CN103100517B - 电机振动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机振动器，其包括定子、转轴、绕转轴旋转的转子，在所述转子与所述定子间电磁作用力的驱动下所述转子绕所述转轴旋转，所述转子包括多组铁芯及绕组，其特征在于，所述各组铁芯及绕组具有基本相同的形状和尺寸，并沿所述转子横断面绕所述转轴均匀分布，所述转子整体的质心偏离所述转轴。本发明摒弃了附加结构，有效地使用转子里的空间，合理使用各类材料的比重和电机的特征，把振动器简化到了除电机以外无任何附加结构，缩小了体积，环保节能、通用性强、性价比高。

Description

电机振动器

本发明专利申请是基于申请人在2006年9月19日向中国国家知识产权局提交的申请号为200610139460.8，发明名称为“环保通用电机质比振动器”的发明专利申请所提出的分案申请。

技术领域

本发明涉及振动器件，尤其是一种以电机为动力源的振动器。

背景技术

电动机（英文：Electricmachinery）简称电机，是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。根据《现代汉语词典（第5版）》（中国社会科学院语言研究所词典编辑室编，2005年6月商务印书馆出版）的解释，电动机是“把电能变为机械能的机器，可分为直流电动机和交流电动机两种”，交流电机以交流电为工作电源，直流电机以直流电为工作电源。电机通过电磁感应驱动电机的转子转动，并由转子对外输出机械能。

公知的电机通常包括定子、转轴、绕转轴旋转的转子以及其他部件，在转子与定子间电磁作用力的驱动下转子绕转轴旋转，其中转子由多组转子铁芯（简称铁芯）、转子绕组（简称绕组）以及其他部件构成。作为标准的电机，为了保证电机在运行过程中转轴上各个部分的转矩相同（由于误差的存在，只能接近，无法实现绝对的相同），并具有较高的能量转换效率高，以及电机运行的可靠性等方面的需要，将各组铁芯、绕组设计成形状、尺寸基本相同，并沿所述转子横截（横剖）面绕所述转轴均匀分布。即转子的各组铁芯、绕组的大小、形状一致并均匀分布在转轴上。在不同的电机设计中，不同类型的电机采用不同的设计方式，具体包括：

交流电机的转子一般包括铁芯，绕组。转子铁心是电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。铁芯由硅钢片冲制、叠压而成，硅钢片外圆冲有均匀分布的槽或孔，构成用来安置转子绕组的，整体构成铁芯槽。转子绕组分为鼠笼式转子和绕线式转子有所差异。鼠笼式转子：转子绕组由插入铁心槽中的多根导条和两个环行的端环组成。若去掉转子铁心，整个绕组的外形像一个鼠笼，故称鼠笼型绕组，也称鼠笼短路环。绕线式转子：绕线转子的绕组是由漆包线（导线）组成的绕线绕组，其穿过铁心槽绕结在铁芯上并与电源电连接。

直流电机转子包括铁芯，绕组，换向器等。铁芯由硅钢片冲制、叠压而成，硅钢片外圆冲有均匀分布的槽，整体构成铁芯槽，绕组是由漆包线（导线）构成的绕线绕组，其穿过铁心槽绕结在铁芯上，通过换向器与电源电连接。该绕组为绕线式绕组。

另一方面，由于各类应用中需要对外提供振动的振动器，在实际应用中普遍采用电机作为振动器的动力源，例如建筑施工中所实用的混凝土振捣器，手机、PDA、游戏机等娱乐设备中所使用的振动提醒装置，振动按摩器等，都普遍使用电机作为动力源的振动器，即电机振动器。

就振动器而言，现有的振动器主要包括电磁式、旋转敲击式也称行星式和偏心式,电磁式以电铃使用较普遍,以交流电频率周期充磁、失磁产生振动。

旋转敲击式主要用于建筑施工中的振动棒（插入式混凝土振捣器）,由于工作条件特殊、空间有限,采用电机经软轴输送动力给棒体里的振动子,敲击棒体产生振动,噪声大,为了解决转换机构复杂、噪声大的问题。基于现有振动棒的缺陷，中国专利ZL200320130251.9提出了把电机植入棒体，整个电机作为振动载体。以上问题虽得到了解决,但需一个外壳或架子作支撑,通用性不好,还不够简单。

