CN103944330A - 定转子气隙可调的盘式电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定转子气隙可调的盘式电机，涉及一种盘式电机。本发明的结构是：在机壳（0）内的中心线上设置有轴（1）；在轴（1）中间设置有转子轮盘（2），在转子轮盘（2）的左右两边分别设置有左侧定子（3）和右侧定子（4），转子轮盘（2）与左侧定子（3）和右侧定子（4）之间留有气隙间距（Q）；在机壳（0）内的下方设置有左侧螺杆支座（5）和右侧螺杆支座（6），螺杆（7）依次穿过右侧螺杆支座（6）、右侧定子（4）、左侧定子（2）和左侧螺杆支座（5）的小孔。本发明可以根据转子转速的不同，通过气隙调节机构来实时调节定子与转子之间的气隙大小，从而改善电机的性能；结构简单，实施容易；适用于各种类型的电机。

Description

定转子气隙可调的盘式电机

技术领域

本发明涉及一种盘式电机，尤其涉及一种定转子气隙可调的盘式电机。

背景技术

气隙是指电机定子与转子之间存在的空气间隙，气隙值的大小会影响电机启动扭矩及运行时切割磁感线的效率。气隙过大，将导致电机功率因数【在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S。】下降；气隙太小使电机的通风性能下降，从而影响电机的散热，使电机温升加剧。然而，目前传统电机的定转子之间的气隙值是固定的。基于以上气隙大小存在的矛盾性，迫切需要发明一种气隙可调电机，使得电机可在一定范围内调节气隙的大小，从而处于一种更匹配的工作状态。

发明内容

本发明的目的就在于克服目前盘式电机定子与转子之间气隙固定的问题，提供一种定转子气隙可调的盘式电机。

本发明的目的是这样实现的：

在传统电机的基础上，附加一种气隙调节机构。气隙调节机构采用双螺纹螺杆原理，双侧定子上加工不同方向的内螺纹，螺杆以转子轮盘的中心线为对称点，设置有与定子上内螺纹匹配的外螺纹。这样当螺杆转动时，将带动定子靠拢或者分开，达到改变定子与转子的气隙大小的目的。

