CN105591490A - 旋转电机及旋转电机的组装方法 - Google Patents

Abstract

旋转电机及旋转电机的组装方法能抑制定子的电磁振动被传递至框架，且提高组装操作性。旋转电机(200)具备：转子(20)，具有能绕水平转轴周围旋转地被轴支承的转子轴(21)以及转子铁心(22)；两个轴承(25a、25b)；具有定子铁心(31)及定子绕组(32)的定子(30)；框架(10)，收纳转子铁心(22)及定子(30)，具有框架底板(11)及两个框架侧板；两个轴承支架(26a、26b)，由框架(10)固定支承，且分别支承两个轴承(25a、25b)；以及多个定子支承构件(35)，与框架底板(11)相结合并与框架侧板非接触，并分别在转轴的长边方向的多处对定子(30)进行支承。

Description

旋转电机及旋转电机的组装方法

技术领域

本发明涉及将转轴水平设置的旋转电机及其组装方法。

背景技术

现有的典型的旋转电机具有转子、定子以及收纳转子及定子的框架。转子具有沿轴向延伸的转子轴以及配置于其周围的转子铁心。转子轴可自由旋转地由轴承部轴支承，所述轴承部经由轴承支架支承于框架。

定子配置于转子的径向的周围，沿着转子轴的方向延伸，并具有定子铁心及卷绕于定子铁心的定子线圈。定子整体呈圆筒状，其内侧面与转子的外侧面相对应，定子的内侧面与转子的外侧面之间形成有间隙。

定子由在框架内的多处设置于垂直于轴的方向的定子支承板支承。定子支承板通过例如焊接与框架底板及侧板相结合。定子支承板的中央处形成有用于供定子贯通的圆形开口部。开口部边缘与定子外侧通过焊接等相结合。

定子由该多个定子支承板限制周围，另外，定子支承板对定子的自重进行支承。例如通过将定子朝水平轴方向插入定子支承板的开口，来组装旋转电机。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2000-50538号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

旋转电机中，在其运行时，通过具有磁吸引力的转子磁极的旋转，使得定子产生在垂直于轴的方向的平面内变形成椭圆形的圆环振动(参照专利文献1)。带来这种圆环振动的电磁振动因定子的极间的电磁力而产生，所以具有电源频率的两倍频率。

在如上述那样构成的旋转电机中，电磁振动易于直接传导至框架，因此具有如下问题：会对由框架支承的轴承部分产生影响，或者会对由框架支承的冷却器等施加机械性负载，从而产生影响。

另外，还存在如下等问题：在制造旋转电机而进行组装时，需要将转子插入并安装于定子所需的专用组装装置。

因此，本发明的目的在于，抑制定子的电磁振动被传递至框架，且提高组装操作性。

解决技术问题所采用的技术方案

为了达成上述目的，本发明所涉及的旋转电机的特征在于，包括：转子，该转子具有能绕水平转轴周围旋转地被轴支承的转子轴、以及固定于该转子轴的转子铁心；两个轴承，该两个轴承分别配置于将所述转子轴的轴向的所述转子铁心夹持的位置，对所述转子轴进行支承；定子，该定子配置于所述转子铁心的径向外侧，具有定子铁心以及卷绕于所述定子铁心的定子绕组；框架，该框架收纳所述转子铁心及所述定子，并具有与安装基底的上表面相对的框架底板、以及两个框架侧板，该两个框架侧板在下端与所述框架底板相结合，夹持所述定子并相对，且在上方及所述轴向上延伸；两个轴承支架，该两个轴承支架由所述框架固定支承，分别支承所述两个轴承；多个定子支承构件，该多个定子支承构件与所述框架底板相结合，与所述框架侧板非接触，在所述转轴的长边方向的多处分别对所述定子进行支承。