偏心式采用在动力设备（动力源）的转轴上加装偏心块，通过偏心块旋转实现振动，由于偏心块裸露在外面不安全,往往还得配上坚固的防护罩,增大了体积。现在该动力设备普遍采用电机，即在电机转轴上加装偏心块实现的振动器，这类电机振动器广泛使用者各种领域中。运用最广泛的是偏心式,其中超小型电机主要用在外太空、手机、士兵头盔等使用声音有困难,以振动为传感的设备上,中大型主要用于医疗保健、建筑施工及工矿的振动筛、料斗等设备上。

从以上可看出很多设备的空间都是有限的,现有振动器又都是由很成熟的电机技术加上偏心块组成,正因结构单一,所以突破点少,只有要保证振动力的同时摒弃偏心块及其附件，才可能缩小振动器的体积。ZL01204859.3发明又提出了不用偏心块的新方案,其原理是把转子做小,然后把定子设计为大气隙在自转的同时也在滚道内公转滚动.此方案成功地摒弃了偏心块,转换结构也简单,但失去了衡量电机功率和效率的间隙。

发明内容

基于上述缺陷，本发明解决的技术问题在于提供一种以电机为动力源，结构简单，体积小的振动器。

本发明的技术方案是：包括定子、转轴、绕转轴旋转的转子，在所述转子与所述定子间电磁作用力的驱动下所述转子绕所述转轴旋转。

优选地，所述转子包括转子重质量区和转子轻质量区，所述转子重质量区和转子轻质量区在所述转子的横截面上的投影不能重叠。

优选地，所述转子重质量区和转子轻质量区分居于所述转轴的两侧。

优选地，所述转子重质量区中至少包括一种掺有大比重材料的漆、大比重材料导线；所述转子轻质量区至少包括一种轻漆、小比重材料导线。

优选地，所述转子重质量区中至少包括一种掺有大比重材料的漆、大比重材料导线、大比重材料槽楔；所述转子轻质量区中至少包括一种轻漆、小比重材料导线、小比重材料槽楔。

优选地，所述转子为外转子

优选地，所述转子为内转子。

优选地，所述转子为绕线式转子。

优选地，所述转子为鼠笼式转子。

本发明不采用什么附加结构或变频供电来达到振动，而是摒弃了附加结构（如偏心轮等），有效地使用转子里的空间，合理使用各类材料的比重和电机的特征，把振动器简化到了除电机以外无需任何附加结构，缩小了体积，环保节能、通用性强、性价比成倍提高。本发明客服了现有振动器噪音大、体积大,结构复杂、振动效率不高的缺陷,尤其在建筑施工等一些领域为了达到所需的振动目的,不惜用昂贵的代价和复杂的转换机构。现在提出一种节能高效、通用性好、除电机本身外无任何多余部件的振动器。

附图说明

图1是本发明的第一个实施例----永磁式电机振动器结构示意图；

图2是图1的局部横剖面示意图；

图3是本发明的第二个实施例----交流电机振动器结构示意图；

图4是图3的局部横剖面示意图；

图5是本发明的第三个实施例----交流/直流电机振动器结构示意图；

图6是图5的局部横剖面示意图。

图中：1.电线、2.定子、3.转子、3’.转子轻质量区、3’’.转子重质量区、4.小比重材料导线、4’.大比重材料导线、5.硅钢片、5’.硅钢片、6.轻漆、6’.掺有大比重材料的漆，7.转轴、7’.转轴、8.小比重材料槽楔、8’.大比重材料槽楔、9.鼠笼短路环、9’.鼠笼短路环。

具体实施方式

为了便于对本发明的理解，下面结合附图对本发明的具体实施方式予以进一步说明。

根据上述思路实现的电机振动器，包括定子、转轴、绕转轴旋转的转子，在所述转子与所述定子间电磁作用力的驱动下所述转子绕所述转轴旋转；

上述转子包括转子重质量区和转子轻质量区，所述转子重质量区和转子轻质量区在所述转子的横截面上的投影不能重叠。作为一种便于实施的方式，将所述转子重质量区和转子轻质量区分置于所述转轴的两侧。

