CN107124083A - 轴向磁路串联型双端励磁电机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种轴向磁路串联型双端励磁电机，包括左端盖、左励磁绕组、内隔磁环、N极铁心、S极铁心、电枢绕组、定子铁心、大隔磁环、机壳、转轴、右励磁绕组、右端盖、端盖凸台；定子铁心为硅钢片叠压结构,转子铁心由转子轭和铁心极组成，N极铁心和S极铁心相对安装，形成转子铁心。两极铁心极交错排列，并以明显大于定子与转子之间的主气隙的气隙隔离。端盖中心加工为凸台，用于缠绕励磁绕组。端盖安放于转子铁心两端，端盖凸台与转子铁心之间以附加气隙隔离。定子铁心通过大隔磁环与机壳共同固定。通过改变励磁绕组中电流的大小，即控制电机的输出电压。优点：无电刷滑环，无需励磁机，结构简单，实现了无刷励磁。

Description

轴向磁路串联型双端励磁电机

技术领域

本发明涉及的是一种轴向磁路串联型双端励磁电机，属于无刷励磁同步电机的领域。

背景技术

有刷励磁型同步发电机是主流发电机之一。但是由于有刷励磁型同步电机的励磁绕组安放于转子上，需要通过电刷和滑环为电机励磁。电刷长期与旋转部件摩擦，使得电刷需要定期更换且有产生环火的危险。无刷化励磁电机解决了电刷带来的易于发热、环火、噪声大以及寿命短的问题，比起有刷励磁电机来说可靠性更高，维护起来也更加方便。在可靠性要求高的航空电源运用场合中，在环境恶劣的采矿条件下，在易燃易爆的石油化工场所，无刷励磁电机都得到了广泛的应用。因此，电机的无刷化励磁具有重要的理论意义和实用价值。

发明内容

本发明提出的是一种轴向磁路串联型双端励磁电机，其目的旨在解决存在电励磁源的电机实现无刷化励磁的问题。

本发明的技术解决方案：轴向磁路串联型双端励磁电机，其特征是包括左端盖1、左励磁绕组2、内隔磁环3、N极铁心4、S极铁心5、电枢绕组6、定子铁心7、大隔磁环8、机壳9、转轴10、右励磁绕组11、右端盖12、端盖凸台13；其中隔磁环3与转轴10同心安装，N极铁心4与S极铁心5安装在内隔磁环3上，左端盖1和右端盖12分别安放于转子铁心两端，以附加气隙14分别隔离端盖凸台13与转子铁心之间存在附加气隙14；左励磁绕组2和右励磁绕组11中分别注入同方向的直流电，励磁磁通由左端盖1穿过附加气隙14进入转子实心N极铁心4，穿过主气隙15，进入定子铁心7，与电枢绕组6匝链。随后励磁磁通再次穿过主气隙15，通过S极铁心5，通过附加气隙14，到达左端盖1，穿过机壳9，通过右端盖12，穿过机壳9，回到左端盖1。当转子旋转时，励磁磁通切割电枢绕组6；在需要调压时，只需改变励磁电流的大小；机壳9内壁安装大隔磁环8，定子铁心7固定于大隔磁环8的外壁。

本发明的优点：

1）实现无刷化励磁；

2）实现无刷励磁无需旋转整流器，可靠性高；

3) 轴向结构对称，转子重量能平均分配在轴上，不易出现轴偏心。

附图说明

图1是轴向磁路串联型双端励磁电机的结构示意图。

图2是端盖与旋转部件安装图。

图3是整体组装图和励磁磁路示意图

图4是端盖与励磁绕组安装图。

图5是左右端盖和机壳连接示意图。

图6是旋转部件安装图。

图7是机壳、定子铁心以及电枢绕组安装图。

图中的1是左端盖、2是左励磁绕组、3是内隔磁环、4是N极铁心、5是S极铁心、6是电枢绕组、7是定子铁心、8是大隔磁环、9是机壳、10是转轴、11是右励磁绕组、12是右端盖、13是端盖凸台、14是附加气隙、15是主气隙。