另外，本发明还涉及一种旋转电机的组装方法，该旋转电机具备：转子，该转子具有能绕水平延伸的转轴周围旋转地被轴支承的转子轴；定子，该定子配置于所述转子的径向外侧；以及框架，该框架收纳所述转子及所述定子，具有框架底板及框架侧板，该旋转电机的组装方法的特征在于，具有如下步骤：框架设置步骤，在该框架设置步骤中设置所述框架，使得所述框架底板位于下侧；支承构件安装步骤，在该支承构件安装步骤中，将定子支承构件安装于所述框架底板，以维持定子支承构件与所述框架侧板处于非接触状态；定子搭载步骤，在该定子搭载步骤中，将所述定子搭载于在所述支承构件安装步骤中安装的定子支承构件上；结合步骤，在该结合步骤中，将所搭载的定子与所述定子支承构件相结合；转子插入步骤，在转子插入步骤中，在所述结合步骤之后，将所述转子插入所述定子内；及在所述转子插入步骤之后，安装轴承、轴承支架以及所述框架的上部盖的轴承等安装步骤。

发明效果

根据本发明，能够抑制定子的电磁振动被传递至框架，且提高组装操作性。

附图说明

图1是实施方式所涉及的旋转电机的立面剖视图。

图2是图1的第II-II线向视水平剖视图。

图3是图1的第III-III线向视立面剖视图。

图4是表示实施方式所涉及的旋转电机的组装方法的步骤的流程图。

图5是表示实施方式所涉及的旋转电机的组装方法的步骤中将定子搭载于框架内的步骤时的状态的示意鸟瞰图。

图6是表示现有的旋转电机的组装方法的步骤中将定子搭载于框架内的步骤时的状态的示意鸟瞰图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式所涉及的带冷却器的旋转电机进行说明。图1是实施方式所涉及的旋转电机的立面剖视图。图2是图1的第II-II线向视水平剖视图。另外，图3是图1的第III-III线向视立面剖视图。

旋转电机200具有转子20、轴承25a、25b、定子30以及框架10。

转子20具有转子轴21以及转子铁心22。转子轴21的两端附近可水平旋转地被轴承25a及25b轴支承。转子铁心22在径向上设置于转子轴21的径向外侧、且在转轴方向上设置于轴承25a与轴承25b之间，并安装于转子轴21。另外，未图示的风扇安装于转子轴21。

转子铁心22的外形呈圆柱状，例如剖面具有带开口圆板状的硅钢板的的层叠结构。此外，例如也可以像同步机等那样，将未图示的转子线圈卷绕于转子铁心22。轴承25a、25b例如可以使用滚动轴承、滑动轴承等。

定子30具有定子铁心31以及定子绕组32。定子铁心31的整体呈现为圆筒状，在转子轴21的旋转轴方向上(以下称为主轴方向)与转子铁心22设置在几乎相同的范围内。另外，定子铁心31设置于转子铁心22的轴向外侧。定子铁心31的径向内侧的面与转子铁心22的径向外侧面互相相对，形成规定范围的间隙。

定子铁心31的径向的内表面上，未图示的多个槽部形成为与转子轴21平行，由此，未图示的多个突出部(齿部)形成为与转子铁心22相对。该突出部的周围卷绕有定子绕组32。

框架10收纳转子铁心22及定子30。框架10具有框架底板11、框架侧板12、以及第1框架端板13a、第2框架端板13b。框架底板11在转子轴21的下方水平地延伸。框架侧板12是与框架底板11两侧的边部相结合的两块平板。框架侧板12以互相夹持定子并平行相对的方式，在转子轴21的上方延伸。

两块框架侧板12分别形成有侧板开口12a。后述的定子支承构件35与定子铁心31之间的结合操作等中，能够将这两个侧板开口12用作进口。

第1框架端板13a及第2框架端板13b在主轴方向上被分别设置成，在安装有轴承25a及轴承25b的位置附近互相相对。第1框架端板13a及第2框架端板13b分别在垂直于主轴方向的平面上延伸。第1框架端板13a与框架底板11及两块框架侧板12各自的边部相结合。第2框架端板13b也同样，与框架底板11及两块框架侧板12各自的边部相结合。

