CN102195430B

CN102195430B - 旋转电机

Info

Publication number: CN102195430B
Application number: CN201110026293.7A
Authority: CN
Inventors: 神木泰明; 津曲宏
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2011-01-24
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2031-01-24
Also published as: CN102195430A; CN201918867U; US8415864B2; US20110227459A1

Abstract

一种旋转电机，其具备：凸缘，设置在大致呈方形且呈中空形状的框的轴向的一个端部；转子，具有轴且该轴旋转自如地支撑于所述凸缘上；定子，固定在所述框的内部且设置成包围所述转子；及多个加强杆，在从所述轴向俯视所述框时，设置在该框的相对的侧面上且相互交叉。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及一种旋转电机。

背景技术

以往，作为适用于大容量化的旋转电机，公知有日本国专利公开公报2002-281721号所记载的旋转电机。该旋转电机是如下的旋转电机，通过组合适合于永磁同步马达的极数、线圈数，可以使感应电压波形接近于正弦波，而且通过使齿槽转矩的振幅变小，也可以使所需的扭斜角度变小。因此，该旋转电机具有如下优点，即使实施大容量化，不平衡吸引力的影响也较小。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，是一种旋转电机，其具备：凸缘，设置在大致呈方形且呈中空形状的框的轴向的一个端部；转子，具有轴且该轴旋转自如地支撑于所述凸缘上；定子，固定在所述框的内部且设置成包围所述转子；及多个加强杆，在从所述轴向俯视所述框时，设置在该框的相对的侧面上且相互交叉，在所述相互交叉的多个加强杆的交点上设置与所述凸缘大致平行的加强板，在所述侧面上设置风扇，并且所述加强杆设置为与所述风扇相对且所述风扇产生的冷却风流过所述加强杆的两侧。

根据本发明的另一个实施方式，是一种旋转电机，其具备：凸缘，设置在呈中空形状的框的轴向的一个端部；转子，具有轴且该轴旋转自如地支撑于所述凸缘上；及定子，固定在所述框的内部且设置成包围所述转子，所述定子具备：在所述轴向上配置的第1定子铁心以及第2定子铁心；所述转子具备：配置成在轴向上相互邻接的第1转子铁心和第2转子铁心，所述第1转子铁心与所述第1定子铁心的径向内侧相对地配置，所述第2转子铁心与所述第2定子铁心的径向内侧相对地配置；以及形成在所述第1转子铁心和所述第2转子铁心之间的转子铁心空间部，在所述转子铁心空间部的径向外侧处，在所述第1定子铁心与所述第2定子铁心之间与所述轴向正交的方向上延伸设置加强所述定子的刚性的加强板。

附图说明

通过参照附图并考虑以下的详细说明，可以更加容易地理解并得到该发明的更优秀的评价与多的付随利益。

图1是旋转电机的侧视图。

图2是旋转电机的主视图。

图3是旋转电机的俯视图。

图4是旋转电机的侧剖视图。

图5是定子部的局部剖视图。

图6是拆下盖的旋转电机的侧视图。

图7是利用风扇的冷却模式图。

图8是转子部的扭斜模式图。

具体实施方式

第一实施方式

首先，参照图1至图3对本发明的第1实施方式的旋转电机的外观构成进行说明。图1是旋转电机的侧视图，图2是旋转电机的主视图，图3是旋转电机的俯视图。

如图1至图3所示，具有非常大的输出功率的大型马达即旋转电机10在使轴11处于水平的状态下，隔着板状的凸缘部12通过未图示的螺栓而固定在支架B上。在旋转电机10的上部安装有用于通过吊车来起吊旋转电机10的4个吊环13。旋转电机10的表面被盖14覆盖，在旋转电机10的两侧面上分别设有4个冷却用风扇15。在旋转电机10的后部设有对马达的位置、速度进行控制的编码器部16，在编码器部16的上方设有供给电源的连接器部17。

并且，在从轴11的轴向俯视旋转电机10时，风扇15在旋转电机10的相对的侧面上配置成对置。

（旋转电机10的内部结构）

下面，使用图4对旋转电机10的内部结构进行说明。图4是旋转电机的侧剖视图。在轴向上贯穿的轴11被设置于旋转电机10的转轴。旋转电机10在大致呈方形且呈中空形状的框20的轴向的一个端部具备凸缘部12。另外，在框20的轴向的另一端部具备盖部18。通过设置在凸缘部12及盖部18的轴承部21、22旋转自如地支撑轴11。

