CN106026592A

CN106026592A - 一种无框组合式永磁同步电机

Info

Publication number: CN106026592A
Application number: CN201610522435.1A
Authority: CN
Inventors: 肖红
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2016-10-12

Abstract

本发明公开了一种无框组合式永磁同步电机，包括定子基座，所述定子基座的内部设置有冷却循环水管，所述定子基座的外侧设有调节板，所述定子基座上设置有定子组件，所述定子组件上设置有上支架，所述定子组件的内侧设置有转子组件，所述无框组合式永磁同步电机还包括编码器，所述编码器通过所述上支架安装于所述转子组件的内侧轴心处。本发明的有益效果：本装置结构灵活，安装方便；易与驱动装置有机融合，实现直驱；突破大功率和大直径电机制造难的瓶颈。

Description

一种无框组合式永磁同步电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体来说，涉及一种无框组合式永磁同步电机。

背景技术

利用永磁体作磁势源制造电机已有100多年历史，1831年由巴洛（Barlow）发明的世界上第一台电机就是永磁电机。早期的永磁材料磁性能很低，永磁电机很快被电励磁电机所取代。本世纪30年代和50年代，具有高剩磁Br的铝镍钴（AlNiCo）和具有较高矫顽力Hc的铁氧体（Ferrite）永磁材料的先后出现，给永磁电机带来了生机。但AlNiCo的Hc值很低，易失磁，Ferrite的Br值很小，不能为电机提供高的工作磁密，并且逆变器这样的电力电子装置还没有广泛应用，所以永磁同步电机的应用是非常有限的。近几十年来，随着永磁材料的发展，计算机辅助设计技术的进步，以及控制技术和驱动电路等技术的进步，永磁同步电机（PMSM）的性能有了很大的提高。

如今永磁同步电机得到了广泛的应用，因为它具有维护方便、可控性强、受环境影响小、电机效率高以及具有高功率因素等诸多优点。近年来，由于环境问题，各个领域对电机的效率和节能的要求逐渐提高。除了环境问题，高性能永磁材料的发展及成本的减少也扩大到永磁同步电机应用的各个领域。钕、铁、硼永磁材料是目前磁性能最强的永磁材料，它具有高剩磁密度、高矫顽力、高磁能积等特点。通过开发能经受高温及不易退磁的永磁材料，钕、铁、硼永磁同步电机已经在工厂自动化、压缩机及交通工具等领域的应用中大大进步。

目前国内永磁同步电机多用于家用电器、电动汽车、水泵等对功率需求较低、转矩较小的行业，尚不能生产大功率、大转矩、低转速永磁同步电机。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种无框组合式永磁同步电机，能够解决目前诸如矿山、水泥、电力、锻造等行业装备能耗高、效率低、维修频繁的现状。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种无框组合式永磁同步电机，包括定子基座，所述定子基座的内部设置有冷却循环水管，所述定子基座的外侧设有调节板，所述定子基座上设置有定子组件，所述定子组件上设置有上支架，所述定子组件的内侧设置有转子组件，所述无框组合式永磁同步电机还包括编码器，所述编码器通过所述上支架安装于所述转子组件的内侧轴心处。

进一步的，所述定子组件包括定子组件一，若干层所述定子组件一沿转子组件的径向方向设置于所述转子组件的外侧，所述上支架设置于所述定子组件一上。

进一步的，所述定子组件一为整圆结构或非整圆结构，所述定子组件一由若干个对称于转子组件的转动轴线设置的定子组件单元一组成，所述定子组件单元一为扇形结构；所述定子组件单元一由定子铁心、定子绕组、上压板和下压板组成。

进一步的，所述定子组件还包括定子组件二，所述定子组件二沿转子组件的轴向方向对称设置于所述转子组件的外侧。

进一步的，所述定子组件二为整圆结构或非整圆结构，所述定子组件二由若干个对称于转子组件的转动轴线设置的定子组件单元二组成，所述定子组件单元二为扇形结构，所述定子组件单元二由定子铁心、定子绕组、内压板和外压板组成。

进一步的，所述定子绕组是由导电金属材料制成，所述定子铁芯是由矽钢片材料制成。

进一步的，所述转子组件包括转子本体，所述转子本体上设置有若干块磁钢基板，所述磁钢基板与所述定子组件对应设置，所述磁钢基板上设有导磁内圈，所述导磁内圈通过螺钉与所述转子本体相互固定。