如上所述，框架10整体呈长方体形状。此外，框架10具有最后从上方被覆盖的上部盖15。此处，上部盖15也可能是简单的水平平板状的盖，但若例如像密封型且内置内部冷却用气体的冷却用的冷却器的冷却器罩那样，安装于上部并将上部封闭，则称为上部盖。

框架10将框架底板11设为下侧，并设置于安装基底5上。该旋转电机200设置于使用位置的状态下，框架底板11处于水平状态下，始终与安装基底5紧密接触。框架底板11与安装基底5之间刚性结合。例如，埋设于安装基底5的未图示的埋入金属器件与框架底板11也可以通过焊接来相结合。或者，也可以将埋入安装基底5的未图示的锚栓通过例如形成于框架底板11的孔，并通过螺母来紧固。

第1框架端板13a形成有圆形的第1端部开口14a。第1端部开口14a的口径形成为能供转子20在轴向上穿过。第2框架端板13b形成有圆形的第2端部开口14b。将轴承支架26a安装于第1框架端板13a，以覆盖第1端部开口14a。轴承25a由轴承支架26a支承。另外，将轴承支架26b安装于第2框架端板13b，以覆盖第2端部开口14b。轴承25b由轴承支架26b支承。

框架底板11上，在主轴方向的多处固定有定子支承构件35。图示的示例中，定子支承构件35是在垂直于主轴方向的方向上延伸的板状。此外，定子支承构件35也可以不是板状。例如，也可以是在轴向上有厚度分布的形状。

定子支承构件35的下端35a与框架底板11紧密接触，例如通过焊接固定于框架底板11。此外，只要是能像例如利用经过旋紧的螺栓、螺母进行结合等那样，可靠地进行刚性结合即可，也可以是其他结合方法。

定子支承构件35的上部35b的内侧形成为半圆形，使得与定子铁心31的下半部分紧密接触。定子支承构件35的上部35b与定子铁心31的下半部分例如通过焊接来相结合。此外，也可以不是定子铁心31其本身，而是与设置于定子铁心外表面的增强用构件相结合。

定子支承构件35的下端35a与上部35b之间的中间高度部分的两侧设有缺口部35c。通过设置缺口部35c，从而定子支承构件35的刚性下降，可挠性增加。由于具有可挠性，因此具有由定子支承构件35本身吸收振动能量的效果，即具有阻尼效应，使得整体振动下降。因此，根据需要降低振动的程度来确保所需的刚性，并决定切口部35c的大小即可。

另外，在该旋转电机200的运行过程中，也在定子支承构件35与框架侧板12之间形成间隙36(图2)，以使得定子支承构件35与框架侧板12不接触。

图4是表示实施方式所涉及的旋转电机的组装方法的步骤的流程图。首先，将框架底板11设为下侧，设置框架10(步骤S01)。该阶段下，去除框架10的上部盖15，框架10的上部处于开放状态。

接着，在框架底板11上主轴方向的多处，安装定子支承构件35的下端35a，并进行刚性结合(步骤S02)。此时，对定子支承构件35进行定位，以使得定子支承构件35与框架侧板12不相接触。

接着，从正上方将定子30搭载于框架10内的定子支承构件35的上部(步骤S03)。此时，定子30处于定子铁心31以及定子绕组32相组装的状态。另外，由于不存在转子20，因此定子30的内部处于存在有圆筒状的空间的状态。接着，例如通过焊接来将定子30与各定子支承构件35的上部35b相结合(步骤S04)。

接着，在定子30与框架10形成为一体的状态下，将转子20保持为水平状态，并经由第1框架端板13a的第1端部开口14a插入定子30的中央空间(步骤S05)。此时，转子20处于转子轴21以及转子铁心22相组装的状态。

