CN103026588B - 分段式电枢电动机 - Google Patents

Abstract

提供一种分段式电枢电动机，其包括围住具有旋转轴的转子的多个电枢线圈、容纳电枢线圈并以分段形式连接的电枢、与电枢连接以便围住电枢的电动机架以及与电动机架的前面和后面连接的电动机壳。分段式电枢电动机形成为使得电枢线圈完全围住转子的磁极部分并形成为马蹄形或U形，由此将电枢和转子的磁性损失最小化。

Description

分段式电枢电动机

技术领域

本发明涉及一种分段式电枢电动机，具体而言，涉及一种其电枢线圈和转子在结构上得到改善以便能够提高其效率的分段式电枢电动机。

背景技术

通常，同步电动机是指不管负荷而以恒定的速度(同步速度)和恒定的频率旋转的恒速电动机(一种交流电动机)。这种同步电动机通常配置有用于在定子上形成旋转磁场的三相绕组和被嵌入以在具有芯构件(铁芯)的叠片结构的转子中形成磁极(N极和S极)的磁铁(永磁铁或电磁铁)。

上述同步电动机通常由定子和转子之间产生的旋转磁场驱动。具有这种驱动方式的同步电动机通常具有的特性是以与施加到三相绕组的供给电压的频率呈正比并与转子的磁极的数量呈反比的速度旋转，即，以与输入电压的频率同步的速度旋转。

然而，因为电磁力仅作用在一个对应面上，所以常规电动机或发动机需要作为强大电磁力的通道的铁芯，由于施加到铁芯的电磁力线的损失，效率会降低。

发明内容

技术问题

因此，考虑到发生在相关现有技术中的上述问题而做出本发明，本发明的目的在于提供一种分段式电枢电动机，其形成使得电枢线圈完全围住转子的磁极部分并形成为马蹄形或U形，由此将电枢和转子的磁性损失最小化。

技术方案

根据本发明的方面，提供一种分段式电枢电动机，其包括：围住具有旋转轴的转子的多个电枢线圈；容纳电枢线圈并以分段形式连接的电枢；与电枢连接以便围住电枢的电动机架；以及与电动机架的前和后面连接的电动机壳。

在此，每个电枢线圈可以形成为空心形状，从其中间部分的一端或相对端弯曲，并包括在其一侧的电枢线圈端子。

另外，分段式电枢电动机还可以包括在电枢线圈和转子之间以分段形式连接的线圈框架，线圈框架包括间隔形成的支撑槽以及倾斜地形成的线圈框架支撑壁。

另外，电枢可以由具有电枢电缆的电枢框架以及与电枢框架的前和后面连接的电枢壳组成，并且介电片可以安装在线圈框架和电枢框架之间。

此外，构成转子的永磁铁可以被配置成使得其N极和S极沿转子的旋转方向设置，使得其邻近的永磁铁被设置成具有相斥的极。

有益效果

根据本发明，分段式电枢电动机形成为使得电枢线圈完全围住转子的磁极部分并形成为马蹄形或U形，由此能够将电枢和转子的磁性损失最小化。

另外，电枢线圈围住磁场极的大部分。对于电动机而言，从电枢产生的磁通量集中在中心，因而提高了磁场极的旋转效率。对于发电机而言，从电枢产生的磁通量与电枢线圈连接而从磁场极产生的磁通量没有损失，因而提高了发电机的效率。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的分段式电枢电动机的示图；

图2至图4是示出根据本发明实施例的分段式电枢电动机的装配过程的立体图；

图5是示出构成根据本发明实施例的分段式电枢电动机的转子的截面图；

图6是示出根据本发明另一个实施例的分段式电枢电动机的截面图；

图7和图8是示出根据本发明另一个实施例的分段式电枢电动机的分解立体图和装配立体图；

图9和图10是示出根据本发明另一个实施例的分段式电枢电动机的装配过程的立体图。

具体实施方式

下面，将参照附图说明本发明的实施例。图1是示出根据本发明实施例的分段式电枢电动机的示图。图2至图4是示出根据本发明实施例的分段式电枢电动机的装配过程的立体图。图5是示出构成根据本发明实施例的分段式电枢电动机的转子的截面图。

根据本发明实施例的分段式电枢电动机10包括围住具有旋转轴61的转子60的多个电枢线圈20、容纳电枢线圈20并以分段形式连接的电枢30、与电枢30连接以便围住电枢30的电动机架40、与电动机架40的前、后面连接的电动机壳50以及安装在电枢线圈20和转子60之间的线圈框架70。

