CN105634184A - 带旋转变压器的轴承组件及具有其的电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供带旋转变压器的轴承组件，包括轴承和旋转变压器，其中所述轴承包括轴承内环(1)以及设置于所述轴承内环(1)和所述轴承外环(2)之间的轴承滚珠(3)，所述旋转变压器包括转子(4)和定子(5)，其中所述转子(4)与所述轴承内环(1)为整体式的结构，所述定子(5)与所述轴承外环(2)也为整体式的结构。通过本发明能够有效减少两个部件安装和拆卸的复杂程度、能够更加方便地被安装于和拆卸自主体部件尤其是电机轴上；大大降低了维修的复杂程度，同时也还降低了整体结构的成本；可靠性也得到了提高；增加了电机的安装、生产效率。本发明还涉及具有该轴承组件的电机。
Description
技术领域
本发明属于电机技术领域，具体涉及一种带旋转变压器的轴承组件及具有其的电机。
背景技术
现有技术中的工业电机安装必不可少的部件就是前后端面的支撑轴承，还有用于对转轴的位置、位移和速度进行检测的旋转变压器，现有的装配方案都是通过支撑轴承先将电机装配好，再利用特制的端盖加装旋转变压器，再将旋转变压器的接线引出来，用于连接驱动控制器。但是由于支撑轴承和旋转变压器的两次安装，增加了安装的工艺复杂度，而且两个部件中任何一个部件一旦被损坏都需要将整个电机重新安装，并且两个部件的制造成本也大于一个整体的部件。
由于现有技术中的电机的支撑轴承和旋转变压器存在安装、拆卸和维修程度复杂、且制造成本高等技术问题，因此本发明研究设计出一种带旋转变压器的轴承组件及具有其的电机。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的支撑轴承和旋转变压器存在从主体部件上安装和拆卸程度复杂的缺陷，从而提供一种带旋转变压器的轴承组件及具有其的电机。
本发明提供带旋转变压器的轴承组件，包括轴承和旋转变压器，其中所述轴承包括轴承内环以及设置于所述轴承内环和所述轴承外环之间的轴承滚珠，所述旋转变压器包括转子和定子，其中所述转子与所述轴承内环为整体式的结构，所述定子与所述轴承外环也为整体式的结构。
优选地，所述转子设置于所述轴承内环中、所述定子设置于所述轴承外环中。
优选地，所述旋转变压器的所述定子为定子线圈的结构形式，和/或，所述转子为转子线圈的结构形式。
优选地，且所述定子线圈绕在所述轴承外环上，和，所述转子线圈绕在所述轴承内环上。
优选地，所述定子线圈绕在所述轴承外环上，所述转子为多级磁阻转子的结构形式。
优选地，所述旋转变压器为内、外环形结构，且在所述轴承的轴向方向上，所述定子与所述轴承外环相连接为一体，所述转子与所述轴承内环相连接为一体。
优选地，所述旋转变压器的定子的外径与所述轴承外环的外径相等。
优选地，所述旋转变压器的转子的内径与所述轴承内环的内径相等。
优选地，所述旋转变压器的转子与所述轴承内环为同一部件、且为磁阻转子，所述轴承滚珠为非磁性材料制成。
优选地，在所述旋转变压器的所述定子上还设置有旋转变压器引出线。
本发明还提供一种电机，包括电机轴，其包括前述的带旋转变压器的轴承组件，所述轴承组件套设在所述电机轴上。
本发明提供的一种带旋转变压器的轴承组件及具有其的电机具有如下有益效果：
1.通过将轴承和旋转变压器加工或制造成整体式的结构，有效减少了两个部件安装和拆卸的复杂程度、能够更加方便地被安装于和拆卸自主体部件尤其是电机轴上；
2.大大降低了维修的复杂程度，同时也还降低了整体结构的成本；
3.使得轴承的支撑功能和旋转变压器的检测功能相互融合，提升了整体部件的功能性，且可靠性也得到了提高；
4.增加了电机的安装、生产效率。
附图说明
图1是本发明的带旋转变压器的轴承组件的从轴承侧观察的结构示意图；
图2是图1中为方案二时其内部结构的正面纵向剖示图；
图3是图1中为方案三的另一实施方式其内部结构的正面纵向剖示图；
图4是图1中为方案四时沿其轴线A-A方向的纵向截面的结构示意图；