具体实现上，本发明采用，电经电线进入定子,转子旋转,通过转子重质量区里的掺有大比重填充材料的漆、大比重材料导线、硅钢片、大比重材料槽楔、轴、鼠笼短路环和转子轻质量区里的轻漆和小比重材料导线、硅钢片、小比重材料槽楔、轴、鼠笼短路环进行对比,得到的值就是所需要的振动值。

本发明采用合理使用各类材料的比重来实现。其具体实现方式包括：

实施例一：

在图1、2所示实施例中，电经电线1进入定子2，转子3旋转，转子3的转子重质量区3’’（图2中纵向虚线的右侧虚线框的转子3部分）里掺有大比重材料的漆6’、大比重材料导线4’、硅钢片5’、转轴7’和转子轻质量区3’（图2中纵向虚线的左侧虚线框的转子3部分）里的轻漆6、小比重材料导线4、硅钢片5、转轴7进行对比得到的比重值，就是所需的振动值。转子重质量区3’’、转子轻质量区3’中所使用的材料的密度不同，并且转子重质量区3’’，转子轻质量区3’沿转轴相对设置。另外还可把定子2和转子3对换做成外转子式，类似的变换因篇幅有限，在此就不作详细介绍了，只要把转子3设计为转子重质量区3’’和转子轻质量区3’的方式即可。

在本实施例中，转子3的转子重质量区3’’和转子轻质量区里3’，参加对比（即相对比配）的材料可以是一组,也可以是多组，即在上述实施例中，例如可以但对采用大比重材料的漆6’与轻漆6进行比配，也可以采用大比重材料导线4’与小比重材料导线4予以比配，也可以采用大比重材料的漆6’与轻漆6、大比重材料导线4’与小比重材料导线4共同进行比配，甚至将上述进行交叉比配。本实施例采用的导体（导线）是铜、铝比配。填充料和漆设计为每立方厘米5克。有特殊振动要求的可用合成材料，如铜的比重是每立方厘米8.9克,导电率为95%,铝的比重是每立方厘米2.7克,导电率为60%,同面积的铜、铝比配导电率富余,因此用大比重低导电率的材料合成可得到所需要的比值，以满足各个领域对振动频率、振幅、尺寸的不同需要。可根据各类通用电机的特征，用不同特性的材料，按不同比重、导电率、磁通量的要求设计本振动器。

实施例二：

在图3、4所示实施例中，电经电线1进入定子2，转子3旋转，转子3的转子重质量区3”（图4中上方虚线框的转子3部分）里的鼠笼短路环9’、硅钢片5’、转轴7’和转子轻质量区3’（图4中下方虚线框的转子3部分）里的鼠笼短路环9、硅钢片5、转轴7进行对比（相对匹配）得到的比重值，就是所需的振动值。上述转子重质量区3”、转子轻质量区3’中所使用的材料的比重不相同，转子重质量区3”的材料比重大，而转子轻质量区3’的材料比重小。转子重质量区3’’，转子轻质量区3’沿转轴相对设置。

在本实施例中，转子3的转子重质量区3’’和转子轻质量区里3’，参加对比（即相对比配）的材料可以是一组,也可以是多组。有特殊振动要求的可用合成材料，如铜的比重是每立方厘米8.9克,导电率为95%,铝的比重是每立方厘米2.7克,导电率为60%,同面积的铜、铝比配导电率富余,因此用大比重低导电率的材料合成可得到所要求的振动值。各个领域对振动频率、振幅、尺寸的不同需要。可用不同特性的材料，按不同比重、导电率、磁通量的要求设计本振动器。

实施例三：

在图5、6所示实施例中，电经电线1进入定子2，转子3旋转，转子3的转子重质量区3’’（图6中下方虚线框的转子3部分）里掺有大比重材料的漆6’、大比重材料的导线4’、大比重材料槽楔8’、硅钢片5’、转轴7’和转子轻质量区3’（图6中上方虚线框的转子3部分）里的轻漆6、小比重材料导线4、小比重材料槽楔8、硅钢片5、转轴7进行对比（即相对比配）得到的比重值，就是所需的振动值。转子重质量区3’’，转子轻质量区3’沿转轴相对设置。