每个电枢线圈20形成为空心形状，从其中间部分的一端或相对端弯曲，并在其一侧设置有电枢线圈端子21。

具体来说，每个电枢线圈20形成为空心形状，例如马蹄形或U形，并在其一侧安装有电枢线圈端子21。

更具体来说，成形每个电枢线圈20以围住下文将描述的线圈框架70，并且每个电枢线圈20通过在其相对侧以恒定的间隔弯曲圆形或四边形线圈形成为双马蹄形或U形。每个电枢线圈被安装成以沿三个方向围住转子的外周和相对侧。通常，电枢线圈20以3的倍数为单元进行安装，并按照每个电枢线圈接触转子60的顺序被区分为前部和后部。

例如，当转子的两个磁极是N极和S极时，三个电枢线圈以如下方式被安装：其前部依次位于N极的区域被分成三个相等部分的位置，并且其后部也依次位于S极的区域被分成三个相等部分的位置。重复该安装方法。

电枢线圈20被连接为单元线圈，电枢线圈端子21形成在每个电枢线圈上，并基于电枢电路结构被连接。

在此，当一组全部电枢线圈20配置为对应于两个磁场磁极(N和S)的电枢线圈电路时，这变成两极电动机。当一组全部电枢线圈20配置为对应于四个磁场磁极(N、S、N和S)的电枢线圈电路时，这变成四极电动机。

此外，安装在电枢线圈20和转子60之间的线圈框架70被分段，并设置有内部空间74以便容纳转子60。

具体来说，线圈框架70形成为两个从而容易装配。分段的线圈框架的凸缘被形成为容易地连接和定位从而使其中一个形成有连接孔而另一个形成有连接凸起。

线圈框架70的外表面设置有线圈框架分隔物71，每个线圈框架分隔物71具有间隔的支撑槽72和倾斜地形成在其一侧或相对侧上的线圈框架支撑壁73。

因此，使用每个线圈框架分隔物71的支撑槽72和支撑壁73来固定每个电枢线圈20。

容纳电枢线圈20并以分段形式连接的电枢30由具有电枢电缆32的电枢框架31以及与电枢框架31的前、后面连接的电枢壳33组成。

电枢框架31的外表面设置有间隔突出的电枢框架固定物34。

具体来说，电枢框架31容纳相互连接的电枢线圈20和线圈框架70。电枢框架31被配置成使得从其内表面突出的架支撑件35被固定地插入构成线圈框架70的线圈框架分隔物71中。然后，电枢壳33与电枢框架31连接。另一个电枢框架31按上述过程被固定地连接。

在此，每个电枢壳33设置有延伸部36以便能够防止电枢线圈20被暴露。介电片80被安装在线圈框架70和电枢框架31之间。

围住电枢30的电动机架40设置有从其外表面间隔地突出以便冷却电枢的电动机架冷却片41，和电动机架插入槽42，其间隔地形成在电动机架40的内表面。

也就是说，电动机架40被配置成使得转子60的电枢30被插入形成在电动机架40的内表面的电动机架插入槽42中。在此，电动机架40可以在其外表面选择性地设置有底座90以便能够稳定地支撑电动机架40。

在实施例中，将描述电动机架40形成为圆柱形的示例。

与电动机架40的前、后面连接的电动机壳50的形状对应于电动机架40的形状。轴承51安装在电动机壳50的部分上，转子60的旋转轴61经过轴承51。电动机壳50通过螺栓固定到电动机架40。

也就是说，电动机壳50与电动机架40连接，电枢线圈20、线圈框架70、电枢30和转子60与电动机架40连接。

安装在线圈框架70内的转子60由非磁性导体形成，并在其内中心设置有用于旋转轴61的转子孔63。转子的内筒64通过瘦身过程可以降低密度，并且转子的外筒65设置有可插入永磁铁62的磁孔66。

在实施例中，永磁铁62被配置成使得其N极和S极沿着转子的旋转方向设置，使得其邻近的永磁铁62被设置成具有相斥的极，即，相同的极。

在此，作为每个永磁铁62，使用平面磁铁的叠片永磁铁或单片永磁铁。

接下来，图6示出根据本发明另一个实施例的分段式电枢电动机10。分段式电枢电动机10被配置成使得永磁铁62被固定以便能够随着固定有旋转轴61的每个转子60旋转，使得电枢框架31被安装到具有安装的电枢线圈20的线圈框架70，并被覆盖有电枢壳33，并使得填充物100插入电枢框架和每个电枢壳之间的空间并固定电枢线圈20。

在分段式电枢30相互接合的状态下，使用固定螺栓来固定电动机架40。旋转轴61连接在电枢30的内部，并且配备有永磁铁62的转子60被旋转地安装。

接下来，使用装配螺栓将具有轴承51的电动机壳50固定到电动机架40。显示出在一个电动机架40中安装有多个电动机驱动器。

接下来，图7至图10示出根据本发明另一个实施例的分段式电枢电动机。分段式电枢电动机10包括多个电枢线圈20、容纳电枢线圈20并以分段形式连接的电枢30、与电枢30连接以便围住电枢30的电动机架40以及与电动机架40的前、后面连接的电动机壳50。

