CN103944289A - 隔离式定子转子变气隙调速电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔离式定子转子变气隙调速电机，其特征在于：包括同轴布置的定子总成和转子总成，以及定子总成与转子总成之间的隔离套；所述定子总成包括机壳和安装在机壳上的定子；所述转子总成包括转轴和安装在转轴上的转子；定子和转子均为圆盘式结构，机壳和隔离套均为半封闭结构，且开口方向相同；定子总成、隔离套、转子总成三者之间设有轴向气隙。本发明有效降低了系统振动，消除了电机轴封泄漏，利于散热，电机转速和转矩可调；成本低，传递效率高，载荷能力强，结构紧凑，安装简单。

Description

隔离式定子转子变气隙调速电机

技术领域

本发明涉及一种调速电机，特别是隔离式定子转子变气隙调速电机，属于电机制造领域，主要应用于工作温度高、无泄漏的装置或设备中，如石油、化工、医药、电镀、核动力等行业的搅拌釜中。

背景技术

传统电机的定子、转子、转轴和机壳是一体的，定子和转子都在同一个机壳内。电机工作过程中，定子会受到周期变化的激磁力，导致定子振动，这是电机振动的主要原因。激磁力的频率越接近电机的固有振动频率，电机振动就越剧烈。轴向电机的定子和转子被机壳密封在一起，径向电机的转子还被定子包围，这样的结构导致电机的转子和转轴会跟随电机振动而振动，并且将振动传给负载。电机工作过程中，有定子铜耗、转子铜耗、定子铁耗，会产生一定的热量，由于传统电机定子和转子被机壳密封在一起，不利于散热。传统电机通过转轴采用接触式传递转矩和速度，无法实现静密封。石油、化工、医药、电镀、核动力等行业搅拌釜中的液体介质大都具有腐蚀性、易燃、易爆、有毒，电机转轴采用动密封，不能避免液体介质的泄漏，会带来环境污染等问题。

近年来，磁力联轴器的出现，有效地克服了上述缺点：由于磁力联轴器的主动转子和从动转子之间没有机械连接，不会把电机的振动传递到负载，可有效降低整个系统的振动；由于磁力联轴器的主动转子和从动转子之间没有接触，留有空隙，可以在两者之间设置隔离套以实现完全密封、无泄漏传动。

但是磁力联轴器系统在传动过程中，也存在着明显的不足。系统采用如图1所示的电机加磁力联轴器的传动方式，电机I与磁力联轴器II连接，磁力联轴器II的内磁转子5安装在转轴4的外侧，磁力联轴器II包括：外磁转子1、外磁转子1内侧的永磁体二2、内磁转子5、内磁转子5外侧的永磁体一6、永磁体二2与永磁体一6之间的隔离套3。该结构的效率损失同时存在于电机I和磁力联轴器II中，因此，增加了能量损失，降低了传递效率；系统同时需要电机I和磁力联轴器II，增加了硬件成本；磁力联轴器II本身也有一定的转动惯量，降低了系统的载荷能力；设备的增加，增加了系统安装的复杂性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种调速电机，能有效降低系统振动，利于散热，实现静密封，提高效率，降低成本，提高带载能力，并且简化安装。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是提供一种隔离式定子转子变气隙调速电机，其特征在于：包括同轴布置的定子总成和转子总成，以及定子总成与转子总成之间的隔离套；所述定子总成包括机壳和安装在机壳上的定子；所述转子总成包括转轴和安装在转轴上的转子；定子和转子均为圆盘式结构，机壳和隔离套均为半封闭结构，且开口方向相同；定子总成、隔离套、转子总成三者之间设有轴向气隙。

优选地，所述定子由定子铁芯和嵌装在定子铁芯槽中的定子绕组组成，定子铁芯采用卷铁芯形式。

优选地，所述转子由转子铁芯和转子绕组组成，转子铁芯采用卷铁芯形式，转子绕组采用铸铝笼型绕组。

本发明的工作原理是：当定子绕组通入三相交变电流时产生旋转磁场，该磁场沿轴向穿过气隙，并切割转子绕组，在转子绕组中感应电流而产生转矩，驱动转子旋转。

定子总成和转子总成之间没有机械接触，是完全分离的，定子总成的振动不会传到转子总成，也不会传到负载，有效降低了整个系统的振动。

由于定子总成和转子总成之间设有隔离套，可以变动密封为静密封，实现完全密封，消除了轴封泄漏，可以彻底解决石油、化工、医药、电镀、核动力等行业搅拌釜动密封泄漏的问题。

