CN108599509A - 变极变速爪极盘式磁滞同步电动机 - Google Patents
变极变速爪极盘式磁滞同步电动机 Download PDFInfo
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Abstract
本发明是一种变极变速爪极盘式磁滞同步电动机,其涉及一种电动机,包括转子部件、定子部件一、定子部件二。所述电动机采用爪极磁极、轴向电动机气隙,采用电容器移相启动,具备固定旋转方向,能够实现变极变速。所述电动机有两套独立的定子绕组,共四个绕组线圈。所述电动机具备爪极电动机在磁极数多时拥有制造工艺简单、成本低、绕组线圈数量少的优势,以及盘式电动机的电磁转矩大、电动机散热条件好的优势,该电动机能够广泛应用于电动阀门执行机构、医疗器械、精密传动等小型低转速电动机。
Description
技术领域
本发明是一种变极变速爪极盘式磁滞同步电动机,其涉及一种电动机,特别是涉及一种采用爪极磁极、轴向电动机气隙、移相启动、能够实现变极变速的变极变速爪极盘式磁滞同步电动机。
背景技术
爪极电动机在磁极数多的低转速电动机方面拥有制造工艺简单、成本低、绕组线圈少的优势。爪极电动机中应用最广泛的结构类型是爪极永磁同步电动机,主要应用于电风扇摇头电动机、微波炉转盘电动机等微型电动机。爪极永磁同步电动机无固定旋转方向、启动转矩小的特点使其应用范围受到限制。
盘式电动机是轴向电动机气隙,电动机转子直径大、电磁转矩大,电动机散热条件好,盘式电动机轴向长度小,特别适用于安装空间有严格限制的场合。另外,可以把多个盘式电动机安装在同一根转轴上,根据负载功率调节安装的盘式电动机数量,有利于机械设备的标准化设计。盘式电动机中应用较为广泛的结构类型是盘式有刷直流电动机和盘式永磁同步电动机。由于电刷和换向器的缺点使盘式有刷直流电动机应用范围受到限制。盘式永磁同步电动机无法直接启动,需要配置电动机控制器,成本较高,使盘式永磁同步电动机应用范围受到限制。
爪极电动机无法实现变极变速。如果有一种电动机技术,具备爪极电动机在磁极数多时拥有制造工艺简单、成本低、绕组线圈数量少的优势,以及盘式电动机的电磁转矩大、电动机散热条件好的优势,并且克服普通爪极永磁同步电动机无固定旋转方向、启动转矩小的缺点,以及克服普通盘式有刷直流电动机有电刷和换向器的缺点,克服普通盘式永磁同步电动机无法直接启动,需要配置电动机控制器、成本较高的缺点,以及能够实现变极变速,该电动机能够广泛应用于电动阀门执行机构、医疗器械、精密传动等小型低转速电动机。
发明内容
本发明的目的是克服普通爪极永磁同步电动机无固定旋转方向、启动转矩小的缺点,以及克服普通盘式有刷直流电动机有电刷和换向器的缺点,克服普通盘式永磁同步电动机无法直接启动,需要配置电动机控制器、成本较高的缺点,提供一种能够移相启动、制造工艺简单、成本低、绕组线圈数量少、电磁转矩大、电动机散热条件好、能够实现变极变速的变极变速爪极盘式磁滞同步电动机。本发明的实施方案如下:
所述电动机包括转子部件、定子部件一、定子部件二。转子部件包括转轴、挡圈三、定位销三、挡圈二、定位销二、挡圈一、定位销一、转子铁芯、磁滞盘一、磁滞盘二、键条。定子部件一包括固定支架一、轴套一、轴套二、线圈骨架一、工作绕组线圈一、磁轭环一、定子铁芯部件一、定子铁芯部件二、隔磁套一、线圈骨架二、启动绕组线圈一、磁轭环二、定子铁芯部件三、定子铁芯部件四。定子部件二包括固定支架二、轴套三、轴套四、线圈骨架三、工作绕组线圈二、磁轭环三、定子铁芯部件五、定子铁芯部件六、隔磁套二、线圈骨架四、启动绕组线圈二、磁轭环四、定子铁芯部件七、定子铁芯部件八。定子部件一与定子部件二沿着轴向排列,转子部件安装在定子部件一与定子部件二轴向内侧。
