CN217240546U - 交流同步电机用无线励磁装置及交流同步电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种交流同步电机用无线励磁装置，包括用于给电机转子线圈提供励磁电压的发射组件和接收组件，发射组件与接收组件之间通过气隙形成磁耦合，发射组件用于产生高频振荡信号并通过电磁无线发射，接收组件用于通过电磁感应接收高频振荡信号经整流后可输出至电机转子线圈。本申请还提供一种具有前述交流同步电机用无线励磁装置的交流同步电机，包括相对旋转配合的转子组件和定子组件，转子组件包括转子轴及固定连接于转子轴上的转子骨架，转子骨架上缠绕有转子线圈，交流同步电机用无线励磁装置中的接收组件固定连接于转子轴上并与转子线圈电连接，发射组件与电机盖固定连接。本装置取消了滑环，提高了电机的电机产品的寿命和可靠性。

Description

交流同步电机用无线励磁装置及交流同步电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种交流同步电机用无线励磁装置及交流同步电机。

背景技术

在一般的交流同步电机中，由于转子上有线圈，需要给线圈通上一个直流电流，电机才能工作起来。由于电机工作时，转子是旋转的，要给旋转的转子线圈供电，目前通常的做法是通过一个滑环来给转子线圈供电。本申请的实用新型人经过研究发现，滑环是有接触电阻的，所以滑环工作时会发热，而且高速旋转的摩擦力也会使得滑环发热与磨损，所以滑环的工作效率和寿命是这种电机产品的最大问题。

实用新型内容

针对现有交流同步电机通常采用滑环来给转子线圈供电，而滑环是有接触电阻的，所以滑环工作时会发热，且高速旋转的摩擦力也会使得滑环发热与磨损，所以滑环的工作效率和寿命是这种电机产品最大问题的技术问题，本实用新型提供一种交流同步电机用无线励磁装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

交流同步电机用无线励磁装置，所述包括用于给电机转子线圈提供励磁电压的发射组件和接收组件，所述发射组件与接收组件之间通过气隙形成磁耦合，所述发射组件用于产生高频振荡信号并通过电磁无线发射，所述接收组件用于通过电磁感应接收高频振荡信号经整流后可输出至电机转子线圈。

进一步，所述发射组件包括发射端支架、发射端磁芯、发射端线圈和发射端电路板，所述发射端支架可与电机盖固定连接，所述发射端磁芯和发射端电路板固定连接于发射端支架内端中部且发射端电路板设于发射端磁芯***，所述发射端线圈安装在发射端磁芯内且发射端线圈的两根引线与发射端电路板电连接，所述发射端电路板上设有用于产生高频振荡信号的控制电路；所述接收组件包括接收端支架、接收端磁芯、接收端线圈和接收端电路板，所述接收端支架可固定套接于转子轴端部，所述接收端磁芯固定连接于接收端支架的外端中部，所述接收端电路板固定连接于接收端支架的内端中部，所述接收端线圈安装在接收端磁芯内且接收端线圈的两根引线与接收端电路板电连接，所述接收端电路板上设有用于对接收高频振荡信号进行整流后可输出至电机转子线圈的整流电路；所述发射端磁芯和接收端磁芯形状相同并采用径向对称设置且两磁芯之间留有预定气隙。

进一步，所述发射端磁芯和发射端电路板通过螺钉固定连接于发射端支架内端中部。

进一步，所述接收端磁芯设于接收端支架的外端中部，所述接收端支架的外壁上穿设有对接收端磁芯进行抵顶的螺柱。

进一步，所述接收端电路板通过螺栓固定连接于接收端支架的内端中部，且所述接收端电路板与接收端支架内端之间绝缘间隔设置。

进一步，所述接收端电路板上对称固定穿设有两个螺杆，所述螺杆上紧密套接有与接收端支架上预设过孔内壁接触的绝缘凸套，伸出接收端支架内端的螺杆上螺接有与接收端支架外端面贴合的螺母。