图5是本发明的带旋转变压器的轴承组件的从旋转变压器侧观察的结构示意图。
图中附图标记表示为：
1—轴承内环，2—轴承外环，3—轴承滚珠，4—旋转变压器转子，5—旋转变压器定子，6—旋转变压器引出线，7—定子线圈绕线槽，8—转子线圈绕线槽。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明提供一种带旋转变压器的轴承组件，包括轴承和旋转变压器，所述轴承包括轴承内环1、位于所述轴承内环1径向外侧的轴承外环2和设置于所述轴承内环1和所述轴承外环2之间的轴承滚珠3，所述旋转变压器包括转子4和定子5，其中所述转子4与所述轴承内环1为整体式的结构，所述定子5与所述轴承外环2也为整体式的结构。该整体式的结构(或称一体式的结构)可以为两个部件一体加工成型(例如锻造、铸造等)，也可以为相互相接的方式(例如焊接、螺纹连接、卡合连接、铰接等)。
通过将轴承和旋转变压器加工或制造成整体式的结构，有效减少了原有两个部件分别安装和拆卸的复杂程度、能够更加方便地被安装于和拆卸自主体部件尤其是电机轴上；大大降低了维修的复杂程度，同时也还降低了整体结构的成本；使得轴承的支撑功能和旋转变压器的检测功能相互融合，提升了整体部件的功能性，且可靠性也得到了提高；将原有两次安装的电机的组件的后端的轴承，换成这样具有旋转变压器的轴承组件，节省掉了一个旋转变压器安装的工艺流程，增加了电机的安装和生产效率。
如图1、3，优选地，所述转子4设置于所述轴承内环1中、所述定子5设置于所述轴承外环2中(方案一)。这是旋转变压器的转子与轴承内环为一体式结构及旋转变压器的定子与轴承外环为一体式结构的优选实施方式，在制造轴承时将旋转变压器的转子置于轴承内环中进而封装制成轴承内环的结构，将旋转变压器的定子置于轴承外环中进而封装制成轴承外环的结构，实现旋转变压器和轴承一体式结构的加工。
优选地，所述旋转变压器的所述定子5为绕线定子(或称定子线圈)的结构形式，和/或，所述转子4为绕线转子(或称转子线圈)的结构形式。通过将旋转变压器的定子和/或转子设置为线圈的结构形式，能够通过线圈的缠绕方式将其缠绕于轴承的外环和/或内环和/或滚珠上，从而完成旋转变压器与轴承之间的一体式装配，这也是旋转变压器与轴承的一体式结构的优选实施方式，而且通过线圈缠绕的方式相比起将转子或定子加工设置于轴承内、外环中的加工方式，减小了加工的复杂程度，减小了加工成本。
如图2所示，优选地，所述定子线圈绕在所述轴承外环2上，和/或，所述转子线圈绕在所述轴承内环1上(方案二)。这是定子线圈和转子线圈优选的缠绕位置和缠绕方式，将定子线圈缠绕在轴承外环的定子线圈绕线槽7上实现了旋转变压器的定子5与轴承外环一体式结构，将转子线圈缠绕在轴承内环的转子线圈绕线槽8上实现了旋转变压器的转子与轴承内环一体式的结构。
将旋转变压器的定子绕线绕在轴承的外环结构中，转子可以采用绕线转子，将绕组固定在轴承的内环中，以轴承的内环为转子，以轴承的外环为定子，达到传统旋转变压器的功能。
如图3所示，优选地，定子线圈绕在所述轴承外环2上，所述转子为多级磁阻转子的结构形式(方案三)。将定子线圈缠绕在轴承外环的定子线圈绕线槽7上实现了旋转变压器的定子5与轴承外环一体式结构，将转子6制造为多级磁阻转子的结构形式实现了旋转变压器的转子与轴承内环一体式的结构。
在制造轴承内环时，将旋转变压器绕线绕在滚珠的外侧，或将绕线绕至滚珠的旁边，让轴承内环具备旋转变压转子的功能，或是以其他方式将旋转变压器转子与轴承内环结合，构成一个旋转组件，该组件内径平面与旋转轴连接，外圈利用滚珠和轴承外环进行配合。
如图1,4,5所示，优选地，所述旋转变压器也为与所述轴承形状相同的内、外环形结构，且在所述轴承的轴向方向上，所述定子5与所述轴承外环2相连接为一体，所述转子4与所述轴承内环1相连接为一体(方案四)。这也是旋转变压器的转子与轴承内环为一体式结构及旋转变压器的定子与轴承外环为一体式结构的优选实施方式，进而使得旋转变压器与轴承也形成一体式的结构。