所述电动机有两套独立的定子绕组,定子部件一与定子部件二的定子磁极数不相同,定子部件一的工作绕组线圈一和启动绕组线圈一组成低转速定子绕组,定子部件二的工作绕组线圈二和启动绕组线圈二组成高转速定子绕组。所述电动机启动或运行时,低转速定子绕组接通交流电源,电动机处于低转速状态。所述电动机启动或运行时,高转速定子绕组接通交流电源,电动机处于高转速状态。
定子部件一的定子铁芯部件一的爪极一与定子铁芯部件二的爪极二在定子部件一轴向左侧端面沿着圆周方向一一间隔排列。爪极一轴向截面呈矩形,爪极二轴向截面呈矩形。工作绕组线圈一使若干个爪极一磁极极性与若干个爪极二磁极极性互为异性磁极。相邻爪极一与爪极二之间是三角形的磁极极间空间。相邻爪极一与爪极二的磁极极间空间有一个定子铁芯部件三的爪极三,或者,相邻爪极一与爪极二的磁极极间空间有一个定子铁芯部件四的爪极四,爪极三与爪极四的排列方式是沿着定子部件一轴向左侧端面圆周方向一一间隔排列。爪极三轴向截面呈三角形,爪极四轴向截面呈三角形。启动绕组线圈一使若干个爪极三磁极极性与若干个爪极四磁极极性互为异性磁极。工作绕组线圈一组成工作绕组一,启动绕组线圈一组成启动绕组一,移相元件采用电容器,移相元件串联在启动绕组一中。每一个爪极一或爪极二组成一个低转速状态的工作绕组定子磁极,每一个爪极三或爪极四组成一个低转速状态的启动绕组定子磁极,相邻工作绕组定子磁极与启动绕组定子磁极在空间上相差九十度电角度,工作绕组一与启动绕组一共同建立低转速状态定子旋转磁场,转子部件的磁滞盘一在定子旋转磁场中产生电磁转矩。
定子部件二的定子铁芯部件五的爪极五与定子铁芯部件六的爪极六在定子部件二轴向右侧端面沿着圆周方向一一间隔排列。爪极五轴向截面呈矩形,爪极六轴向截面呈矩形。工作绕组线圈二使若干个爪极五磁极极性与若干个爪极六磁极极性互为异性磁极。相邻爪极五与爪极六之间是三角形的磁极极间空间。相邻爪极五与爪极六的磁极极间空间有一个定子铁芯部件七的爪极七,或者,相邻爪极五与爪极六的磁极极间空间有一个定子铁芯部件八的爪极八,爪极七与爪极八的排列方式是沿着定子部件二轴向右侧端面圆周方向一一间隔排列。爪极七轴向截面呈三角形,爪极八轴向截面呈三角形。启动绕组线圈二使若干个爪极七磁极极性与若干个爪极八磁极极性互为异性磁极。工作绕组线圈二组成工作绕组二,启动绕组线圈二组成启动绕组二,移相元件采用电容器,移相元件串联在启动绕组二中。每一个爪极五或爪极六组成一个高转速状态的工作绕组定子磁极,每一个爪极七或爪极八组成一个高转速状态的启动绕组定子磁极,相邻工作绕组定子磁极与启动绕组定子磁极在空间上相差九十度电角度,工作绕组二与启动绕组二共同建立高转速状态定子旋转磁场,转子部件的磁滞盘二在定子旋转磁场中产生电磁转矩。
转轴呈圆柱形,转轴径向外侧中间是定位轴肩,定位轴肩两端分别是轴段一、轴段二,轴段一中间位置有径向的销孔一,轴段二从中间位置向外侧一端依次排列有径向的销孔二、销孔三,轴段二靠近定位轴肩一端的径向外表面有键槽。挡圈一呈环形,挡圈一轴向端面中间是挡圈轴孔一,挡圈一有径向的挡圈销孔一。挡圈二呈环形,挡圈二轴向端面中间是挡圈轴孔二,挡圈二有径向的挡圈销孔二。挡圈三呈环形,挡圈三轴向端面中间是挡圈轴孔三,挡圈三有径向的挡圈销孔三。定位销一呈圆柱形,定位销二呈圆柱形,定位销三呈圆柱形。
转子铁芯呈圆盘形,转子铁芯轴向端面中间是铁芯轴孔,铁芯轴孔有铁芯键槽。转子铁芯两个轴向端面分别是转子铁芯端面一、转子铁芯端面二,转子铁芯端面一径向内侧是铁芯定位凹槽一,转子铁芯端面一径向外侧是铁芯定位环一。转子铁芯端面二径向内侧是铁芯定位凹槽二,转子铁芯端面二径向外侧是铁芯定位环二。
