CN208241555U - 电机转子斜槽结构、电机转子及电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电机转子斜槽结构、电机转子及电机，电机转子斜槽结构在轴向上包括多段斜槽部，相邻两段斜槽部之间通过中部短路结构相连接，每段斜槽部均具有沿转子周向布置的多条斜槽，斜槽沿转子的轴向扭斜，相邻两段斜槽部的斜槽的扭斜方向相反，并且，相邻两段斜槽部的斜槽在位于中部短路结构的交汇位置的周向上错开设置。相邻两段斜槽部的斜槽的扭斜方向相反且周向上错开设置，因此相邻两段斜槽部的中部磁场交汇处的谐波磁场的相位相反，进一步消弱谐波，降低电机的电磁噪音和振动。同时，相邻两段斜槽部之间具有中部短路结构，使得电机转子斜槽结构的横向电流有规律且集中地流动，减少由横向电流引起的损耗，提高电机的整体效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机技术领域，尤其是涉及一种电机转子斜槽结构、电机转子及电机。
背景技术
感应电机，又称“异步电机”，是将转子置于旋转磁场中，在旋转磁场的作用下，获得一个转动力矩，因而转子转动的装置。转子是可转动的导体，通常多呈鼠笼状。
鼠笼转子包括直槽结构和斜槽结构，直槽结构的鼠笼转子由于不能削弱电机齿谐波磁场，因而电机的电磁振动和噪声比较明显，斜槽结构的鼠笼转子能够削弱齿谐波磁场。但是，现有斜槽结构的鼠笼转子1均为单斜槽结构11（参见图1），虽然可通过单斜槽结构11来获取较好的转矩性能和降低由谐波引起的高频振动和噪音，但是，单斜槽结构11会导致磁场沿轴向分布不均匀，产生横向电流，当斜槽的倾斜角度过大或过小时，都会导致横向电流沿电机轴向分布不均匀从而增加附加损耗，并且，对于中大型或者铁芯较长的电机，单斜槽结构11会引起较大的扭转力矩，从而引起扭转振动，并影响转子的机械强度。
发明内容
为了实现本实用新型的第一目的，本实用新型提供一种可大大降低电机的电磁噪音和振动、降低横向电流引起的附加损耗且提高电机整体效率的电机转子斜槽结构。
为了实现本实用新型的第二目的，本实用新型提供一种使用上述电机转子斜槽结构的电机转子。
为了实现本实用新型的第三目的，本实用新型提供一种使用上述电机转子的电机。
为了实现本实用新型的第一目的，本实用新型提供一种电机转子斜槽结构，在轴向上包括多段斜槽部，相邻两段斜槽部之间通过中部短路结构相连接，每段斜槽部均具有沿转子周向布置的多条斜槽，斜槽沿转子的轴向扭斜，相邻两段斜槽部的斜槽的扭斜方向相反，并且，相邻两段斜槽部的斜槽在位于中部短路结构的交汇位置的周向上错开设置。
由此可见，相邻两段斜槽部的斜槽的扭斜方向相反，并且，相邻两段斜槽部的斜槽在位于中部短路结构的交汇位置的周向上错开设置，因此反映在谐波磁场相位上，相邻两段斜槽部的中部磁场交汇处的谐波磁场的相位相反，会进一步的消弱谐波，大大降低电机的电磁噪音和振动。同时，相邻两段斜槽部之间通过中部短路结构相连接，使得电机转子斜槽结构的横向电流有规律且集中地流动，从而大大减少由横向电流引起的损耗，提高电机的整体效率。并且，该电机转子斜槽结构适用于中大型电机转子或电机转子的轴向尺寸较大的感应电机，双斜槽可大大降低扭转力矩，避免扭动力矩产生的振动和噪音，消除扭转力矩对机械强度的影响。
更进一步的方案是，斜槽的两端在转子轴向端面的投影间距等于定子齿距。
更进一步的方案是，每段斜槽部的多条斜槽沿转子周向均匀地分布。
更进一步的方案是，每段斜槽部的相邻两个斜槽之间的距离等于定子齿距。