具体实施方式

轴向磁路串联型双端励磁电机，其结构是包括左端盖1、左励磁绕组2、内隔磁环3、N极铁心4、S极铁心5、电枢绕组6、定子铁心7、大隔磁环8、机壳9、转轴10、右励磁绕组11、右端盖12、端盖凸台13；其中隔磁环3与转轴10同心安装，N极铁心4与S极铁心5安装在内隔磁环3上，左端盖1和右端盖12分别安放于转子铁心两端，以附加气隙14分别隔离端盖凸台13与转子铁心之间存在附加气隙14；左励磁绕组2和右励磁绕组11中分别注入同方向的直流电，励磁磁通由左端盖1穿过附加气隙14进入转子实心N极铁心4，穿过主气隙15，进入定子铁心7，与电枢绕组6匝链。随后励磁磁通再次穿过主气隙15，通过S极铁心5，通过附加气隙14，到达左端盖1，穿过机壳9，通过右端盖12，穿过机壳9，回到左端盖1。当转子旋转时，励磁磁通切割电枢绕组6；在需要调压时，只需改变励磁电流的大小；机壳9内壁安装大隔磁环8，定子铁心7固定于大隔磁环8的外壁。

所述内隔磁环3、N极铁心4、S极铁心5以及转轴10，四者同轴安装为旋转部件，其中N极铁心4、S极铁心5、左端盖1、右端盖12、机壳9为实心铁心材料。

所述励磁绕组安放于端盖内，励磁绕组缠绕在端盖凸台13上。

所述左端盖1和右端盖12分别安装于机壳9两端。

所述N极铁心4和S极铁心5相对安装，形成转子铁心；两极铁心极交错排列，并以明显大于定子与转子之间的主气隙15的气隙隔离，以减小转子漏磁。

所述电枢绕组均匀安放于定子铁心7中。

所述电枢绕组12设置为集中绕组、分布绕组，单相、三相和多相，是单层绕组或双层绕组多种形式的交流绕组；左励磁绕组2和右励磁绕组11为环形集中绕组，励磁电流为直流。

所述端盖凸台13，用于缠绕励磁绕组；当励磁绕组通入电流后，凸台13部分形成磁极，凸台13正对转子铁心。

所述端盖与旋转的铁心之间通过附加气隙14隔离，N极铁心4和S极铁心5无直接接触，同轴安装于内隔磁环3上。

所述端盖凸台13与转子铁心之间以0.2mm-0.3mm或加工时所能达到的最小宽度的附加气隙14隔离。

下面结合附图描述本发明的技术方案。

对照附图1，旋转部件为内隔磁环3、N极铁心4、S极铁心5以及转轴10，四者同轴安装。N极铁心4、S极铁心5、左端盖1、右端盖12、机壳9为实心铁心材料。

对照附图2，内隔磁环3与转轴10同心安装，N极铁心4与S极铁心5安装在内隔磁环3上，左端盖1和右端盖12分别安放于转子铁心两端，均为实心铁心导磁材料。两个端盖中心的端盖凸台13与转子铁心之间存在附加气隙。端盖凸台与转子铁心之间以0.2mm-0.3mm或加工时所能达到的最小宽度的附加气隙14隔离。

对照附图3，往左励磁绕组2和右励磁绕组11中分别注入同方向的直流电，产生磁通的方向相同。励磁磁通由左端盖1穿过附加气隙14进入转子实心N极铁心4，穿过主气隙15，进入定子铁心7，与电枢绕组6匝链，再次穿过主气隙15，通过S极铁心5，通过附加气隙14，到达右端盖12，穿过机壳9，回到左端盖1。在需要调压时，只需改变励磁电流的大小。当转子旋转时，励磁磁通切割电枢绕组6。