进一步的，所述螺钉为六角螺钉，所述导磁内圈是由永磁体材料组成。

进一步的，所述的定子组件与所述转子组件之间的间隙为2.5~8.0mm。

进一步的，所述编码器包括码盘和与所述码盘相连的接受磁感元件，所述码盘设于所述转子组件的内侧轴心处，所述接受磁感元件安装于所述上支架上。

本发明的有益效果：本装置低速、大转矩、低噪音、高响应、节能高效；无固定框架，便于转子与驱动装置有机融合，真正实现机电一体化；多个定子、多层定子组合，易采用模块化、标准化生产，降低了制造成本；易突破大直径、大转矩、低转速永磁同步电机制造瓶颈；定子多重组合，使得智能化控制更加精准，运行更节能；多个、多层定子不同设计，通过电磁力直接驱动动力部件，使得装备的控制更加柔性。

本装置结构灵活，安装方便；易与驱动装置有机融合，实现直驱；突破大功率和大直径电机制造难的瓶颈。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的一种无框组合式永磁同步电机的结构示意图；

图2是根据本发明实施例所述的一种无框组合式永磁同步电机的俯视图；

图3是根据本发明实施例所述的一种无框组合式永磁同步电机的结构示意图的M处放大图。

图中：

1、定子基座；2、冷却循环水管；3、定子组件一；4、定子组件单元一；6、定子组件二；8、定子组件单元二；9、编码器；10、上支架；11、调节板；31、上压板；32、下压板；61、内压板；62、外压板；71、转子本体；83、磁钢基板；85、导磁内圈；87、螺钉；91、码盘；92、接受磁感元件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，根据本发明实施例所述的一种无框组合式永磁同步电机，包括定子基座1，所述定子基座1的内部设置有冷却循环水管2，电机运行过程中的散热主要通过冷却循环水管2走循环水，通过热敏元件感应控制保持电机温度在要求范围内。

所述定子基座1的外侧设有调节板11，所述定子基座1上设置有定子组件，所述定子组件上设置有上支架10，所述定子组件的内侧设置有转子组件7，转子组件7的轴心处安装有编码器9，编码器9通过安装在定子组件上的上支架10固定，定子基座1的外圆周是调节板11，调节板11是调整定子组件与转子组件7圆周方向间隙。

定子组件包括若干层定子组件一3，若干层所述定子组件一3沿转子组件7的径向方向设置于所述转子组件7的外侧，定子组件一3可以是一个整圆，也可为多个扇形结构的定子组件单元一4对称于转子组件7的转动轴线设置，且设置在转子本体71的圆周外侧面，每层形成一个整圆或非整圆结构。所述定子组件单元一4由定子铁心、定子绕组、上压板31和下压板32组成。

所述定子组件还包括定子组件二6，定子组件二6沿转子组件7的轴向方向分别设置于转子组件7的上侧和下侧，可以是一个整圆，也可为多个扇形结构的定子组件单元二8对称于转子组件7的转动轴线设置，每层形成一个整圆或非整圆结构。所述定子组件单元二8由定子铁心、定子绕组、内压板61和外压板62组成。所述定子绕组是由导电金属材料制成，所述定子铁芯是由矽钢片材料制成。

所述转子组件7包括转子本体71，所述转子本体71上设置有若干块磁钢基板83，所述磁钢基板83分别与所述定子组件一3和定子组件二6对应设置，所述磁钢基板83上设有导磁内圈85，所述导磁内圈85通过螺钉87与所述转子本体71相互固定。所述导磁内圈85是由8~20mm厚的永磁体材料组成，所述导磁内圈85与所述定子组件之间的间隙为2.5~8.0mm，所述螺钉87为六角螺钉。

当无框组合式永磁同步电机的定子绕组通入交变电流后，会产生沿圆周方向旋转的磁场，驱动转子本体71旋转。分别改变无框组合式永磁同步电机的旋转磁场方向，可以轻易控制并实现对转子本体71的旋转加速和减速制动。

