CN108539944B - 盘式永磁同步排风机电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盘式永磁同步排风机电机，包括：旋变盖板、旋转变压器、风扇永磁转子、定子。本发明采用轴向磁路，缩短了电机的轴向长度，适合轴向空间小而径向空间大的地方使用。

Description

盘式永磁同步排风机电机

技术领域

本发明涉及一种同步电机，具体是，涉及一种盘式永磁同步排风机电机。

背景技术

现有电机磁路都是采用径向磁路，电机的定子绕组是按一定规律圆周分布，定子绕组固定在机座里。电机永磁转子是圆柱体，永磁转子在定子内旋转，输出机械能，实现电能转换成机械能。

永磁转子、定子由于轴线方向比较长，所以这种电机结构适合电机的轴向空间大的地方使用，对于空间比较小的地方则不能够使用。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种盘式永磁同步排风机电机，采用轴向磁路，缩短了电机的轴向长度，适合轴向空间小而径向空间大的地方使用。

技术方案如下：

一种盘式永磁同步排风机电机，包括：旋变盖板、旋转变压器、风扇永磁转子、定子；旋转变压器安装在旋变盖板和转轴之间，旋变盖板连接在风扇永磁转子上；定子包括：底座、转轴、第一锁母、定子线圈、定子冲片、定子铁心压圈、机座圈；底座在轴心处开有轴孔，在内侧开有环形的线圈固定凹槽；转轴套装在轴孔上，利用第一锁母固定；定子铁心压圈固定在线圈固定凹槽内，定子冲片安装在定子铁心压圈内，形成定子铁芯；定子铁芯设置有线槽，定子线圈安装在线槽内，定子线圈呈放射状排列；机座圈的底端连接在底座的上部；风扇永磁转子包括：转子支架、风扇、转子铁心压圈、转子冲片、永磁体、永磁体固定板；转子支架在轴心处设置有转轴连接通孔，在底部设置有转子铁芯凹槽，转子铁芯凹槽位于转轴连接通孔的外侧；转子铁心压圈固定转子铁芯凹槽内，转子冲片安装在转子铁芯压圈内，永磁体安装在转子冲片外侧，两个永磁体之间设置有隔板，永磁体固定板设置在永磁体外侧并连接在转子铁芯压圈上；转子支架转轴连接通孔套装在转轴上，利用第二锁母固定；转子支架设置有风扇。

进一步，转子铁芯凹槽为环形凹槽，转子铁芯压圈外形为环形；永磁体为扇形柱状体，永磁体在转子冲片形成环形平面上等分排列。

进一步，永磁体按极性定位固定粘接在转子冲片表面，永磁体在转子冲片形成的平面上呈辐射状排列。

进一步，永磁体固定板粘接在永磁体形成的环形平面上，转子铁芯凹槽底部设置有转子铁芯固定螺纹孔；转子铁心压圈安装在转子铁芯凹槽内，通过长螺钉固定在转子铁芯固定螺纹孔上；永磁体固定板粘接在永磁体上，并利用螺钉连接在转子铁芯凹槽上。

进一步，风扇包括：风道和叶片，风道固定在转子支架上，叶片固定在风道内。

进一步，底座开有第一穿线孔，转轴在轴线方向开有第二穿线孔，第一穿线孔和第二穿线孔相连通。

进一步，定子线圈采用软绕组。

进一步，转轴的两个端部的外壁上设置有螺纹，在中部设置有轴承固定座，在顶端设置有旋变固定座，旋变固定座设置有螺纹沉孔；轴承固定座设置有轴承，上部的轴承利用螺母固定，下端的轴承利用压环和螺钉固定在风扇永磁转子的底部。

进一步，旋转变压器包括：变压器定子、变压器定子，变压器定子设置有输入绕组、输出绕组，变压器定子利用螺钉固定在旋变固定座上，螺钉安装在螺纹沉孔内；变压器转子铁心利用螺钉固定在旋变盖板内侧；输入绕组、输出绕组的引出线从第一穿线孔和第二穿线孔引出。

进一步，轴孔内设置有键槽，转轴设置有连接键，装配后连接键安装在键槽内。

本发明技术效果包括：

1、本发明采用的是轴向磁路，电机的铁芯长度在径向方向，因此电机可做成径向大而轴向缩短的盘式形状，非常适用轴向距离很小，而径向空间较大的地方使用。

2、本发明中，带风扇永磁转子中的风扇是把风叶和安装永磁体的结构铸成一体，减少零部件，增强了整体排风机系统的可靠性，提高了效率，节省了轴向空间。

3、本发明中，永磁转子的永磁体采用表面粘贴、固定，减少了永磁体的漏磁系数、提高了永磁体利用率、增加了气隙储能；定子绕组采用软绕组，可以实现多股导线并绕嵌线，减小了铜耗。定子与转子之间是在一个平面形成电磁场，进行能量转换，缩短了电机的轴向长度。

4、本发明具有启动速度快、低速性能好、过载能力强、高速运行平稳、调速范围广、高效工作区宽等优点，适用于车辆内部的排风系统。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明中盘式永磁同步排风机电机的结构示意图；