进一步，所述接收端支架外端面上靠近预设过孔处设有与接收端支架内部中空连通的导线槽，所述伸出接收端支架内端的螺杆上通过螺母可压接与转子线圈电连接的绝缘导线。

进一步，所述发射端磁芯和接收端磁芯为磁罐形，所述磁罐形的磁芯底部对称设有便于线圈两根引线穿过的两个通孔。

进一步，所述发射端磁芯和接收端磁芯之间的气隙为0.2～2mm。

本实用新型还提供一种交流同步电机，包括相对旋转配合的转子组件和定子组件，所述转子组件包括转子轴及固定连接于转子轴上的转子骨架，所述转子骨架上缠绕有转子线圈，所述电机还包括前述的交流同步电机用无线励磁装置，所述交流同步电机用无线励磁装置中的接收组件固定连接于转子轴上并与转子线圈电连接，所述交流同步电机用无线励磁装置中的发射组件与电机盖固定连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的交流同步电机用无线励磁装置，包括有发射组件和接收组件，发射组件与接收组件之间通过气隙形成磁耦合，发射组件用于产生高频振荡信号并通过电磁无线发射，接收组件用于通过电磁感应接收高频振荡信号经整流后输出励磁电压至交流同步电机转子线圈，以此实现利用无线感应的方式来给电机转子线圈供电，这样电机转子在转动时就可以高效的接收到能量，由此该装置就取代了现有的滑环来工作，即采用该交流同步电机用无线励磁装置的交流同步电机就实现了无滑环工作，因而避免了现有滑环由于工作接触所导致的发热与磨损，进而使得本交流同步电机工作稳定，有效提高了电机产品的寿命和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的交流同步电机用无线励磁装置结构示意图。

图2是图1中发射组件的分解结构示意图。

图3是图1中接收组件的分解结构示意图。

图4是图1中发射端磁芯和接收端磁芯的主视结构示意图。

图5是本实用新型实施例提供的交流同步电机立体结构示意图。

图6是本实用新型实施例提供的交流同步电机剖视结构示意图。

图7是本实用新型实施例提供的交流同步电机转子组件结构示意图。

图中，1、发射组件；11、发射端支架；12、发射端磁芯；13、发射端线圈；14、发射端电路板；15、螺钉；16、通孔；2、接收组件；21、接收端支架；211、过孔；212、导线槽；22、接收端磁芯；23、接收端线圈；24、接收端电路板；25、螺栓；26、螺杆；27、绝缘凸套；28、螺母；3、转子组件；31、转子轴；32、转子骨架；33、转子线圈；4、定子组件；5、绝缘导线；6、电机盖；7、固定螺栓。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1所示，本实用新型提供一种交流同步电机用无线励磁装置，所述包括用于给电机转子线圈提供励磁电压的发射组件1和接收组件2，所述发射组件1与接收组件2之间通过气隙形成磁耦合，所述发射组件1用于产生高频振荡信号并通过电磁无线发射，所述接收组件2用于通过电磁感应接收高频振荡信号经整流后可输出至电机转子线圈。

作为具体实施例，请参考图2和图3所示，所述发射组件1包括发射端支架11、发射端磁芯12、发射端线圈13和发射端电路板14，所述发射端支架11可与电机盖固定连接，即通过该发射端支架11可与交流同步电机的电机盖实现固定连接，所述发射端磁芯12和发射端电路板14固定连接于发射端支架11内端中部且发射端电路板14设于发射端磁芯12***，将发射端磁芯12和发射端电路板14固定连接于发射端支架11内端中部以保证发射端磁芯12与电机转子同心，所述发射端线圈13安装在发射端磁芯12内且发射端线圈13的两根引线与发射端电路板14电连接，所述发射端电路板14上设有用于产生高频振荡信号的控制电路，所述控制电路具体可采用现有的LLC半桥谐振电路来实现；所述接收组件2包括接收端支架21、接收端磁芯22、接收端线圈23和接收端电路板24，所述接收端支架21可固定套接于转子轴端部，即通过该接收端支架21可与交流同步电机的转子轴实现固定连接，所述接收端磁芯22固定连接于接收端支架21的外端中部，以保证接收端磁芯22与电机转子同心，所述接收端电路板24固定连接于接收端支架21的内端中部，所述接收端线圈23安装在接收端磁芯22内且接收端线圈23的两根引线与接收端电路板24电连接，所述接收端电路板24上设有用于对接收高频振荡信号进行整流后可输出至电机转子线圈的整流电路，所述整流电路具体可采用现有的整流电路来实现；所述发射端磁芯12和接收端磁芯22形状相同并采用径向对称设置，以此让电机转子转动时对变压的电感与漏感变化要小，且两磁芯之间留有预定气隙，从而利用变压器间的气隙所产生的漏感作谐振电感，这样既可以满足电机转子可以转动又能实现高效的能量传送。当然，本领域的技术人员在前述发射组件1和接收组件2的结构基础上，还可以采用其他结构的收发组件来实现，只要能以电磁感应等其他无线感应方式实现能量无线收发来给电机转子线圈供电即可。

