CN102611274B - 一种螺旋运动感应电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无绕组端部螺旋运动感应电机，包括电机壳体，壳体内设置有定子绕组直线部分定子铁芯和定子绕组端部定子铁芯，定子绕组直线部分定子铁芯和定子绕组端部定子铁芯上设置有定子绕组，转轴上设置有电机转子，电机转子表面设置有转子导电层，转轴通过滑动轴承与壳体活动连接。本发明采用一套定子绕组，绕组直线部分产生旋转运动磁场，绕组两个端部产生直线运动磁场，共同作用在电机转子上，直接驱动负载做螺旋运动。本发明消除了传统电机的端部，产生直线运动磁场的定子绕组两个端部和电机两端的定子铁芯在空间上完全对称，可消除径向力，降低轴承的磨损，结构简单，易于实现，制造成本低，装置体积小，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机，尤其涉及一种螺旋运动感应电机。
背景技术
在生产加工行业中，使用的螺旋钻床、螺旋输送机、螺旋压缩机、塑料挤出机及螺旋泵等装置的驱动电机，都需要驱动轴做螺旋运动。传统技术通过多台电机的机械性组合，来实现驱动轴进行螺旋运动，传统技术中的解决方案不仅控制方式相当复杂，而且还需要很多价值昂贵、体积庞大且笨重的机械传动装置。此外，由于传动组件及轴承均承受较大的轴向力，导致这些组件的机械磨损相当大，设备损耗严重。
公开号为CN101107114的发明专利《用于注塑机的可直线医用的旋转驱动装置》公开了一种用于注塑机的组合驱动装置，包括相继布置的旋转电机、直线电机，液压缸、蜗杆、螺纹主轴、传动皮带、液压活塞、导向装置等。公开的发明专利利用液压缸、导向板和导向杆使电动机沿电动机的轴向运动，实现了负载螺旋运动，但所述的驱动装置由于其机械结构复杂、传动需要中间环节、装置体积大、动子惯量大等缺点，导致其工作效率不高，使用不便，并且对轴承的承受能力要求严格，极易造成机械磨损。
公开号为CN101312814的发明专利《具有内置式直线-旋转直接驱动装置的塑料注射成型机》公开了一种包括电动旋转驱动装置、电动直线驱动装置、输出轴等的塑料注射成型机，其旋转驱动装置与直线驱动装置共用一个罐形外转子，罐形外转子与输出轴固定相连，直线电机的空心圆柱形定子的主要部分布置在罐形外转子的内腔中，旋转电机的定子以与直线电机的空心圆柱形定子固定相连的方式布置在直线电机的空心圆柱形定子的内部。所述装置的旋转电机与直线电机的定子绕组布置在一个罐形外转子上，由于外转子直接驱动输出轴，造成转动惯量大，轴承磨损严重。同时公开的发明专利还存在机械结构复杂，加工费用很高，装置体积大，使用不便的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种螺旋运动感应电机，能够驱动负载做螺旋运动，具有结构简单、机械磨损小、成本较低、使用方便等优点，有效地解决现有技术存在的缺点。
本发明采用下述技术方案：
一种螺旋运动感应电机，包括电机壳体，壳体内设置有定子绕组直线部分定子铁芯和定子绕组端部定子铁芯，定子绕组端部定子铁芯分别设置在定子绕组直线部分定子铁芯的两端；定子绕组直线部分定子铁芯由硅钢片沿转轴轴向叠装而成，定子绕组直线部分定子铁芯上的齿槽沿转轴轴向形成开槽；定子绕组端部定子铁芯由硅钢片沿转轴圆周方向叠装而成，定子绕组端部定子铁芯上的齿槽分别沿转轴圆周方向和转轴轴向形成开槽；定子绕组直线部分定子铁芯和定子绕组端部定子铁芯上设置有一套定子绕组，定子绕组由相互连接的定子绕