更进一步的方案是，中部短路结构包括中间端环，中间端环的外径与斜槽部的外径相同。
更进一步的方案是，中间端环在轴向的厚度为1.0毫米至2.0毫米之间。
由此可见，中间端环在轴向的厚度较薄，用于连接相邻两段斜槽部，使得相邻两段斜槽部之间存在机电耦合关系，并且使得电机转子斜槽结构的横向电流有规律且集中地流动，从而大大减少由横向电流引起的损耗，提高电机的整体效率。
更进一步的方案是，中部短路结构还包括硅钢片，硅钢片位于中间端环的轴孔内，硅钢片的轴心开设有供电机轴穿过的通孔。
由此可见，中间端环的轴孔内填充硅钢片，从而保证了电机转子的结构强度。
更进一步的方案是，位于轴向两端的斜槽部的外端侧设置有端部短路结构，位于轴向两端的斜槽部中的斜槽的一端与端部短路结构相连接，另一端与中部短路结构相连接。
更进一步的方案是，相邻两段斜槽部的斜槽之间在位于交汇位置的错开角度a=π/z，z为转子槽数。
由此可见，当相邻两段斜槽部的斜槽之间在位于交汇位置的错开角度a=π/z时，通过经验和仿真，反映在谐波磁场相位上，相邻两段斜槽部的中部磁场交汇处的谐波磁场的相位相反，会进一步的消弱谐波，大大降低电机的电磁噪音和振动。
更进一步的方案是，错开角度等于转子齿距的一半所对应的圆心角。
更进一步的方案是，斜槽部的数量为两段。
为了实现本实用新型的第二目的，本实用新型提供一种电机转子，包括电机转子斜槽结构，电机转子斜槽结构在轴向上包括多段斜槽部，相邻两段斜槽部之间通过中部短路结构相连接，每段斜槽部均具有沿转子周向布置的多条斜槽，斜槽沿转子的轴向扭斜，相邻两段斜槽部的斜槽的扭斜方向相反，并且，相邻两段斜槽部的斜槽在位于中部短路结构的交汇位置的周向上错开设置，并且每个斜槽内设置有导条。
由此可见，相邻两段斜槽部的斜槽的扭斜方向相反，并且，相邻两段斜槽部的斜槽在位于中部短路结构的交汇位置的周向上错开设置，因此反映在谐波磁场相位上，相邻两段斜槽部的中部磁场交汇处的谐波磁场的相位相反，会进一步的消弱谐波，大大降低电机的电磁噪音和振动。同时，相邻两段斜槽部之间通过中部短路结构相连接，使得电机转子斜槽结构的横向电流有规律且集中地流动，从而大大减少由横向电流引起的损耗，提高电机的整体效率。并且，该电机转子斜槽结构适用于中大型电机转子或电机转子的轴向尺寸较大的感应电机，双斜槽可大大降低扭转力矩，避免扭动力矩产生的振动和噪音，消除扭转力矩对机械强度的影响。
为了实现本实用新型的第三目的，本实用新型提供一种电机，包括电机转子，电机转子包括电机转子斜槽结构，电机转子斜槽结构在轴向上包括多段斜槽部，相邻两段斜槽部之间通过中部短路结构相连接，每段斜槽部均具有沿转子周向布置的多条斜槽，斜槽沿转子的轴向扭斜，相邻两段斜槽部的斜槽的扭斜方向相反，并且，相邻两段斜槽部的斜槽在位于中部短路结构的交汇位置的周向上错开设置，并且每个斜槽内设置有导条。
由此可见，相邻两段斜槽部的斜槽的扭斜方向相反，并且，相邻两段斜槽部的斜槽在位于中部短路结构的交汇位置的周向上错开设置，因此反映在谐波磁场相位上，相邻两段斜槽部的中部磁场交汇处的谐波磁场的相位相反，会进一步的消弱谐波，大大降低电机的电磁噪音和振动。同时，相邻两段斜槽部之间通过中部短路结构相连接，使得电机转子斜槽结构的横向电流有规律且集中地流动，从而大大减少由横向电流引起的损耗，提高电机的整体效率。并且，该电机转子斜槽结构适用于中大型电机转子或电机转子的轴向尺寸较大的感应电机，双斜槽可大大降低扭转力矩，避免扭动力矩产生的振动和噪音，消除扭转力矩对机械强度的影响。
附图说明