本发明所述的无框组合式永磁同步电机设置有数控系统，数控系统包括伺服控制系统、PLC程序以及触摸屏。电机伺服控制系统的编码器9的码盘91安装在转子本体的轴心处，接受磁感元件92安装在固定于定子组件上的支架上10上，编码器9的信号反馈给伺服驱动器实现电机闭环矢量控制，从而使无框组合式永磁同步电机的转子本体71运转位置和速度准确，通过触摸屏对运行参数进行数字化设置，程序控制无框组合式永磁同步电机按要求运行。

本发明通过采用多个定子、多层定子组合式结构，采用电磁力驱动转子外圆周及转子上下端面结构设计，打破了传统永磁同步电机的制造瓶颈，该无框组合式永磁同步电机的功率很容易做到2000KW，直径很容易做到20米。突破了国内特大型回转设备的制造瓶颈，填补国内空白。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本装置低速、大转矩、低噪音、高响应、节能高效；无固定框架，便于转子与驱动装置有机融合，真正实现机电一体化；多个定子、多层定子组合，易采用模块化、标准化生产，降低了制造成本；易突破大直径、大转矩、低转速永磁同步电机制造瓶颈；定子多重组合，使得智能化控制更加精准，运行更节能；多个、多层定子不同设计，通过电磁力直接驱动动力部件，使得装备的控制更加柔性。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1. 一种无框组合式永磁同步电机，包括定子基座，其特征在于，所述定子基座（1）的内部设置有冷却循环水管（2），所述定子基座（1）的外侧设有调节板（11），所述定子基座（1）上设置有定子组件，所述定子组件上设置有上支架（10），所述定子组件的内侧设置有转子组件（7），所述无框组合式永磁同步电机还包括编码器（9），所述编码器（9）通过所述上支架（10）安装于所述转子组件（7）的内侧轴心处。

2. 根据权利要求1所述的无框组合式永磁同步电机，其特征在于，所述定子组件包括定子组件一（3），若干层所述定子组件一（3）沿转子组件（7）的径向方向设置于所述转子组件（7）的外侧，所述上支架（10）设置于所述定子组件一（3）上。

3. 根据权利要求2所述的无框组合式永磁同步电机，其特征在于，所述定子组件一（3）为整圆结构或非整圆结构，所述定子组件一（3）由若干个对称于转子组件（7）的转动轴线设置的定子组件单元一（4）组成，所述定子组件单元一为扇形结构；所述定子组件单元一（4）由定子铁心、定子绕组、上压板（31）和下压板（32）组成。

4. 根据权利要求2所述的无框组合式永磁同步电机，其特征在于，所述定子组件还包括定子组件二（6），所述定子组件二（6）沿转子组件（7）的轴向方向对称设置于所述转子组件（7）的外侧。

5. 根据权利要求4所述的无框组合式永磁同步电机，其特征在于，所述定子组件二（6）为整圆结构或非整圆结构，所述定子组件二（6）由若干个对称于转子组件（7）的转动轴线设置的定子组件单元二（8）组成，所述定子组件单元二（8）为扇形结构，所述定子组件单元二（8）由定子铁心、定子绕组、内压板（61）和外压板（62）组成。

6. 根据权利要求3或5所述的无框组合式永磁同步电机，其特征在于，所述定子绕组是由导电金属材料制成，所述定子铁芯是由矽钢片材料制成。

7. 根据权利要求4所述的无框组合式永磁同步电机，其特征在于，所述转子组件（7）包括转子本体（71），所述转子本体（71）上设置有若干块磁钢基板（83），所述磁钢基板（83）分别与所述定子组件一（3）和定子组件二（6）对应设置，所述磁钢基板（83）上设有导磁内圈（85），所述导磁内圈（85）通过螺钉（87）与所述转子本体（71）相互固定。

8. 根据权利要求7所述的无框组合式永磁同步电机，其特征在于，所述螺钉（87）为六角螺钉，所述导磁内圈（85）是由永磁体材料组成。

9. 根据权利要求7所述的无框组合式永磁同步电机，其特征在于，所述导磁内圈（85）与所述定子组件之间的间隙为2.5~8.0mm。

10. 根据权利要求7所述的无框组合式永磁同步电机，其特征在于，所述编码器（9）包括码盘（91）和与所述码盘（91）相连的接受磁感元件（92），所述码盘（91）设于所述转子本体（71）的内侧轴心处，所述接受磁感元件（92）安装于所述上支架（10）上。