将转子20插入，直到转子轴21贯通第2端部开口14b，转子20在轴向上到达规定位置为止。另外，对于径向，在插入转子20时及插入转子后，在整个周长上将定子铁心31的径向内侧与转子铁心22的径向外侧之间的间隙36维持在规定宽度内。在插入转子20之后，转子轴21的两端由未图示的两个支承台来支承。两个支承台例如分别夹持框架10，配置于框架10的前后方。

在转子20到达规定位置，且转子轴21的两端由支承台支承的状态下，安装轴承25a、25b及轴承支架26a、26b(步骤S06)。具体而言，使轴承25a从一个转子轴21移动到被转子轴21覆盖的规定位置为止。

接着，将轴承支架26a与轴承25a相组合，以由轴承支架26a对轴承25a进行支承固定，并将轴承支架26a安装于第1框架端板13a。另外，将轴承支架26b与轴承25b相组合，以由轴承支架26b对轴承25b进行支承固定，并将轴承支架26b安装于第2框架端板13b。

该状态下，主要元素已被组装。之后，将安装于转子轴21之后无法通过第1端部开口14a时的风扇(未图示)安装至转子轴21，并进行电布线安装等。在上述步骤结束后，最后安装框架10的上部盖15(步骤S07)。

图5是表示实施方式所涉及的旋转电机的组装方法的步骤中将定子搭载于框架内的步骤(S03)时的状态的示意鸟瞰图。另外，图6是表示现有的旋转电机的组装方法的步骤中将定子搭载于框架内的步骤时的状态的示意鸟瞰图。

在示出作为比较对象的现有例的图6中，虽未示出框架210处于水平位置的状态，但设为框架210处于水平位置状态的情况进行说明。在该以往的示例中，设置于框架210内的两块定子支承板250形成为分别在定子30的整个周长上将定子30限制住。

因此，即使框架210的上部开放，也无法将定子30从上方悬挂到框架210内。因此，需要将定子30也从形成于框架端板211的端部开口211a插入。在水平轴方向插入定子30的情况下，与具有转子轴21的转子20相比，不易保持插入时的姿势。因此，需要专用的组装工具。

因此，有时现实情况是，如图6所示，将框架10重置于不同于安装时的姿势，以使得端部开口211a、形成于定子支承板250的开口250a在垂直方向上相一致，从而将定子30从上部悬挂。

另一方面，在本实施方式中，在将定子搭载于步骤S03的框架内的步骤中，如图5所示，无需变换框架10的姿势的步骤，在所有组装步骤中，能够以相同姿势来进行组装操作。

在采用上述结构的本实施方式所涉及的旋转电机中，在其运行时，通过具有磁吸引力的转子磁极的旋转，使得定子30产生在垂直于轴的平面内变形成椭圆形的圆环振动等电磁振动。该圆环振动从定子30被传递至定子支承构件35。通过定子支承构件35进行微小的变形，从而将圆环振动的能量吸收，产生阻尼效应。另外，大部分能量从定子支承构件35传递至框架底板11。框架底板11与安装基底5紧密接触，与安装基底5进行刚性结合。因此，传递至框架底板11的振动能量被传递至安装基底5。

由此，圆环振动等电磁振动的能量一部分因定子支承构件35而衰减，大部分最终被传递至安装基底5。因此，电磁振动不再被传递至框架侧板12、或第1框架端板13a、或第2框架端板13b。其结果是，不再会对由框架10支承的轴承部分产生影响，或者也不会对由框架10支承的未图示的冷却器等施加机械性负载从而产生影响。

另外，如下等问题也不会产生：在制造旋转电机而进行组装时，无需图6所示的现有例那样的插入并安装定子的专用组装装置。

如上所述，根据本发明，能够抑制定子的电磁振动被传递至框架，且提高组装操作性。

[其它实施方式]