（转子部30的构成）

转子部30固定在轴11上，转子部30与轴11成为整体而旋转。转子部30包含第1转子铁心31A及第2转子铁心31B，在轴向上并排配置第1转子铁心31A与第2转子铁心31B。在第1转子铁心31A及第2转子铁心31B的外周表面上具备磁铁32。磁铁32是永久磁铁。轴11呈具备不同外径的阶梯形状。在轴11的轴向中央附近的外径最大的部分设有转子铁心安装部11a，通过螺栓33分别将转子铁心31A、31B固定在转子铁心安装部11a的轴向两侧面的转子铁心安装面11b、11c上。对固定方法不进行特定限制，也可以使用键、楔紧环等来固定。

转子铁心31A、31B分别包含：安装磁铁32的转子铁心外周部34；用于将转子铁心31A、31B安装于转子铁心安装部11a的转子铁心内周部35；及连结转子铁心外周部34与转子铁心内周部35的转子铁心中央部36。转子铁心外周部34呈从转子铁心中央部36向轴向两侧延伸的形状。因此，第1转子铁心31A与第2转子铁心31B呈在轴向上形成有凹部的形状。

在转子部30主要通过转子铁心外周部34、转子铁心中央部36与转子铁心安装部11a而形成有转子铁心空间部37。换言之，在转子部30通过第1转子铁心31A及第2转子铁心31B的相对的凹部形成有转子铁心空间部37。由于存在该转子铁心空间部37，从而可以实现转子部30的轻量化，实现转子部30的惯量减少，实现了高效率的马达。根据这样的构成，可以提供具有轻量化结构的旋转电机，轻量化结构适用于伴随大容量化而变成大型化的旋转电机。

（定子部40的构成）

在转子部30的外周以隔着空隙包围转子部30的形式设有定子部40。定子部40包含第1定子铁心41A与第2定子铁心41B，在轴向上并排配置第1定子铁心41A与第2定子铁心41B。第1定子铁心41A及第2定子铁心41B固定在框20的内部。

在第1定子铁心41A与第2定子铁心41B之间，大致平行于凸缘部12地设有由钢板或不锈钢等金属形成的加强板42。根据这样的构成，可以提供具有高刚性结构的旋转电机，高刚性结构适用于伴随大容量化而变成大型化的旋转电机。

并且，通过插入销43来分别定位第1定子铁心41A、第2定子铁心41B及加强板42，并固定于框20上。由此，能够实现定子部40的高刚性化。

另外，销43是独立的构件，而且，由于从框20的轴向的一个端部贯穿第1定子铁心41A、加强板42及第2定子铁心41B而到达框20的轴向的另一端部，因此进一步提高定子部40的刚性。

（加强板的详细形状说明）

下面，参照图5说明加强板的详细形状。图5是定子部的局部剖视图，图5（a）是图4的A-A′断面，图5（b）是图4的B-B′剖面。如图5（a）所示，在第1定子铁心41A上形成有多个齿51，在齿51的周围卷绕有未图示的线圈。另外，如图5（b）所示，在加强板42上形成有与卷绕有线圈的齿51相比宽度稍宽、高度稍高的多个舌部52。由此，可以防止齿51的变形，具有可以简单地插入线圈的效果。因此，根据这样的构成，可以提供容易制造的旋转电机。

（利用加强杆的加强结构的说明）

下面，参照图6说明利用加强杆的旋转电机的加强结构。图6是拆下盖的旋转电机的侧视图。在旋转电机10的轴向中央部设有上述的加强板42，在从轴11的轴向俯视框20时，在框20的相对的两个侧面上，正交于加强板42的轴向加强杆61安装在框20上。另外，在框20上相互交叉地安装有斜向加强杆62a、62b，以便连接框20的对角。

根据这样的构成，可以提供具有高刚性结构的旋转电机，高刚性结构适用于伴随大容量化而变成大型化的旋转电机。即，通过采用利用上述加强杆的加强结构，很强地加强框20，其结果，尽管在非常大型且大重量的马达的情况下，在使轴11处于大致水平的状态下，也可通过将凸缘部12固定在支架B上的凸缘固定来单臂支撑旋转电机10。

（利用风扇的冷却动作）

下面，参照图7说明利用风扇的冷却动作。图7是风扇冷却模式图。如图7所示，设定风扇15的旋转方向，以便向旋转电机10的内部送风。风扇15相对于转子部30的轴线对称地配置。由设定在上部（相对于轴线的一侧）的风扇15产生的风碰到定子部40而从定子部40吸收热之后被撞回，从而从旋转电机10的上部排出。另外，由设定在下部（相对于轴线的另一侧）的风扇15产生的风碰到定子部40而从定子部40吸收热之后被撞回，从而从旋转电机10的下部排出。旋转电机10通过凸缘部12单臂固定在支架B上，由于在旋转电机10的上下不存在障碍物，因此碰到定子部40的冷却风顺畅地从旋转电机10流出。由此，可以有效冷却输出功率非常高且产生高温的旋转电机10。根据这样的构成，可以提供如下旋转电机，具有有效冷却伴随大容量化而发热的结构。