具体地说，本电机包机壳、轴、转子轮盘、左侧定子、右侧定子、左侧螺杆支座、右侧螺杆支座、螺杆和气隙间距；

其位置和连接关系是：

在机壳内的中心线上设置有轴；

在机壳内的轴的中间设置有转子轮盘，在转子轮盘的左右两边分别设置有左侧定子和右侧定子，转子轮盘与左侧定子和右侧定子之间留有气隙间距；

在机壳内的下方设置有左侧螺杆支座和右侧螺杆支座，螺杆依次穿过右侧螺杆支座、右侧定子、左侧定子和左侧螺杆支座的小孔。

本发明具有下列优点和积极效果：

①通过气隙调节机构来实时调节定子与转子之间的气隙大小，从而改善电机的性能；

②结构简单，实施容易；

③适用于各种类型的电机。

附图说明

    图1.1是本发明的结构示意图（气隙间距变小）；

图1.2是本发明的结构示意图（气隙间距变大）。

图中：

0—机壳，          1—轴，            2——转子轮盘，  

3—左侧定子，      4—右侧定子，      5—左侧螺杆支座，  

6—右侧螺杆支座，  7—螺杆，          Q—气隙间距。

图2是在不同气隙间距下风力机输出功率随转速变化的曲线图；

    图3是气隙间距与风速之间的最佳性能匹配曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明：

    一、电机的结构

1、总体

如图1.1、1.2，本电机包括机壳0、轴1、转子轮盘2、左侧定子3、右侧定子4、左侧螺杆支座5、右侧螺杆支座6、螺杆7和气隙间距Q；

其位置和连接关系是：

在机壳0内的中心线上设置有轴1；

在机壳0内的轴1的中间设置有转子轮盘2，在转子轮盘2的左右两边分别设置有左侧定子3和右侧定子4，转子轮盘2与左侧定子3和右侧定子4之间留有气隙间距Q；

在机壳0内的下方设置有左侧螺杆支座5和右侧螺杆支座6，螺杆7依次穿过右侧螺杆支座6、右侧定子4、左侧定子2和左侧螺杆支座5的小孔。

2、功能部件

下列的各功能部件除左侧定子3与右侧定子4以外，均为通用金属件。

0）机壳0

机壳0起封闭各功能部件的作用。

1）轴1

轴1是一种长轴，起旋转和支撑作用。

2）转子轮盘2

转子轮盘2旋转产生感应电流。

3）左侧定子3

左侧定子3下方小孔设置有内螺纹，可沿螺杆7左右滑动。

左侧定子3的内螺纹和右侧定子4的内螺纹互为反向。

4）右侧定子4

右侧定子4下方小孔设置有内螺纹，可沿螺杆7左右滑动。

右侧定子4的内螺纹和左侧定子3的内螺纹和互为反向。

5）左侧螺杆支座5

左侧螺杆支座5支撑螺杆7，其下方小孔起导向的作用。

6）右侧螺杆支座6

右侧螺杆支座6支撑螺杆7，其下方小孔起导向的作用。

7）螺杆7

螺杆7以转子轮盘2的中心线为对称点，分别设置有与左侧定子2和右侧定子4内螺纹相配合的外螺纹。

3、工作机理

本电机附加有气隙调节装置，采用双螺纹螺杆原理。左侧定子3与右侧定子4上设置有不同方向的内螺纹，螺杆7以转子轮盘2的中心线为对称点，分别设置有与左侧定子2和右侧定子4内螺纹相配合的外螺纹。当螺杆7转动时，将带动左侧定子3与右侧定子4向内靠拢或者向外分开，达到改变左、右定子3、4与转子轮盘2之间气隙间距Q大小的目的。

二、试验情况

某风力机模型，其设计发电机功率为1000W，设计气隙间距为1.12mm，为考查定子与转子的气隙间距给风力机启动转速及输出功率所带来的影响，分别在气隙间距为0.62mm、1.12mm和1.62mm时对不同转速条件下的模型输出功率进行试验测量，得到了如图2所示的在不同气隙间距下的风力机输出功率随转速变化的曲线。

由图2可知：

①当该风力机气隙间距从设计值1.12mm增加到1.62mm时，启动转速从约108n/min升高至约114n/min；即气隙间距增加使启动转速升高。

②当该风力机气隙间距从设计值1.12mm减小至0.62mm时，200n/min左右转速下的风力机输出功率从约0.5W提高至约1W，180n/min左右转速下的风力机输出功率从约0.2W提高至约0.4W，110n/min左右转速下的风力机输出功率从约0.0025W提高至约0.004W；即气隙间距减小使输出功率升高，。

③由此估计，高风速下提高输出功率约30%，中风速下提高输出功率约20%。

图3给出了该风力机气隙间距与风速之间的最佳性能匹配曲线。   

Claims (3)

1.一种定转子气隙可调的盘式电机，其特征在于：

包括机壳（0）、轴（1）、转子轮盘（2）、左侧定子（3）、右侧定子（4）、左

侧螺杆支座（5）、右侧螺杆支座（6）、螺杆（7）和气隙间距（Q）；

其位置和连接关系是：

在机壳（0）内的中心线上设置有轴（1）；

在轴（1）的中间设置有转子轮盘（2），在转子轮盘（2）的左右两边分别设置有左侧定子（3）和右侧定子（4），转子轮盘（2）与左侧定子（3）和右侧定子（4）之间留有气隙间距（Q）；

在机壳（0）内的下方设置有左侧螺杆支座（5）和右侧螺杆支座（6），螺杆（7）依次穿过右侧螺杆支座（6）、右侧定子（4）、左侧定子（2）和左侧螺杆支座（5）的小孔。

2.按权利要求1所述的一种定转子气隙可调的盘式电机，其特征在于：

在左侧定子（3）和右侧定子（4）下方小孔设置有内螺纹，互为反方向。

3.按权利要求1所述的一种定转子气隙可调的盘式电机，其特征在于：

螺杆（7）以转子轮盘（2）的中心线为对称点，分别设置有与左侧定子（2）和右侧定子（4）内螺纹相配合的外螺纹。