CN215911957U - 励磁可控式电机转子结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种励磁可控式电机转子结构,包括转子内筒,在转子内筒的外侧面分布有多条导磁槽;在导磁槽内安装有N极导磁条和S极导磁条;在转子内筒的一端设有一励磁盘,所述励磁盘包括励磁外环、励磁内环以及励磁线圈,励磁线圈通电后能使励磁外环形成N极磁环或S极磁环,对应地,能使励磁内环形成S极磁环或N极磁环;所述N极导磁条的端部延伸至靠近N极磁环或与N极磁环贴合,对应地,所述S极导磁条的端部延伸至靠近S极磁环或与S极磁环贴合。本实用新型转速控制范围更大,控制简单并且准确性高、稳定性好,同时传递效率高,维护周期长,使用成本更低。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机技术领域,尤其涉及一种励磁可控式电机转子结构。
背景技术
电机是将电能转换为机械能的设备,从而对设备进行驱动等作业。随着科技的进步,电机被广泛应用于各个技术领域。传统的电机主要由定子和转子组成,其中,定子由定子壳体和定子线圈构成,转子由转子内筒和转子线圈构成;这类电机都是定子或者转子部分的单一控制,使得电机在启动到高速的运动特性都有明显短板:
1、传统电机磁场强度有限,功率密度无法满足现有应用市场对电机的要求;
2、传统电机存在电刷等易耗零部件,使得电机的使用生命周期和维护周期变短,使用成本高;
3、传统电机控制复杂,可调试范围小,并且控制的准确性和稳定性较低;
4、传统电机效率不高。
因此,急需提供一种能够有效提高转速控制范围更大,控制准确性更高,稳定性更好的方案,以适应不同场所的需求。
实用新型内容
针对现有技术存在的上述不足,本实用新型的目的在于提供一种励磁可控式电机转子结构,能够有效解决现有电机转速控制范围小,控制复杂并且准确性低、稳定性差,传递效率低,维护周期短,使用成本高的问题。
为了解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是这样的:一种励磁可控式电机转子结构,包括转子内筒,其特征在于:在转子内筒的外侧面,绕其一周分布有多条导磁槽,所述导磁槽沿转子内筒的轴向设置,其两端靠近或贯穿转子内筒的两端;在导磁槽内安装有导磁条,其中,所述导磁条包括N极导磁条和S极导磁条,所述N极导磁条和S极导磁条交替分布;
在转子内筒的一端设有一励磁盘,所述励磁盘包括励磁外环、励磁内环以及励磁线圈;所述励磁外环和励磁内环与转子内筒同轴心线设置,并通过数根沿径向设置的连杆相连;在各连杆上分别绕设有一励磁线圈,励磁线圈通电后能使励磁外环形成N极磁环或S极磁环,对应地,能使励磁内环形成S极磁环或N极磁环;
所述N极导磁条的端部延伸至靠近N极磁环或与N极磁环贴合,对应地,所述S极导磁条的端部延伸至靠近S极磁环或与S极磁环贴合。
进一步地,在转子内筒的另一端也设有一励磁盘,且两励磁盘同轴心线设置;在转子内筒两端分别设置一个励磁盘,从而能够有效提高导磁条的磁化效果,确保导磁条的磁场强度。
进一步地,转子内筒一端的励磁盘通电后,其外圈形成N极磁环,内圈形成S极磁环;转子内筒另一端的励磁盘通电后,其外圈形成S极磁环,内圈形成N极磁环;这样更便于对励磁线圈进行供电接入。
进一步地,在励磁盘与转子内筒之间设有导磁盘,所述导磁盘包括同轴心线设置的导磁外环和导磁内环,所述导磁外环和导磁内环分别与励磁外环和励磁内环正对;其中,导磁外环和导磁内环对应与励磁外环或励磁内环接触或间隙配合(即能够进行近场磁传导),并且,导磁外环和导磁内环与对应与N极导磁条和S极导磁条间隙配合、接触或相连(即能够进行近场磁传导)。
本方案中,通过设置导磁盘,导磁盘与励磁盘的磁传导面积更大,从而能够使磁传导传导效果更好;导磁环磁化后,再对导磁条进行磁化,由于导磁条与导磁环距离更近,并且相对位置不变,从而能够更好地被磁化,从而大大提高导磁条的磁场强度,并且保证导磁条的磁场稳定性。
作为优选,所述N极导磁条和S极导磁条位于以转子内筒的轴心线为中心线的同一环面上,并与导磁盘位于同一环面上。
作为优选,所述N极导磁条和S极导磁条沿转子内筒的径向错位分布,其中,N极导磁条和S极导磁条分别位于同一环面上。
与现有技术相比,本实用新型具有如下优点:
1、励磁磁场由外部电源提供,通过对励磁线圈供电,使励磁线圈产生磁场后磁化励磁外环和励磁内环,从而使励磁外环和励磁内环分别形成N极磁环和S极磁环,励磁外环和励磁内环再分别把N极导磁条和S极导磁条磁化,从而使转子内筒上的导磁条形成交替的磁场;这样通过控制励磁线圈的电流大小能够更准确、稳定地进行磁场调节,从而进一步增大电机转速的调节范围;并且,转子上又没有线圈的影响,理论上能提供足够的大的磁场强度,这样就解决了现在市场上电机功率密度小的不足;同时,能够提供大的磁场强度,从而使得同功率产品体积更小,适应复杂的安装环境。
2、转子内筒上采用导磁条,重量轻,易于散热降温;不再使用线圈,也不需要通电,从而减少了转子部分的损耗,使结构更加简单,装配也更加方便。
3、定子和转子部分都可以同时进行控制,使得电机响应快,调速范围广,启动、额定功率运行、过载能力都非常优异。
4、采用本方案装配电机后,没有电刷和导电环等易耗零部件,使得电机成为了半永久电器,能有效降低使用成本。
附图说明
图1为实施例1中转子内筒的结构示意图。
图2为图1的剖视图。
图3为实施例2中转子内筒结构的示意图。
图4为图3剖开后的结构示意图。
图中:1—转子内筒,2—导磁条,3—励磁外环,4—励磁内环,5—励磁线圈,6—连杆,7—导磁盘。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例1:参见图1、图2,一种励磁可控式电机转子结构,包括转子内筒1,所述转子内筒1由不锈钢、铜或铝等隔磁材料制成。在转子内筒1的外侧面,绕其一周分布有多条导磁槽,所述导磁槽沿转子内筒1的轴向设置,并延伸至转子内筒1的两端;在导磁槽内安装有导磁条2,其中,所述导磁条2包括N极导磁条和S极导磁条,所述N极导磁条和S极导磁条交替分布。
在转子内筒1的一端设有一励磁盘,所述励磁盘包括励磁外环3、励磁内环4以及励磁线圈5。所述励磁外环3和励磁内环4与转子内筒1同轴心线设置,并通过数根沿径向设置的连杆6相连;该连杆6采用硅钢等导磁材料制成。在各连杆6上分别绕设有一励磁线圈5,励磁线圈5通电后能使励磁外环3形成N极磁环或S极磁环,对应地,能使励磁内环4形成S极磁环或N极磁环。实际制作时,在转子内筒1的另一端也设有一励磁盘,且两励磁盘同轴心线设置;在转子内筒1两端分别设置一个励磁盘,从而能够有效提高导磁条2的磁化效果,确保导磁条2的磁场强度。作为优选,转子内筒1一端的励磁盘通电后,其外圈形成N极磁环,内圈形成S极磁环;转子内筒1另一端的励磁盘通电后,其外圈形成S极磁环,内圈形成N极磁环;这样更便于对励磁线圈5进行供电接入。
所述N极导磁条的端部延伸至靠近N极磁环或与N极磁环贴合,对应地,所述S极导磁条的端部延伸至靠近S极磁环或与S极磁环贴合。
实际加工过程中,作为一种实施方式,所述N极导磁条和S极导磁条位于以转子内筒1的轴心线为中心线的同一环面上,并与导磁盘7位于同一环面上。其中,所述N极导磁条和S极导磁条的两端与励磁盘之间均具有间距,以避免同时被励磁外环3和励磁内环4的磁场作用后导致消磁。在导磁条2的两端分别成型有导磁凸块,所述导磁凸块从转子内筒1的端部伸出,并对应延伸至靠近导磁外环和导磁内环,或与对应延伸至与导磁外环和导磁内环接触。进一步地,为更好地与转子内筒1两端的励磁盘相对应,所述导磁条2一端的导磁凸块与励磁外环3正对,另一端的导磁凸块与励磁内环4正对。
作为另一种实施方式,所述N极导磁条和S极导磁条沿转子内筒1的径向错位分布,其中,N极导磁条和S极导磁条分别位于同一环面上;N极导磁条的一端直接伸出转子内筒1的端部后与导磁外环接触或间隙配合,另一端与一L型导磁块相连后与导磁内环接触或间隙配合;同理,S极导磁条的一端直接伸出转子内筒1的端部后与导磁内环接触或间隙配合,另一端与一L型导磁块相连后与导磁外环接触或间隙配合。
装配过程中,所述励磁盘的励磁外环3与电机的定子壳体固定连接,励磁内环4空套在电机轴上即可,装配简单、快捷。这样,定子和转子部分都可以同时进行控制,使得电机响应快,调速范围广,启动、额定功率运行、过载能力都非常优异。并且,通过控制励磁线圈5的电流大小能够更准确、稳定地进行磁场调节,从而进一步增大电机转速的调节范围;并且,转子上又没有线圈的影响,理论上能提供足够的大的磁场强度,这样就解决了现在市场上电机功率密度小的不足;同时,能够提供大的磁场强度,从而使得同功率产品体积更小,适应复杂的安装环境。