在本实施例中，转子3的转子重质量区3’’和转子轻质量区里3’，参加对比（即相对比配）的材料可以是一组,也可以是多组，即在上述实施例中，例如可以但对采用大比重材料的漆6’与轻漆6进行比配，也可以采用大比重材料导线4’与小比重材料导线4予以比配，也可以采用大比重材料的漆6’与轻漆6、大比重材料导线4’与小比重材料导线4共同进行比配，甚至将上述进行交叉比配。本实施例采用的导体（导线）是铜、铝比配。槽楔采用的是钨、木比配.线槽的满槽率一般是65%,空间富余，填充料和漆设计为每立方厘米5克，有特殊振动要求的可用合成材料，如铜的比重是每立方厘米8.9克,导电率为95%,铝的比重是每立方厘米2.7克,导电率为60%,同面积的铜、铝比配导电率富余,因此用大比重低导电率的材料合成可得到所要求的振动值。各个领域对振动频率、振幅、尺寸的不同需要。可根据各类通用交流或直流电机的特征，用不同特性的材料，按不同比重、导电率、磁通量的要求设计本振动器。

可改变转子里材料的比重，导电率和磁通量来改变振动器的频率、和振幅，振动器可以是交流电机，也可以是直流电机。

在上述各个实施例中，转子3的转子重质量区3’’和转子轻质量区里3’，参加对比（即相对比配）的材料可以是一组,也可以是多组，即在上述实施例中，例如可以但对采用大比重材料的漆6’与轻漆6进行比配，也可以采用大比重材料导线4’与小比重材料导线4予以比配，也可以采用大比重材料的漆6’与轻漆6、大比重材料导线4’与小比重材料导线4共同进行比配，甚至将各类材料进行交叉比配。本发明中实际采用的导体（导线）是铜、铝比配。槽楔采用的是钨、木比配.线槽的满槽率一般是65%,空间富余，填充料和漆设计为每立方厘米5克，有特殊振动要求的可用合成材料，如铜的比重是每立方厘米8.9克,导电率为95%,铝的比重是每立方厘米2.7克,导电率为60%,同面积的铜、铝比配导电率富余,因此用大比重低导电率的材料合成可得到所要求的振动值。各个领域对振动频率、振幅、尺寸的不同需要。可根据各类通用交流或直流电机的特征，用不同特性的材料，按不同比重、导电率、磁通量的要求设计本振动器。

Claims (8)

1.一种电机振动器，包括定子、转轴、绕转轴旋转的转子，在所述转子与所述定子间电磁作用力的驱动下所述转子绕所述转轴旋转，其特征在于，所述转子包括转子重质量区和转子轻质量区，所述转子重质量区和转子轻质量区在所述转子的横截面上的投影不能重叠；所述转子重质量区和转子轻质量区分居于所述转轴的两侧；所述转子重质量区中至少包括一种掺有大比重材料的漆、大比重材料导线；所述转子轻质量区至少包括一种轻漆、小比重材料导线。

2.如权利要求1所述的振动器，其特征在于，所述转子为外转子。

3.如权利要求1所述的振动器，其特征在于，所述转子为内转子。

4.如权利要求1所述的振动器，其特征在于，所述转子为绕线式转子。

5.一种电机振动器，包括定子、转轴、绕转轴旋转的转子，在所述转子与所述定子间电磁作用力的驱动下所述转子绕所述转轴旋转，其特征在于，所述转子包括转子重质量区和转子轻质量区，所述转子重质量区和转子轻质量区在所述转子的横截面上的投影不能重叠；所述转子重质量区和转子轻质量区分居于所述转轴的两侧；所述转子重质量区中至少包括一种掺有大比重材料的漆、大比重材料导线、大比重材料槽楔；所述转子轻质量区中至少包括一种轻漆、小比重材料导线、小比重材料槽楔。

6.如权利要求5所述的振动器，其特征在于，所述转子为外转子。

7.如权利要求5所述的振动器，其特征在于，所述转子为内转子。

8.如权利要求5所述的振动器，其特征在于，所述转子为绕线式转子。