧固件(9)是穿过夹盘(8)和磁极(6)的紧固螺栓。

3、根据权利要求1所述的无槽电机转子，其特征是偶数个磁极(6)的范围在2个——18个之间。

4、根据权利要求1所述的无槽电机转子，其特征是励磁机构是套固在转轴(1)上与碳刷接触的滑环(5)。

5、根据权利要求1所述的无槽电机转子，其特征是励磁机构是与转轴(1)同轴的励磁装置。

6、根据权利要求1、2、3、4或5所述的无槽电机转子，其特征是转轴(1)呈圆柱状阶梯形，两个极盘(3)之间的中段最粗、两端段最细。