以上对本发明的实施方式进行了说明，但实施方式是作为示例提出的，并不对本发明的范围进行限定。此外，在实施方式中示出了框架是长方体的箱型物的情况，但并不局限于此。例如，即使在整个框架呈横向放置的圆筒形且上部开放的情况下，也能使用本发明。该情况下，以框架中与安装基底紧密接触的范围的部分作为框架底板来将定子支承构件相结合，除此以外的部分为非接触，以此方式来确定定子支承构件的形状、尺寸即可。

另外，实施方式中，示出了转子20具有转子轴21以及具有硅钢板等的层叠结构的转子铁心22的情况，但并不局限于此。例如，也可以是像箱型感应电动机那样的箱型结构，该情况下，也可以将箱型部分称作转子铁心22。

另外，实施方式中，示出了轴承支架安装于框架端板的情况，但也可以没有框架端板，直接将轴承支架与框架底板及框架侧板相结合。或者，设置于轴水平的框架呈圆筒状且上部具有开口的情况下，也可以将轴承支架与该圆筒相结合。

另外，实施方式可以以其它各种形式来实施，在不脱离本发明思想的范围内，能进行各种省略、替换、变更。

实施方式及其变形均包含在本发明的范围、发明思想内，并包含在本专利申请权利要求所记载的发明及与其等同的范围内。

标号说明

5…安装基底、10…框架、11…框架底板、12…框架侧板、12a…侧板开口、13a…第1框架端板、13b…第2框架端板、14a…第1端部开口、14b…第2端部开口、15…上部盖、20…转子、21…转子轴、22…转子铁心、25a、25b…轴承、26a、26b…轴承支架、30…定子、31…定子铁心、32…定子绕组、35…定子支承构件、35a…下端、35b…上部、35c…缺口部、36…间隙、200…旋转电机、210…框架、250…定子支承板。

Claims (4)

1.一种旋转电机，其特征在于，包括：

转子，该转子具有能绕水平转轴周围旋转地被轴支承的转子轴、以及固定于该转子轴的转子铁心；

两个轴承，该两个轴承分别配置于将所述转子轴的轴向的所述转子铁心夹持的位置，对所述转子轴进行支承；

定子，该定子配置于所述转子铁心的径向外侧，具有定子铁心以及卷绕于所述定子铁心的定子绕组；

框架，该框架收纳所述转子铁心及所述定子，并具有与安装基底的上表面相对的框架底板、以及两个框架侧板，该两个框架侧板在下端与所述框架底板相结合，夹持所述定子并相对，且在上方及所述轴向上延伸；

两个轴承支架，该两个轴承支架由所述框架固定支承，分别支承所述两个轴承；以及

多个定子支承构件，该多个定子支承构件与所述框架底板相结合，与所述框架侧板非接触，在所述转轴的长边方向的多处分别对所述定子进行支承。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

所述定子支承构件的上方开放，以使得能从上方搭载定子。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，

所述定子支承构件在与所述框架侧板相对的部分具有缺口部。

4.一种旋转电机的组装方法，

该旋转电机具备：转子，该转子具有能绕水平转轴周围旋转地被轴支承的转子轴、以及固定于该转子轴的转子铁心；定子，该定子配置于所述转子铁心的径向外侧；以及框架，该框架收纳所述转子铁心及所述定子，具有框架底板及框架侧板，

该旋转电机的组装方法的特征在于，具有如下步骤：

框架设置步骤，在该框架设置步骤中设置所述框架，使得所述框架底板位于下侧；

支承构件安装步骤，在该支承构件安装步骤中，将定子支承构件安装于所述框架底板，以维持定子支承构件与所述框架侧板处于非接触状态；

定子搭载步骤，在该定子搭载步骤中，将所述定子搭载于在所述支承构件安装步骤中安装的定子支承构件上；

结合步骤，在该结合步骤中，将所搭载的定子与所述定子支承构件相结合；

转子插入步骤，在转子插入步骤中，在所述结合步骤之后，将所述转子插入所述定子内；以及

在所述转子插入步骤之后，安装轴承、轴承支架以及所述框架的上部盖的步骤。