对照附图4，励磁绕组安放于端盖内。励磁绕组缠绕在端盖凸台13上。

对照附图5，左端盖1和右端盖分别安装于机壳9两端，外沿与机壳9紧密安装。

对照附图6，内隔磁环3、N极铁心4、S极铁心5和转轴10同心安装。内隔磁环3套在转轴10上，N极铁心4和S极铁心5套在内隔磁环3上。N极铁心4和S极铁心5相对安装，形成转子铁心。两极铁心极交错排列，并以较大的气隙隔离。

对照附图7，机壳9内壁安装大隔磁环8，定子铁心7固定于大隔磁环8的外壁。电枢绕组6均匀安放于定子铁心7中。电枢绕组可以设置为任意交流绕组，可以为三相绕组，也可以为单相或者多相绕组；可以为整数槽绕组，也可以为分数槽绕组；可以为集中绕组也可以为分布绕组。

Claims (10)

1.轴向磁路串联型双端励磁电机，其特征是包括左端盖、左励磁绕组、内隔磁环、N极铁心、S极铁心、电枢绕组、定子铁心、大隔磁环、机壳、转轴、右励磁绕组、右端盖、端盖凸台；其中隔磁环与转轴同心安装，N极铁心与S极铁心安装在内隔磁环上，左端盖和右端盖分别安放于转子铁心两端，以附加气隙分别隔离端盖凸台与转子铁心之间存在附加气隙；左励磁绕组和右励磁绕组中分别注入同方向的直流电，励磁磁通由左端盖穿过附加气隙进入转子实心N极铁心，穿过主气隙，进入定子铁心，与电枢绕组匝链；随后励磁磁通再次穿过主气隙，通过S极铁心，通过附加气隙，到达左端盖，穿过机壳，通过右端盖，穿过机壳，回到左端盖；当转子旋转时，励磁磁通切割电枢绕组；在需要调压时，只需改变励磁电流的大小；机壳内壁安装大隔磁环，定子铁心固定于大隔磁环的外壁。

2.根据权利要求1所述的轴向磁路串联型双端励磁电机，其特征在于内隔磁环、N极铁心、S极铁心以及转轴，四者同轴安装为旋转部件，其中N极铁心、S极铁心、左端盖、右端盖、机壳为实心铁心材料。

3.根据权利要求1所述的轴向磁路串联型双端励磁电机，其特征在于励磁绕组安放于端盖内，励磁绕组缠绕在端盖凸台上。

4.根据权利要求1所述的轴向磁路串联型双端励磁电机，其特征在于左端盖和右端盖分别安装于机壳两端。

5.根据权利要求1所述的轴向磁路串联型双端励磁电机，其特征在于N极铁心和S极铁心相对安装，形成转子铁心；两极铁心极交错排列，并以明显大于定子与转子之间的主气隙的气隙隔离，以减小转子漏磁。

6.根据权利要求1所述的轴向磁路串联型双端励磁电机，其特征在于电枢绕组均匀安放于定子铁心中。

7.根据权利要求1所述的轴向磁路串联型双端励磁电机，其特征在于电枢绕组设置为集中绕组、分布绕组，单相、三相和多相，是单层绕组或双层绕组多种形式的交流绕组；左励磁绕组和右励磁绕组为环形集中绕组，励磁电流为直流。

8.根据权利要求1所述的轴向磁路串联型双端励磁电机，其特征在于凸台，用于缠绕励磁绕组；当励磁绕组通入电流后，凸台部分形成磁极，凸台正对转子铁心。

9.根据权利要求1所述的轴向磁路串联型双端励磁电机，其特征在于端盖与旋转的铁心之间通过附加气隙隔离，N极铁心和S极铁心无直接接触，同轴安装于内隔磁环上。

10.根据权利要求1所述的轴向磁路串联型双端励磁电机，其特征在于端盖凸台与转子铁心之间以0.2mm-0.3mm或加工时所能达到的最小宽度的附加气隙隔离。