图2是本发明中定子的结构示意图；

图3是本发明中定子铁芯的结构示意图；

图4是本发明中线槽口的槽型结构示意图；

图5是本发明中风扇永磁转子的纵切面结构示意图；

图6是本发明中风扇永磁转子的底部结构示意图。

具体实施方式

以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。

如图1所示，是本发明中盘式永磁同步排风机电机的结构示意图。如图2所示，是本发明中定子4的结构示意图。

盘式永磁同步排风机电机的结构包括：旋变盖板1、旋转变压器2、风扇永磁转子3、定子4。定子4不动，定子线圈44通电后，风扇永磁转子3转动，风扇32工作输出风能。

定子4包括：底座41、转轴42、第一锁母43、定子线圈44、定子冲片45、定子铁心压圈46、机座圈57；底座41在轴心处开有轴孔，在内侧开有线圈固定凹槽；转轴42套装在轴孔上，利用第一锁母43固定；定子铁心压圈46利用螺钉固定在线圈固定凹槽内，多个定子冲片45安装在定子铁心压圈46内，形成环形的定子铁芯；定子铁芯设置有线槽，定子线圈44安装在线槽内，多个定子线圈44呈放射状排列，形成一个平面；机座圈57的底端利用螺钉连接在底座41的上部。轴孔内设置有键槽，转轴42设置有连接键，装配后连接键安装在键槽内。线圈固定凹槽为环形凹槽。

如图3所示，是本发明中定子铁芯的结构示意图；如图4所示，是本发明中线槽口451的槽型结构示意图。

每个定子冲片45在径向设置有呈放射状的线槽口451，多个线槽口451叠加形成线槽，定子线圈44下在线槽口451中、线槽的数量通过电机的级对数来确定。定子冲片45的线槽口采用半开口，这种槽型磁路磁阻小，槽空间大、易于嵌线，槽楔封口牢固，线槽口是按径向辐射状排列，使得线槽在同一平面内，缩短电机定子铁芯的轴向长度。

转轴42的两个端部的外壁上设置有螺纹，在中部设置有轴承固定座421，在顶端设置有旋变固定座422，旋变固定座422设置有螺纹沉孔423。轴承固定座421设置有轴承，上部的轴承利用螺母固定，下端的轴承利用轴承盖和螺钉固定在风扇永磁转子3的底部。底座41开有第一穿线孔，转轴42轴线方向开有第二穿线孔，第一穿线孔和第二穿线孔相连通。

定子线圈44采用软绕组，多股导线并绕嵌线，采用软绕组嵌线端部容易整型，端部较短。多股导线并绕嵌线导线的集肤效应较小，从而减小了铜耗。定子线圈44的引出线从第一穿线孔引出。

旋转变压器2是输出电压与转子转角保持一定函数关系的感应式微电机。它是一种将角位移转换为电信号的位移传感器，也是能进行坐标换算和函数运算的解算元件。旋转变压器2用于测量并输出风扇永磁转子3的转速。

旋转变压器2包括：变压器定子(输入绕组、输出绕组)、变压器转子，变压器定子利用螺钉固定在旋变固定座422上，螺钉安装在螺纹沉孔423内。变压器转子铁心利用螺钉固定在旋变盖板1内侧。旋变盖板1利用螺钉固定在风扇永磁转子3的端部。定子的输入绕组、输出绕组引出线从第一穿线孔和第二穿线孔引出。

如图5所示，是本发明中风扇永磁转子3的纵切面结构示意图；如图6所示，是本发明中风扇永磁转子3的底部结构示意图。

风扇永磁转子3的结构包括：转子支架31、风扇32、转子铁心压圈33、转子冲片34、永磁体35、永磁体固定板36。

转子支架31在轴心处设置有转轴连接通孔311，转子支架31在底部设置有转子铁芯凹槽，转子铁芯凹槽位于转轴连接通孔311的外侧；转子铁芯凹槽底部设置有转子铁芯固定螺纹孔；转子铁心压圈33安装在转子铁芯凹槽内，通过长螺钉固定在转子铁芯凹槽内；转子冲片34安装在转子铁芯压圈33内，永磁体35安装在转子冲片34外侧，两个极性永磁体35之间设置有隔板，永磁体固定板36设置在永磁体35外侧，永磁体固定板36通过螺钉连接在转子铁芯压圈33上。

转轴连接通孔311套装在转轴42上，利用第二锁母48固定。

转子铁芯凹槽为环形凹槽，转子铁芯压圈33外形为环形。永磁体35为扇形柱状体，按电机不同的极对数，将永磁体35在转子冲片34形成环形平面上等分，按极性定位固定粘接在转子冲片34表面，永磁体35在转子冲片34形成的平面上呈辐射状排列，永磁体35之间用绝缘隔板隔开。永磁体35规格相同厚度一样，保证了粘接固定在转子冲片34表面的永磁体35形成一个环形平面；永磁体固定板36粘接在永磁体35形成的环形平面上，永磁体固定板36与转子支架31利用螺钉固定在一起，用于防止永磁体35的氧化，并增加机械强度，减少永磁体35的漏磁系数，增加气隙储能，利于提高电机转速，缩短电机的轴向长度。这种结构的漏磁系数为10％-20％。