图1是现有电机转子单斜槽结构的结构图。
图2是本实用新型具体实施方式中采用两段斜槽部时电机转子斜槽结构的结构图。
图3是本实用新型具体实施方式中采用两段斜槽部时电机转子斜槽结构的结构分解图。
图4是本实用新型具体实施方式中采用两段斜槽部时电机转子斜槽结构的主视图。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
参见图2至图4，本实用新型提供一种电机转子斜槽结构2，该电机转子斜槽结构2与在每个斜槽22内设置的导条（未标示）组成鼠笼式异步电机的电机转子，电机转子斜槽结构2充当电机转子的绕组。
电机转子斜槽结构2在轴向上包括多段斜槽部21，多段斜槽部21例如可以是两段、三段、四段等，相邻两段斜槽部21之间通过中部短路结构相连接，使相邻两段斜槽部21之间存在机电耦合关系。每段斜槽部21均具有沿转子周向布置的多条斜槽22，斜槽22沿转子的轴向扭斜，相邻两段斜槽部21的斜槽22的扭斜方向相反，并且，相邻两段斜槽部21的斜槽22在位于中部短路结构的交汇位置的周向上错开设置，错开设置指，在电机转子斜槽结构2的周向上，相邻两段斜槽部21中的斜槽22的末端222和前端221设置在不同的位置。优选地，相邻两段斜槽部21的斜槽22之间在位于中部短路结构的交汇位置的错开角度a=π/z，z为转子槽数，因此反映在谐波磁场相位上，相邻两段斜槽部21的中部磁场交汇处的谐波磁场的相位相反，会进一步的消弱谐波，降低电机的电磁噪音和振动。进一步优选地，相邻两段斜槽部21的斜槽22之间在位于中部短路结构的交汇位置的错开角度a等于转子齿距的一半所对应的圆心角。
每段斜槽部21的多条斜槽22沿转子周向均匀地分布，任意相邻两段斜槽部21中的全部斜槽22之间在周向上全部扭斜方向相反且错开设置。以三段斜槽部21为例，两端的斜槽部21中的全部斜槽22在周向上扭斜方向相同且位置一一对应设置，一端的斜槽部21中的全部斜槽22和另一端的斜槽部21中的全部斜槽22分别和中间的斜槽部21的全部斜槽22在周向上全部扭斜方向相反且全部错开设置。优选地，斜槽22的两端在转子轴向端面的投影间距等于定子齿距，并且，每段斜槽部21上的相邻两个斜槽22之间的距离也等于定子齿距。
位于轴向两端的斜槽部21的外端侧设置有端部短路结构24，位于轴向两端的斜槽部21中的斜槽22的一端与端部短路结构24相连接，另一端与中部短路结构相连接，端部短路结构24用于将设置在斜槽22内的导条短路。优选地，端部短路结构24可以是外端环。
优选地，中部短路结构包括中间端环23和硅钢片25，中间端环23的外径与斜槽部21的外径相同，中间端环23在轴向的厚度为1.0毫米至2.0毫米之间。其中，硅钢片25位于中间端环23的轴孔231内，硅钢片25的轴心开设有供电机轴穿过的通孔251。相邻两段斜槽部21之间设置有中间端环23，使得电机转子斜槽结构2的横向电流有规律且集中地流动，从而大大减少由横向电流引起的损耗，提高电机的整体效率。中间端环23的轴孔231内填充硅钢片25，从而保证了电机转子的结构强度。
本实用新型的电机转子斜槽结构2适用于鼠笼转子异步电机，包括但不限于单相异步电机和三相异步电机，当然也可以应用于其他感应电机的转子上，尤其是中大型电机转子或电机转子的轴向尺寸较大的感应电机。
本实用新型的电机转子，包括上述的电机转子斜槽结构2，还包括每个斜槽22内设置的导条。