进一步优选地，可将旋转变压器与轴承做成一个结构，一半是轴承，一半是旋转变压器，这样可以很好的保证两个器件优点，同时又便于安装。
如图4所示，优选地，所述旋转变压器的定子5的外径与所述轴承外环2的外径相等，即使得所述定子的外周表面与所述轴承外环2的外周表面相接处平齐。这样使得旋转变压器和轴承组件合并在一起的同时，还将旋转变压器定子外径和轴承外环的外径做在一个面上，以配合外壳的安装。
如图4所示，优选地，所述旋转变压器的转子4的内径与所述轴承内环1的内径相等，即使得所述转子的内周表面与所述轴承内环1的内周表面相接处平齐；这样能够将旋转变压器的转子的内径和轴承的内环的内径做在一个面上，以使得内径内侧通过的旋转轴能够顺利地转动、不会出现阻碍的现象。
进一步优选地，装配时该平面和电机转轴接触面保持过盈配合，确定不会使转轴有相对于转子之间滑动的现象。
如图1、5，优选地，所述旋转变压器的转子4与所述轴承内环1为同一部件、且为磁阻转子，所述轴承滚珠3为非磁性材料制成(方案五)。这也是旋转变压器的转子与轴承内环为一体式结构及旋转变压器与轴承为一体式结构的优选实施方式，当旋转变压器采用磁阻结构式，即转子中没有线圈，只有磁阻转子，可以将原有轴承的内环改造成磁阻较大的转子结构，滚珠采用非磁性材料制作，这样轴承的整个内环就成旋转变压器的转子，再与外环中旋转变压器的定子进行配合，达到传统旋转变压器的效果。
优选地，在所述旋转变压器的所述定子5上还设置有旋转变压器引出线6。通过旋转变压器引出线能够使得旋转变压器检测出的例如转轴的转动速度、位置等信号通过其输出，至控制端等，以完成检测的过程。
本发明还提供一种电机，包括电机轴，其包括前述的带旋转变压器的轴承组件，所述轴承组件套设在所述电机轴上。通过包括前述的带旋转变压器的轴承组件，利用轴承组件能够对电机轴进行支撑和速度及位置的检测，将轴承和旋转变压器加工或制造成一体式，能够有效减少了原有两个部件分别安装和拆卸的复杂程度、能够更加方便地被安装于和拆卸自电机轴上；大大降低了维修的复杂程度，同时也还降低了整体结构的成本；使得轴承的支撑功能和旋转变压器的检测功能相互融合，提升了整体部件的功能性，且可靠性也得到了提高；将原有两次安装的电机的组件的后端的轴承，换成这样具有旋转变压器的轴承，节省掉了一个旋转变压器安装的工艺流程，增加了电机的安装和生产效率。
下面介绍一下本发明的工作原理和优选实施例
将旋转变压器和轴承组件合并在一起，让旋转变压器定子外径和轴承外环的外径做在同一个面上，以配合外壳的安装，将旋转变压器的转子的内径和轴承的内环的内径做在同一个面上，装配时该平面和电机转轴接触面保持过盈配合，确定不会在转轴有滑动的现象。
方案一、将旋变压器的转子4设置于所述轴承内环1中、将旋变压器的所述定子5设置于所述轴承外环2中，以轴承的内环为转子，以轴承的外环为定子，达到传统旋转变压器的功能。
方案二、将旋变压器的定子绕线绕在轴承的外环结构中，引出线从一段引出，转子可以采用绕线转子，将绕组固定在轴承的内环中，以轴承的内环为转子，以轴承的外环为定子，达到传统旋转变压器的功能。
方案三、在制造轴承内环时，将定子线圈绕在所述轴承外环2上，所述转子为多级磁阻转子的结构形式，让轴承内环具备旋转变压转子的功能，或是以其他方式将旋转变压器转子与轴承内环结合，构成一个旋转组件，该组件内径平面与旋转轴连接，外圈利用滚珠和轴承外环进行配合。
方案四、如附图1，4，5的方案，将旋转变压器与轴承做成一个结构，一半是轴承，一半是旋转变压器，这样可以很好的保证两个器件优点，同时又便于安装；
方案五、当旋转变压器采用磁阻结构式，即转子中没有线圈，只有磁阻转子，可以将原有轴承的内环改造成磁阻较大的转子结构，滚珠采用非磁性材料制作，这样轴承的整个内环就成旋转变压器的转子，在于外环中旋转变压器的定子进行配合，达到传统旋转变压器的效果。