实施例2:参见图3、图4,与实施例1不同的是,在励磁盘与转子内筒1之间设有导磁盘7,其中,所述励磁盘与导磁盘7之间贴合(接触)或间隙配合(即能够进行近场磁传导)。所述导磁盘7包括同轴心线设置的导磁外环和导磁内环,所述导磁外环和导磁内环分别与励磁外环3和励磁内环4正对;其中,导磁外环和导磁内环对应与励磁外环3或励磁内环4接触或间隙配合(即能够进行近场磁传导),并且,导磁外环和导磁内环与对应与N极导磁条和S极导磁条间隙配合、接触或相连(即能够进行近场磁传导)。在制作过程中,作为一种方式,所述导磁外环和导磁内环直接与对应的导磁条2固定连接,稳定性更好。作为另一种方式,所述导磁外环和导磁内环均与转子内筒1固定连接,这样,导磁外环和导磁内环与对应与N极导磁条和S极导磁条间隙配合或接触,装配更加方便、快捷。
所述N极导磁条或S极导磁条的端部与导磁外环固定连接,对应的,S极导磁条或N极导磁条的端部与导磁内环固定连接。具体实施时,转子内筒1一端的励磁盘通电后,其外圈形成N极磁环,内圈形成S极磁环;转子内筒1另一端的励磁盘通电后,其外圈形成S极磁环,内圈形成N极磁环;这样更便于对励磁线圈5进行供电接入。所述N极导磁条的一端与转子内筒1一端的导磁外环相连,另一端与转子内筒1另一端的导磁内环相连,且与两导磁盘7的N极磁环正对。所S极导磁条的一端与转子内筒1一端的导磁内环相连,另一端与转子内筒1另一端的导磁外环相连,且与两导磁盘7的S极磁环正对。
本方案中,通过设置导磁盘7,导磁盘7与励磁盘的磁传导面积更大,从而能够使磁传导传导效果更好;导磁环磁化后,再对导磁条2进行磁化,由于导磁条2与导磁环距离更近,并且相对位置不变,从而能够更好地被磁化,从而大大提高导磁条2的磁场强度,并且保证导磁条2的磁场稳定性。并且,该方案使励磁盘与转子内筒1之间形成无接触导磁,能有效提高各部件的使用寿命。并且采用该方案,对励磁线圈5通入直流电后,因为每一个励磁绕组同向串联,所以在励磁盘内、外盘上会产生强烈的N、S(或者S、N)极,这样励磁盘就形成了固定的N、S磁极。
最后需要说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种励磁可控式电机转子结构,包括转子内筒,其特征在于:在转子内筒的外侧面,绕其一周分布有多条导磁槽,所述导磁槽沿转子内筒的轴向设置,其两端靠近或贯穿转子内筒的两端;在导磁槽内安装有导磁条,其中,所述导磁条包括N极导磁条和S极导磁条,所述N极导磁条和S极导磁条交替分布;
在转子内筒的一端设有一励磁盘,所述励磁盘包括励磁外环、励磁内环以及励磁线圈;所述励磁外环和励磁内环与转子内筒同轴心线设置,并通过数根沿径向设置的连杆相连;在各连杆上分别绕设有一励磁线圈,励磁线圈通电后能使励磁外环形成N极磁环或S极磁环,对应地,能使励磁内环形成S极磁环或N极磁环;
所述N极导磁条的端部延伸至靠近N极磁环或与N极磁环贴合,对应地,所述S极导磁条的端部延伸至靠近S极磁环或与S极磁环贴合。
2.根据权利要求1所述的励磁可控式电机转子结构,其特征在于:在转子内筒的另一端也设有一励磁盘,且两励磁盘同轴心线设置。
3.根据权利要求2所述的励磁可控式电机转子结构,其特征在于:转子内筒一端的励磁盘通电后,其外圈形成N极磁环,内圈形成S极磁环;转子内筒另一端的励磁盘通电后,其外圈形成S极磁环,内圈形成N极磁环。
4.根据权利要求1或2或3所述的励磁可控式电机转子结构,其特征在于:在励磁盘与转子内筒之间设有导磁盘,所述导磁盘包括同轴心线设置的导磁外环和导磁内环,所述导磁外环和导磁内环分别与励磁外环和励磁内环正对;其中,导磁外环和导磁内环对应与励磁外环或励磁内环接触或间隙配合,并且,导磁外环和导磁内环与对应与N极导磁条和S极导磁条间隙配合、接触或相连。
5.根据权利要求4所述的励磁可控式电机转子结构,其特征在于:所述N极导磁条和S极导磁条位于以转子内筒的轴心线为中心线的同一环面上,并与导磁盘位于同一环面上。
6.根据权利要求4所述的励磁可控式电机转子结构,其特征在于:所述N极导磁条和S极导磁条沿转子内筒的径向错位分布,其中,N极导磁条和S极导磁条分别位于同一环面上。
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