转子支架31设置有风扇32，风扇32包括风道和叶片，风道固定在转子支架31上，叶片固定在风道内。风扇永磁转子3大大降低结构的轴向长度，增加机械强度，利于提高电机转速。

盘式永磁同步排风机电机没有通用电机的前后端盖，电机的前后端盖分别融到电机的定子4、风扇永磁转子3中。定子4是一个不动的圆盘，风扇永磁转子3是一个旋转的圆盘，风扇32融到旋转圆盘中；当定子线圈44通三相电源，风扇永磁转子3旋转，风扇32也旋转，输出风能。这种结构缩短电机、风机组合的轴向长度，适合轴向空间小而径向空间大的地方。

以上的结构适用于极对数为3、4、5、6、8等各种极对数的电机，适用各种转速、各种功率、各种电压的盘式永磁同步电机中。

根据以上的电机结构制造出了额定功率80Kw、额定转速5500prm、额定直流电压900V、额定交流线电压636V、额定交流线电流76.5A、额定转矩139N.m、极对数6、电机外径Φ665mm、厚度290mm的电机，电机效率不小于95％，电机的过载能力为3～5倍。电机为连续工作制，绝缘等级为F级、H级2种。经检测，电机具有很宽的高效工作区。

应当理解的是，以上的描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种盘式永磁同步排风机电机，其特征在于，包括：旋变盖板、旋转变压器、风扇永磁转子、定子；旋转变压器安装在旋变盖板和转轴之间，旋变盖板连接在风扇永磁转子上；定子包括：底座、转轴、第一锁母、定子线圈、定子冲片、定子铁心压圈、机座圈；底座在轴心处开有轴孔，在内侧开有环形的线圈固定凹槽；转轴套装在轴孔上，利用第一锁母固定；定子铁心压圈固定在线圈固定凹槽内，定子冲片安装在定子铁心压圈内，形成定子铁芯；定子铁芯设置有线槽，定子线圈安装在线槽内，定子线圈呈放射状排列；机座圈的底端连接在底座的上部；风扇永磁转子包括：转子支架、风扇、转子铁心压圈、转子冲片、永磁体、永磁体固定板；转子支架在轴心处设置有转轴连接通孔，在底部设置有转子铁芯凹槽，转子铁芯凹槽位于转轴连接通孔的外侧；转子铁心压圈固定转子铁芯凹槽内，转子冲片安装在转子铁芯压圈内，永磁体安装在转子冲片外侧，两个永磁体之间设置有隔板，永磁体固定板设置在永磁体外侧并连接在转子铁芯压圈上；转子支架转轴连接通孔套装在转轴上，利用第二锁母固定；转子支架设置有风扇。

2.如权利要求1所述盘式永磁同步排风机电机，其特征在于，转子铁芯凹槽为环形凹槽，转子铁芯压圈外形为环形；永磁体为扇形柱状体，永磁体在转子冲片形成环形平面上等分排列。

3.如权利要求2所述盘式永磁同步排风机电机，其特征在于，永磁体按极性定位固定粘接在转子冲片表面，永磁体在转子冲片形成的平面上呈辐射状排列。

4.如权利要求2所述盘式永磁同步排风机电机，其特征在于，永磁体固定板粘接在永磁体形成的环形平面上，转子铁芯凹槽底部设置有转子铁芯固定螺纹孔；转子铁心压圈安装在转子铁芯凹槽内，通过长螺钉固定在转子铁芯固定螺纹孔上；永磁体固定板粘接在永磁体上，并利用螺钉连接在转子铁芯凹槽上。

5.如权利要求1所述盘式永磁同步排风机电机，其特征在于，风扇包括：风道和叶片，风道固定在转子支架上，叶片固定在风道内。

6.如权利要求1所述盘式永磁同步排风机电机，其特征在于，底座开有第一穿线孔，转轴在轴线方向开有第二穿线孔，第一穿线孔和第二穿线孔相连通。

7.如权利要求1所述盘式永磁同步排风机电机，其特征在于，定子线圈采用软绕组。

8.如权利要求6所述盘式永磁同步排风机电机，其特征在于，转轴的两个端部的外壁上设置有螺纹，在中部设置有轴承固定座，在顶端设置有旋变固定座，旋变固定座设置有螺纹沉孔；轴承固定座设置有轴承，上部的轴承利用螺母固定，下端的轴承利用压环和螺钉固定在风扇永磁转子的底部。

9.如权利要求8所述盘式永磁同步排风机电机，其特征在于，旋转变压器包括：变压器定子、变压器定子，变压器定子设置有输入绕组、输出绕组，变压器定子利用螺钉固定在旋变固定座上，螺钉安装在螺纹沉孔内；变压器转子铁心利用螺钉固定在旋变盖板内侧；输入绕组、输出绕组的引出线从第一穿线孔和第二穿线孔引出。

10.如权利要求8所述盘式永磁同步排风机电机，其特征在于，轴孔内设置有键槽，转轴设置有连接键，装配后连接键安装在键槽内。