由于定子总成与隔离套间留有空隙，且定子为盘式结构，非常有利于空气流通，可以将电机工作过程中产生的热量及时带走，降低电机温升。

定子铁芯和转子铁芯采用卷铁芯形式，可以减少铁芯中的涡流损耗，降低铁损；转子绕组采用铸铝的方式形成笼型绕组，不会发生永磁体高温退磁现象，可以在高温状态下传动。

本发明可根据传动需要，改变定子和转子之间的气隙长度，可以调节电机输出的转速和转矩。

本发明采用以上技术方案的优点为：

(1)电机定子总成和转子总成完全分离，有效降低系统振动；电机有隔离套，消除了轴封的泄漏；定子盘面、转子盘面与隔离套之间有空隙，利于散热；调节气隙长度，可以调节电机转速和转矩。

(2)与电机加磁力联轴器的传动系统相比，节省了硬件成本，提升了传递效率，提高了载荷能力，结构更为紧凑，简化了安装。

附图说明

图1为现有电机加磁力联轴器传动的剖面示意图；

图2为本发明提供的隔离式定子转子变气隙调速电机剖面示意图；

图3为本发明提供的隔离式定子转子变气隙调速电机的定子结构示意图；

图4为本发明提供的隔离式定子转子变气隙调速电机的转子结构示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例

如图2所示，为本发明提供的隔离式定子转子变气隙调速电机剖面示意图，包括同轴布置的定子总成III和转子总成IV，以及定子总成III与转子总成IV之间的隔离套3；所述定子总成III包括机壳8和用螺栓固定安装在机壳8内的定子7；所述转子总成IV包括转轴4和套装在转轴4上的转子9；定子7和转子9均为圆盘式结构，机壳8和隔离套3均为半封闭结构，且开口方向相同；定子总成III、隔离套3、转子总成IV三者之间设有轴向气隙，即定子总成III、转子总成IV与隔离套3之间都留有空隙，没有机械接触，是完全分离的。

如图3所示，为本发明提供的隔离式定子转子变气隙调速电机的定子7结构示意图，包括由自动冲卷机床冲槽卷绕而成的卷铁芯型定子铁芯10，定子铁芯10上的定子铁芯槽11，嵌装在定子铁芯槽11中的定子绕组12。

如图4所示，为本发明提供的隔离式定子转子变气隙调速电机的转子9结构示意图，包括由自动冲卷机床冲槽卷绕而成的卷铁芯型转子铁芯13，转子铁芯13上的转子铁芯槽15，嵌装在转子铁芯槽15中的铸铝笼型转子绕组14。

当定子绕组12通入三相交变电流时产生旋转磁场，该磁场沿轴向穿过轴向气隙，并切割铸铝笼型转子绕组14，在铸铝笼型转子绕组14中感应电流而产生转矩，驱动转子9旋转。

Claims (3)

1.一种隔离式定子转子变气隙调速电机，其特征在于：包括同轴布置的定子总成(III)和转子总成(IV)，以及定子总成(III)与转子总成(IV)之间的隔离套(3)；所述定子总成(III)包括机壳(8)和安装在机壳(8)上的定子(7)；所述转子总成(IV)包括转轴(4)和安装在转轴(4)上的转子(9)；定子(7)和转子(9)均为圆盘式结构，机壳(8)和隔离套(3)均为半封闭结构，且开口方向相同；定子总成(III)、隔离套(3)、转子总成(IV)三者之间设有轴向气隙。

2.如权利要求1所述的一种隔离式定子转子变气隙调速电机，其特征在于：所述定子(7)由定子铁芯(10)和嵌装在定子铁芯槽(11)中的定子绕组(12)组成，定子铁芯(10)采用卷铁芯形式。

3.如权利要求1所述的一种隔离式定子转子变气隙调速电机，其特征在于：所述转子(9)由转子铁芯(13)和转子绕组(14)组成，转子铁芯(13)采用卷铁芯形式，转子绕组(14)采用铸铝笼型绕组。