组直线部分和定子绕组端部组成，定子绕组直线部分沿轴向平行设置在定子绕组直线部分定子铁芯开槽内，定子绕组端部设置在定子绕组端部定子铁芯沿转轴圆周方向的开槽内；定子绕组直线部分定子和定子绕组端部定子的定子铁芯硅钢片正交叠放，定子齿槽正交分布；定子绕组直线部分产生旋转运动磁场，两个定子绕组端部产生直线运动磁场，共同作用在电机转子上，直接驱动负载做螺旋运动，产生直线运动磁场的定子绕组两个端部和电机两端的定子铁芯在空间上完全对称，消除径向力；转轴上设置有电机转子，电机转子表面设置有转子导电层，转轴通过滑动轴承与壳体活动连接，定子绕组端部定子铁芯与端盖之间留有间隙。
所述的定子绕组直线部分定子铁芯和定子绕组端部定子铁芯通过螺栓固定。
所述的壳体包括设置在定子绕组直线部分定子铁芯外部的定子绕组直线部分定子外壳和设置在定子绕组端部定子铁芯外部的定子绕组端部定子外壳，定子绕组直线部分定子外壳与定子绕组端部定子外壳通过螺栓固定，定子绕组端部定子外壳还通过螺栓可拆卸连接端盖，转轴通过滑动轴承与端盖活动连接。
所述的壳体上设置有接线盒和吊环，壳体下方设置有基座。
本发明采用一套定子绕组，绕组直线部分产生旋转运动磁场，绕组两个端部产生直线运动磁场，共同作用在电机转子上，直接驱动负载做螺旋运动。本发明中，产生直线运动磁场的定子绕组两个端部和电机两端的定子铁芯在空间上完全对称，可消除径向力，降低轴承的磨损，结构简单，易于实现，制造成本低，装置体积小，使用方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为本发明中定子绕组的结构示意图；
图4为本发明中定子绕组直线部分定子铁芯结构示意图；
图5为本发明中定子绕组端部定子铁芯结构示意图；
图6为本发明中定子绕组直线部分定子铁芯与定子绕组组合示意图；
图7为本发明中定子绕组端部定子铁芯与定子绕组组合示意图；
图8为本发明中电机转子结构示意图；
图9为本发明中电机转子、定子绕组直线部分定子铁芯和和定子绕组端部定子铁芯组合示意图；
图10为本发明中定子绕组直线部分定子外壳结构示意图；
图11为本发明中定子绕组端部定子外壳结构示意图；
图12为本发明中定子绕组直线部分定子外壳和定子绕组端部定子外壳组合示意图；
图13为本发明中端盖和电机转子组合示意图；
图14为本发明中只包括一端端盖的结构示意图。
具体实施方式
如图1至14所示，本发明包括电机壳体，壳体上设置有接线盒16，壳体下方设置有基座15，壳体内设置有定子绕组直线部分定子铁芯2和定子绕组端部定子铁芯5，定子绕组直线部分定子铁芯2由开有齿槽的硅钢片沿转轴9轴向叠装而成，定子绕组直线部分定子铁芯上2的齿槽沿转轴9轴向形成开槽。定子绕组端部定子铁芯5在定子绕组直线部分定子铁芯2的两端各设置一个，定子绕组端部定子铁芯5由开有齿槽的硅钢片沿转轴9圆周方向叠装而成，定子绕组端部定子铁芯5上的齿槽分别沿转轴9圆周方向和转轴9轴向形成开槽，沿转轴9圆周方向的槽用于嵌放定子绕组端部6，而沿转轴9轴向开槽用于出线，与定子绕组直线部分3相连。定子绕组直线部分定子铁芯2和定子绕组端部定子铁芯5通过紧固螺栓固定。定子绕组直线部分定子铁芯2和定子绕组端部定子铁芯5的硅钢片正交叠放，定子齿槽正交分布。定子绕组直线部分定子铁芯2和定子绕组端部定子铁芯5的齿槽内镶嵌有定子绕组，定子绕组由相互连接的定子绕组直线部分3和定子绕组端部6组成，定子绕组直线部分3沿转轴9轴向平行设置在定子绕组直线部分定子铁芯2的开槽内，定子绕组端部6设置在定子绕组端部定子铁芯5沿转轴9圆周方向的开槽内，定子绕组端部定子铁芯5沿转轴9轴向设置的开槽用于实现定子绕组端部6与定子绕组直线部分3的连接。