本实用新型的电机，包括上述的电机转子，本实用新型的电机在不降低功率因素和平均转矩的前提下，削弱了电机齿谐波磁场引起的电磁振动和电磁噪声，并且大大降低因斜槽产生的横向电流引起的损耗，提高电机的整体效率。值得说明的是，本实用新型的电机中，转子极数恒等于定子极数，与斜槽22的条数无关。
以上实施例，只是本实用新型的较佳实例，并非来限制本实用新型实施范围，故凡依本实用新型申请专利范围的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型专利申请范围内。
Claims (13)
1.电机转子斜槽结构，其特征在于：
在轴向上包括多段斜槽部，相邻两段所述斜槽部之间通过中部短路结构相连接，每段所述斜槽部均具有沿转子周向布置的多条斜槽，所述斜槽沿所述转子的轴向扭斜，相邻两段所述斜槽部的所述斜槽的扭斜方向相反，并且，相邻两段所述斜槽部的所述斜槽在位于所述中部短路结构的交汇位置的周向上错开设置。
2.根据权利要求1所述的电机转子斜槽结构，其特征在于：
所述斜槽的两端在所述转子轴向端面的投影间距等于定子齿距。
3.根据权利要求2所述的电机转子斜槽结构，其特征在于：
每段所述斜槽部的多条所述斜槽沿所述转子周向均匀地分布。
4.根据权利要求3所述的电机转子斜槽结构，其特征在于：
每段所述斜槽部的相邻两个所述斜槽之间的距离等于所述定子齿距。
5.根据权利要求1所述的电机转子斜槽结构，其特征在于：
所述中部短路结构包括中间端环，所述中间端环的外径与所述斜槽部的外径相同。
6.根据权利要求5所述的电机转子斜槽结构，其特征在于：
所述中间端环在轴向的厚度为1.0毫米至2.0毫米之间。
7.根据权利要求6所述的电机转子斜槽结构，其特征在于：
所述中部短路结构还包括硅钢片，所述硅钢片位于所述中间端环的轴孔内，所述硅钢片的轴心开设有供电机轴穿过的通孔。
8.根据权利要求1所述的电机转子斜槽结构，其特征在于：
位于轴向两端的所述斜槽部的外端侧设置有端部短路结构，位于轴向两端的所述斜槽部中的所述斜槽的一端与所述端部短路结构相连接，另一端与所述中部短路结构相连接。
9.根据权利要求1至8任一项所述的电机转子斜槽结构，其特征在于：
相邻两段所述斜槽部的所述斜槽之间在位于所述交汇位置的错开角度a=π/z，z为转子槽数。
10.根据权利要求9所述的电机转子斜槽结构，其特征在于：
所述错开角度等于转子齿距的一半所对应的圆心角。
11.根据权利要求10所述的电机转子斜槽结构，其特征在于：
所述斜槽部的数量为两段。
12.电机转子，其特征在于：
包括上述权利要求1至11任一项中的电机转子斜槽结构，并且每个斜槽内设置有导条。
13.电机，其特征在于：
包括上述权利要求12所述的电机转子。
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| CN113394891A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-09-14 | 合肥工业大学智能制造技术研究院 | 一种双径向斜槽笼型感应电机转子结构 |
| CN114039470A (zh) * | 2021-09-16 | 2022-02-11 | 中国船舶重工集团公司第七0九研究所 | 一种新型感应电机转子 |
| CN114362396A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-15 | 大连船用推进器有限公司 | 高效率低振动低噪声铜转子电动机 |
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