作为具体实施例，请参考图2所示，所述发射端磁芯12和发射端电路板14通过螺钉15固定连接于发射端支架11内端中部，由此实现发射端磁芯12和发射端电路板14与发射端支架11的固定连接。

作为具体实施例，所述接收端磁芯22设于接收端支架21的外端中部，所述接收端支架21的外壁上穿设有对接收端磁芯22进行抵顶的螺柱(图中未示出)，具体在接收端支架21的外端面设有收容接收端磁芯22的收纳腔，通过螺柱对接收端磁芯22进行抵顶，以实现接收端磁芯22与接收端支架21的固定连接。

作为具体实施例，请参考图3所示，所述接收端电路板24通过螺栓25固定连接于接收端支架21的内端中部，具体在接收端支架21的内端面设有收容接收端电路板24的收纳腔，且所述接收端电路板24与接收端支架21之间绝缘间隔设置，由此当所述接收端支架21采用铝合金等金属制成时，可以避免接收端电路板24与接收端支架21之间形成电性连接。

作为具体实施例，请参考图3所示，所述接收端电路板24上对称固定穿设有两个螺杆26，所述螺杆26上紧密套接有与接收端支架21上预设过孔211内壁接触的绝缘凸套27，伸出接收端支架21内端的螺杆26上螺接有与接收端支架21外端面贴合的螺母28，由此实现接收端电路板24与接收端支架21之间的绝缘间隔连接。

作为具体实施例，请参考图3所示，所述接收端支架21外端面上靠近预设过孔211处设有与接收端支架21内部中空连通的导线槽212，所述伸出接收端支架21内端的螺杆26上通过螺母28可压接与转子线圈电连接的绝缘导线，具体该绝缘导线经过导线槽212和接收端支架21内部中空后即可与转子线圈电连接，由此接收端线圈23的两根引线顺序经过接收端电路板24、螺杆26和绝缘导线后，即可与电机转子线圈实现电连接。

作为具体实施例，请参考图2至图4所示，所述发射端磁芯12和接收端磁芯22为磁罐形，两个磁罐相对径向对称设置，由此保证电机转子在转动时同样可以高效的接收到能量，本实施例中传输效率大于92％，所述磁罐形的磁芯底部对称设有便于线圈两根引线穿过的两个通孔16，由此通过该两个通孔16，所述发射端线圈13的两根引线可与发射端电路板14实现电连接，所述接收端线圈23的两根引线也可与接收端电路板24实现电连接。

作为具体实施例，所述发射端磁芯12和接收端磁芯22之间的气隙为0.2～2mm，由此可以很好地获得漏感。

请参考图5至图7所示，本实用新型还提供一种交流同步电机，包括相对旋转配合的转子组件3和定子组件4，所述转子组件3包括转子轴31及固定连接于转子轴31上的转子骨架32，所述转子骨架32上缠绕有转子线圈33，所述电机还包括前述的交流同步电机用无线励磁装置，所述交流同步电机用无线励磁装置中的接收组件2固定连接于转子轴31上并与转子线圈33电连接，具体通过接收组件2中的接收端支架21与交流同步电机的转子轴33实现固定连接，转子线圈33通过绝缘导线5与接收组件2中的螺杆26电连接，所述交流同步电机用无线励磁装置中的发射组件1与电机盖6固定连接，具体发射组件1可通过固定螺栓7与电机盖固定连接。

作为一种实施方式，当发射端电压为80V，磁芯直径为36mm，发射端线圈为9匝，接收端线圈为4匝，两磁芯之间的气隙为0.5mm，工作频率为150KHz时，电机转子线圈上可得到一个15V稳定的直流电压，接上电机控制器，电机工作稳定，实现了无滑环工作。