以上描述了五种可行的方案，方案一，将旋变压器的转子4设置于所述轴承内环1中、将旋变压器的所述定子5设置于所述轴承外环2中，以轴承的内环为转子，以轴承的外环为定子，达到传统旋转变压器的功能；方案二，将旋转变压器的定子线圈和转子线圈，分别绕至在轴承组件的外环和内环中形成类似的传统旋转变压器结构；方案三，将定子线圈绕在所述轴承外环2上，所述转子为多级磁阻转子的结构形式，让轴承内环具备旋转变压转子的功能；方案四如附图1，4，5的方案，将旋转变压器与轴承做成一个结构，一半是轴承，一半是旋转变压器，这样可以很好的保证两个器件优点，同时又便于安装；方案五，将轴承组件的内环结构改装的具有比较强的磁阻效应结构，将滚轴采用非磁性材料制作，定子线圈绕至轴承的外环中，构成一个磁阻式的旋转变压器结构。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.带旋转变压器的轴承组件，包括轴承和旋转变压器，其特征在于：所述轴承包括轴承内环(1)以及设置于所述轴承内环(1)和所述轴承外环(2)之间的轴承滚珠(3)，所述旋转变压器包括转子(4)和定子(5)，其中所述转子(4)与所述轴承内环(1)为整体式的结构，所述定子(5)与所述轴承外环(2)也为整体式的结构。
2.根据权利要求1所述的轴承组件，其特征在于：所述转子(4)设置于所述轴承内环(1)中、所述定子(5)设置于所述轴承外环(2)中。
3.根据权利要求1所述的轴承组件，其特征在于：所述旋转变压器的所述定子(5)为定子线圈的结构形式，和/或，所述转子(4)为转子线圈的结构形式。
4.根据权利要求3所述的轴承组件，其特征在于：所述定子线圈绕在所述轴承外环(2)上，和，所述转子线圈绕在所述轴承内环(1)上。
5.根据权利要求3所述的轴承结构，其特征在于：所述定子线圈绕在所述轴承外环(2)上，所述转子为多级磁阻转子的结构形式。
6.根据权利要求1所述的轴承组件，其特征在于：所述旋转变压器为内、外环形结构，且在所述轴承的轴向方向上，所述定子(5)与所述轴承外环(2)相连接为一体，所述转子(4)与所述轴承内环(1)相连接为一体。
7.根据权利要求6所述的轴承组件，其特征在于：所述旋转变压器的定子(5)的外径与所述轴承外环(2)的外径相等。
8.根据权利要求6-7之一所述的轴承组件，其特征在于：所述旋转变压器的转子(4)的内径与所述轴承内环(1)的内径相等。
9.根据权利要求1所述的轴承组件，其特征在于：所述旋转变压器的转子(4)与所述轴承内环(1)为同一部件、且为磁阻转子，所述轴承滚珠(3)为非磁性材料制成。
10.根据权利要求1-9之一所述的轴承组件，其特征在于：在所述旋转变压器的所述定子(5)上还设置有旋转变压器引出线(6)。
11.一种电机，包括电机轴，其特征在于：包括权利要求1-10之一所述的带旋转变压器的轴承组件，所述轴承组件套设在所述电机轴上。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20181012 Address after: 519070, Jinji Hill Road, front hill, Zhuhai, Guangdong Applicant after: GREE ELECTRIC APPLIANCES,Inc.OF ZHUHAI Address before: 519000 science and technology building, 789 Jinji Road, Qianshan, Zhuhai, Guangdong Applicant before: GREE GREEN REFRIGERATION TECHNOLOGY CENTER Co.,Ltd. OF ZHUHAI |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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