定子绕组直线部分定子铁芯2的外部设置有具备支撑保护作用的定子绕组直线部分定子外壳1，定子绕组端部定子铁芯5外部同样设置有具备支撑保护作用的定子绕组端部定子外壳4，两个定子绕组端部定子外壳4的一端分别通过螺栓12固定在定子绕组直线部分定子外壳1的两端，两个定子绕组端部定子外壳4的另一端分别通过螺栓13固定两个端盖11。定子绕组直线部分定子外壳1上还设置有吊环14。转轴9上设置有电机转子7，电机转子7表面设置有转子导电层8，转轴9通过滑动轴承10与端盖11活动连接。电机转子7与端盖11之间留有一定间隙，作为电机转子7螺旋运动的空间。
本发明通电后，由定子绕组直线部分定子铁芯2和定子绕组直线部分3构成的绕组直线部分定子中会形成旋转磁场，由于电磁感应原理会在转子导电层8的表面产生感应电动势并形成电流，最终产生旋转力矩；由定子绕组端部定子铁芯5和定子绕组端部6构成的绕组端部定子中会形成做直线运动的行波磁场，由于电磁感应原理在转子导电层8的表面会产生感应电动势并形成电流，最终产生转轴9轴向方向的力，旋转力矩和轴向的力共同作用在电机转子7上，实现电机转子7的螺旋运动。本发明采用一套定子绕组，直接驱动负载做螺旋运动，可以通过改变电机通电的相序实现电机的换向。由于本发明中定子绕组端部6和两个定子绕组端部定子铁芯5在空间上完全对称，可消除径向力，降低轴承的磨损。
Claims (4)
1.一种螺旋运动感应电机，包括电机壳体，其特征在于：壳体内设置有定子绕组直线部分定子铁芯和定子绕组端部定子铁芯，定子绕组端部定子铁芯分别设置在定子绕组直线部分定子铁芯的两端；定子绕组直线部分定子铁芯由硅钢片沿转轴轴向叠装而成，定子绕组直线部分定子铁芯上的齿槽沿转轴轴向形成开槽；定子绕组端部定子铁芯由硅钢片沿转轴圆周方向叠装而成，定子绕组端部定子铁芯上的齿槽分别沿转轴圆周方向和转轴轴向形成开槽；定子绕组直线部分定子铁芯和定子绕组端部定子铁芯上设置有一套定子绕组，定子绕组由相互连接的定子绕组直线部分和定子绕组端部组成，定子绕组直线部分沿轴向平行设置在定子绕组直线部分定子铁芯开槽内，定子绕组端部设置在定子绕组端部定子铁芯沿转轴圆周方向的开槽内；定子绕组直线部分定子和定子绕组端部定子的定子铁芯硅钢片正交叠放，定子齿槽正交分布；定子绕组直线部分产生旋转运动磁场，两个定子绕组端部产生直线运动磁场，共同作用在电机转子上，直接驱动负载做螺旋运动，产生直线运动磁场的定子绕组两个端部和电机两端的定子铁芯在空间上完全对称，消除径向力；转轴上设置有电机转子，电机转子表面设置有转子导电层，转轴通过滑动轴承与壳体活动连接，定子绕组端部定子铁芯与端盖之间留有间隙。
2.根据权利要求1所述的螺旋运动感应电机，其特征在于：所述的定子绕组直线部分定子铁芯和定子绕组端部定子铁芯通过螺栓固定。
3.根据权利要求2所述的螺旋运动感应电机，其特征在于：所述的壳体包括设置在定子绕组直线部分定子铁芯外部的定子绕组直线部分定子外壳和设置在定子绕组端部定子铁芯外部的定子绕组端部定子外壳，定子绕组直线部分定子外壳与定子绕组端部定子外壳通过螺栓固定，定子绕组端部定子外壳还通过螺栓可拆卸连接端盖，转轴通过滑动轴承与端盖活动连接。
4.根据权利要求3所述的螺旋运动感应电机，其特征在于：所述的壳体上设置有接线盒和吊环，壳体下方设置有基座。
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