并且，虽然风扇15固定于框20或加强杆62a、62b上，但是如果在加强杆62a、62b上配置风扇15，则由于由风扇15产生的送风碰到加强杆62a、62b而扩散，进一步提高冷却效率，因此优选。

如以上说明，本实施方式的旋转电机10由于在框部具有加强板42或加强杆62a、62b，因此可以通过凸缘固定来单臂支撑。而且，通过将风扇15配置在适当的位置，可以进一步提高冷却效果。另外，由于通过将风扇15设置在框20的侧面，风扇15作为侧面的加强构件来发挥功能，因此可以进一步提高框的刚性。

以上，说明了本发明的实施方式。但是也附带说明如下内容，只要是通常所说的本领域的技术人员，不用说均可以根据该实施方式进行适当的变更，实施了这种变更的情况也均属于本发明的技术范围。

（说明转子扭斜）

例如，虽然在上述实施方式中说明了转子部30不扭斜的例子，但是也可以使转子部30扭斜。在此，参照图8说明转子部30的扭斜。图8是转子部30的扭斜模式图。图8（a）表示转子铁心安装面72，图8（b）表示转子铁心内周部35。在表示转子铁心安装面11b或11c的转子铁心安装面72上形成有在圆周上等间距的外螺纹部71（图8（a）为24处）。另外，在转子铁心内周部35形成有在圆周上等间隔的抗转矩所需数量的螺栓插入用孔（第1孔73a）（图8（b）为6处）。而且，在从第1孔错开规定角度（α、β、γ）的位置也形成有等间隔的抗转矩所需数量的螺栓插入用孔（第2孔73b、第3孔73c、第4孔73d）。根据这样的构成，可以在自由度较大的状态下使转子部30扭斜。另外，通过将该结构设置在第1转子铁心31A与第2转子铁心31B的两侧，能够以不同于上述的规定角度（α、β、γ）的角度（例如（α-β）、（α+β）等）使转子部30扭斜。通过使转子部30扭斜，使齿槽推力减轻，得到能够流畅地进行控制的效果。

并且，在上述的实施方式中，虽然示出了将风扇15安装在盖14或框20上的例子，但是如果将风扇安装于倾斜方向上的加强杆62a、62b上，则风扇15作为结构构件来发挥功能，进一步提高框20的刚性，因此优选。另外，如果使倾斜方向的加强杆62a、62b位于风扇15的中央部，则冷却风大致均匀地流过加强杆62a、62b的两侧，进一步提高冷却效率，因此优选。

另外，旋转电机10不局限于马达，也包含发电机等。

另外，除了在上面已叙述的内容之外，也可以适当地组合上述的实施方式、各变形例中的方法来加以利用。

显然，由于从上所述可以知道本发明可以进行更多的变更或变化，因此在从属权利要求的范围内可以通过具体说明的方法之外的方法来实施本发明。

Claims

1.一种旋转电机，其特征为，具备：

凸缘，设置在大致呈方形且呈中空形状的框的轴向的一个端部；

转子，具有轴且该轴旋转自如地支撑于所述凸缘上；

定子，固定在所述框的内部且设置成包围所述转子；

及多个加强杆，在从所述轴向俯视所述框时，设置在该框的相对的侧面上且相互交叉，

在所述相互交叉的多个加强杆的交点上设置与所述凸缘大致平行的加强板，

在所述侧面上设置风扇，并且

所述加强杆设置为与所述风扇相对且所述风扇产生的冷却风流过所述加强杆的两侧。

2.一种旋转电机，其特征为，具备：

凸缘，设置在呈中空形状的框的轴向的一个端部；

转子，具有轴且该轴旋转自如地支撑于所述凸缘上；

及定子，固定在所述框的内部且设置成包围所述转子，

所述定子具备：

在所述轴向上配置的第1定子铁心以及第2定子铁心；

所述转子具备：

配置成在轴向上相互邻接的第1转子铁心和第2转子铁心，所述第1转子铁心与所述第1定子铁心的径向内侧相对地配置，所述第2转子铁心与所述第2定子铁心的径向内侧相对地配置；以及

形成在所述第1转子铁心和所述第2转子铁心之间的转子铁心空间部，

在所述转子铁心空间部的径向外侧处，在所述第1定子铁心与所述第2定子铁心之间与所述轴向正交的方向上延伸设置加强所述定子的刚性的加强板。

3.根据权利要求2所述的旋转电机，其特征为，通过销将所述加强板定位于所述第1定子铁心以及所述第2定子铁心上，并且，固定于所述框上。

4.根据权利要求3所述的旋转电机，其特征为，

所述销是独立的构件，并且，从所述框的轴向的一个端部贯穿所述第1定子铁心、所述加强板及所述第2定子铁心而到达所述框的轴向的另一端部。