与现有技术相比，本实用新型提供的交流同步电机用无线励磁装置，包括有发射组件和接收组件，发射组件与接收组件之间通过气隙形成磁耦合，发射组件用于产生高频振荡信号并通过电磁无线发射，接收组件用于通过电磁感应接收高频振荡信号经整流后输出励磁电压至交流同步电机转子线圈，以此实现利用无线感应的方式来给电机转子线圈供电，这样电机转子在转动时就可以高效的接收到能量，由此该装置就取代了现有的滑环来工作，即采用该交流同步电机用无线励磁装置的交流同步电机就实现了无滑环工作，因而避免了现有滑环由于工作接触所导致的发热与磨损，进而使得本交流同步电机工作稳定，有效提高了电机产品的寿命和可靠性。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.交流同步电机用无线励磁装置，其特征在于，包括用于给电机转子线圈提供励磁电压的发射组件和接收组件，所述发射组件与接收组件之间通过气隙形成磁耦合，所述发射组件用于产生高频振荡信号并通过电磁无线发射，所述接收组件用于通过电磁感应接收高频振荡信号经整流后可输出至电机转子线圈。

2.根据权利要求1所述的交流同步电机用无线励磁装置，其特征在于，所述发射组件包括发射端支架、发射端磁芯、发射端线圈和发射端电路板，所述发射端支架可与电机盖固定连接，所述发射端磁芯和发射端电路板固定连接于发射端支架内端中部且发射端电路板设于发射端磁芯***，所述发射端线圈安装在发射端磁芯内且发射端线圈的两根引线与发射端电路板电连接，所述发射端电路板上设有用于产生高频振荡信号的控制电路；所述接收组件包括接收端支架、接收端磁芯、接收端线圈和接收端电路板，所述接收端支架可固定套接于转子轴端部，所述接收端磁芯固定连接于接收端支架的外端中部，所述接收端电路板固定连接于接收端支架的内端中部，所述接收端线圈安装在接收端磁芯内且接收端线圈的两根引线与接收端电路板电连接，所述接收端电路板上设有用于对接收高频振荡信号进行整流后可输出至电机转子线圈的整流电路；所述发射端磁芯和接收端磁芯形状相同并采用径向对称设置且两磁芯之间留有预定气隙。

3.根据权利要求2所述的交流同步电机用无线励磁装置，其特征在于，所述发射端磁芯和发射端电路板通过螺钉固定连接于发射端支架内端中部。

4.根据权利要求2所述的交流同步电机用无线励磁装置，其特征在于，所述接收端磁芯设于接收端支架的外端中部，所述接收端支架的外壁上穿设有对接收端磁芯进行抵顶的螺柱。

5.根据权利要求2所述的交流同步电机用无线励磁装置，其特征在于，所述接收端电路板通过螺栓固定连接于接收端支架的内端中部，且所述接收端电路板与接收端支架内端之间绝缘间隔设置。

6.根据权利要求5所述的交流同步电机用无线励磁装置，其特征在于，所述接收端电路板上对称固定穿设有两个螺杆，所述螺杆上紧密套接有与接收端支架上预设过孔内壁接触的绝缘凸套，伸出接收端支架内端的螺杆上螺接有与接收端支架外端面贴合的螺母。

7.根据权利要求6所述的交流同步电机用无线励磁装置，其特征在于，所述接收端支架外端面上靠近预设过孔处设有与接收端支架内部中空连通的导线槽，所述伸出接收端支架内端的螺杆上通过螺母可压接与转子线圈电连接的绝缘导线。

8.根据权利要求2所述的交流同步电机用无线励磁装置，其特征在于，所述发射端磁芯和接收端磁芯为磁罐形，所述磁罐形的磁芯底部对称设有便于线圈两根引线穿过的两个通孔。

9.根据权利要求2所述的交流同步电机用无线励磁装置，其特征在于，所述发射端磁芯和接收端磁芯之间的气隙为0.2～2mm。

10.交流同步电机，包括相对旋转配合的转子组件和定子组件，所述转子组件包括转子轴及固定连接于转子轴上的转子骨架，所述转子骨架上缠绕有转子线圈，其特征在于，所述电机还包括前述权利要求1-9中任一项所述的交流同步电机用无线励磁装置，所述交流同步电机用无线励磁装置中的接收组件固定连接于转子轴上并与转子线圈电连接，所述交流同步电机用无线励磁装置中的发射组件与电机盖固定连接。

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