在分段式电枢电动机10中，电枢30与线圈框架70整体地形成。

每个电枢线圈20被配置成预定间隔地弯曲成马蹄形或U形并围住转子60，并且每个电枢线圈20安装在线圈框架70上以便成为分段式电枢30。

连接有旋转轴61的转子60被插入分段的线圈框架70的内部。与转子60连接的线圈框架与电动机架40连接。电动机架40被分段成插在旋转轴61的相对侧上的两个部分。电动机架40的每个部分被配置成具有电枢线圈20插入其中以便根据每个电枢30的形状处于紧密接触的线圈凹槽141、与电枢线圈20的圆周空间配合的第一突起142以及插入电枢线圈20的侧面空间的第二突起143。

另外，通过层压多个铁心片可以形成电动机架40的线圈凹槽141、第一突起142和第二突起143。

将说明如上述配置的分段式电枢电动机的装配过程。

第一，线圈框架70形成为两个以便具有在其中形成的内部空间74和形成在其外表面上的线圈框架分隔物71。每个线圈框架分隔物71具有间隔形成的支撑槽72和倾斜地形成在其一侧或相对侧上的线圈框架支撑壁73。

电枢线圈20被安装在线圈框架分隔物71之间。每个电枢线圈20形成为空心形状，例如马蹄形或U形，并在其一侧安装有电枢线圈端子21。

接下来，转子60被安装在一个线圈框架70的内部空间74中，然后线圈框架70被连接，其中转子60由非磁性导体形成并具有安装在其内中心的旋转轴61和形成在其外筒65中的磁孔66，使得永磁铁62可被插入。

电枢30形成为具有配备有电枢电缆32的电枢框架31、与电枢框架31的前、后面连接的电枢壳33、从电枢框架31的外表面间隔地突出的电枢框架固定物34以及从电枢框架31的内表面间隔地突出的架支撑件35，然后电枢线圈20、转子60和线圈框架70的组合被安装在电枢30中。

具体来说，电枢框架31容纳相互连接的电枢线圈20和线圈框架70。电枢框架31被配置成使得从其内表面突出的架支撑件35被固定地插入构成线圈框架70的线圈框架分隔物71中。然后，电枢壳33与电枢框架31连接。另一个电枢框架31以上述过程被固定地连接。

接下来，电枢30被插入电动机架40，该电动机架40具有从其外表面间隔地突出用于冷却电枢的电动机架冷却片41和间隔地形成在其内表面的电动机架插入槽42。然后，电动机壳50被安装在电动机架40的前侧和后侧。由此，完成了分段式电枢电动机10的装配过程。

在此，分段式电枢电动机10的组合顺序可以不同于上述顺序。

虽然参照附图基于特定形状和方向对本发明的分段式电枢电动机进行了描述，但是本领域技术人员应当理解的是，各种修改、增加和替换可能并应该被解释为落入权利要求中所述的本发明的范围和精神之内。

Claims (8)

1.一种分段式电枢电动机，包括：

在其中具有内部空间的线圈框架；

插入线圈框架的内部空间中并具有旋转轴的转子；以及

形成为用于围住转子并安装在线圈框架的外周上而沿三个方向围住线圈框架的内部空间的多个电枢线圈，

其中每个电枢线圈形成为空心形状，从其中间部分的一端或相对端弯曲，并形成为马蹄形或U形，

每个电枢线圈被安装成沿三个方向围住转子的外周和相对侧，并且

线圈框架被分段成具有半圆截面的上和下线圈框架，并且上和下线圈框架被装配成彼此面对，线圈框架的外表面设置有线圈框架分隔物，每个线圈框架分隔物具有间隔的支撑槽和倾斜地形成在其一侧或相对侧上的线圈框架支撑壁，使用每个线圈框架分隔物的支撑槽和支撑壁来固定每个电枢线圈。

2.根据权利要求1所述的分段式电枢电动机，其中转子包括永磁铁，其N极和S极沿转子的旋转方向设置。

3.根据权利要求2所述的分段式电枢电动机，其中永磁铁被配置成使得其邻近的永磁铁被设置成具有相斥的极。

4.根据权利要求1所述的分段式电枢电动机，还包括围住电枢的电动机架。

5.根据权利要求4所述的分段式电枢电动机，其中电动机架形成为被分段成两个左手和右手部分的圆柱形状，左手和右手部分装配有插入其中的电枢。

6.根据权利要求4所述的分段式电枢电动机，其中电动机架的形状对应于电枢，从而允许电枢插入其中，并且电动机架包括形成在其中的线圈凹槽、第一突起和第二突起。

7.根据权利要求4所述的分段式电枢电动机，其中电动机架通过层压多个铁心片形成。

8.根据权利要求1所述的分段式电枢电动机，其中每个电枢线圈形成为使得其间隔沿径向向外的方向逐渐加宽。