磁滞盘一呈圆盘形,磁滞盘一轴向端面中间是磁滞盘中心孔。磁滞盘一的材质是磁滞材料。磁滞盘一安装在转子铁芯的铁芯定位环一径向内侧的铁芯定位凹槽一的端面。磁滞盘二呈圆盘形,磁滞盘二轴向端面中间是磁滞盘中心孔。磁滞盘二的材质是磁滞材料。磁滞盘二安装在转子铁芯的铁芯定位环二径向内侧的铁芯定位凹槽二的端面。
转子部件在装配时,把键条安装在转轴的键槽内,把转子铁芯的铁芯轴孔安装在转轴的轴段二上,并且使转子铁芯的铁芯定位凹槽一右侧端面与转轴的定位轴肩左侧端面相互接触安装在一起,使键条安装在转子铁芯的铁芯键槽内。把挡圈二的挡圈轴孔二安装在转轴的轴段二上,并且使挡圈二右侧端面与转子铁芯的铁芯定位凹槽二左侧端面相互接触安装在一起,使定位销二一端安装在挡圈二的挡圈销孔二内,使定位销二另一端安装在转轴的销孔二内。把挡圈三的挡圈轴孔三安装在转轴的轴段二上,并且使定位销三一端安装在挡圈三的挡圈销孔三内,使定位销三另一端安装在转轴的销孔三内。把挡圈一的挡圈轴孔一安装在转轴的轴段一上,并且使定位销一一端安装在挡圈一的挡圈销孔一内,使定位销一另一端安装在转轴的销孔一内。
轴套一呈环形。轴套二呈环形。固定支架一呈圆筒形,固定支架一两端径向内表面各有一个轴套定位槽,轴套一或者轴套二分别安装在固定支架一两端的轴套定位槽内,固定支架一的材质是非导磁材料。磁轭环一呈环形,磁轭环一一端径向内表面有一个磁轭内定位槽一,磁轭环一一端径向外表面有一个磁轭外定位槽一,磁轭内定位槽一与磁轭外定位槽一位于磁轭环一同一侧端面。磁轭环一径向外侧有两个出线槽。隔磁套一呈圆筒形,隔磁套一的材质是非导磁材料。磁轭环二呈环形,磁轭环二一端径向内表面有一个磁轭内定位槽二,磁轭环二一端径向外表面有一个磁轭外定位槽二,磁轭内定位槽二与磁轭外定位槽二位于磁轭环二同一侧端面。磁轭环二径向外侧有两个出线槽。轴套一、轴套二、固定支架一、磁轭环一、隔磁套一、磁轭环二组成固定支架部件一,固定支架部件一在装配时,磁轭环一径向内表面安装在固定支架一径向外表面,隔磁套一一端径向内表面安装在磁轭环一径向外表面,磁轭环二径向内表面安装在隔磁套一一端径向外表面。磁轭环一、磁轭环二、轴套一位于固定支架一同一侧端面。
环形磁轭一轴向一端均布若干个柱形磁轭一,柱形磁轭一沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭一之间是磁轭隔磁槽。柱形磁轭一呈L形截面的一端与环形磁轭一轴向端面连接在一起,柱形磁轭一呈L形截面的另一端位于环形磁轭一径向外侧。爪极一轴向截面呈矩形,若干个爪极一焊接在柱形磁轭一轴向端面,若干个爪极一、若干个柱形磁轭一和一个环形磁轭一组成定子铁芯部件一。爪极一与柱形磁轭一焊接位置位于爪极一径向内侧一端的轴向端面。定子部件一在装配时,定子铁芯部件一的远离柱形磁轭一的环形磁轭一轴向一端安装在固定支架部件一的磁轭环一的磁轭内定位槽一内。
环形磁轭二轴向一端均布若干个柱形磁轭二,柱形磁轭二沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭二之间是磁轭隔磁槽。柱形磁轭二呈L形截面的一端与环形磁轭二轴向端面连接在一起,柱形磁轭二呈L形截面的另一端位于环形磁轭二径向内侧。爪极二轴向截面呈矩形,若干个爪极二焊接在柱形磁轭二轴向端面,若干个爪极二、若干个柱形磁轭二和一个环形磁轭二组成定子铁芯部件二。爪极二与柱形磁轭二焊接位置位于爪极二径向中间位置至径向内侧一端的轴向端面。定子部件一在装配时,定子铁芯部件二的远离柱形磁轭二的环形磁轭二轴向一端安装在固定支架部件一的磁轭环一的磁轭外定位槽一内。
环形磁轭三轴向一端均布若干个柱形磁轭三,柱形磁轭三沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭三之间是磁轭隔磁槽。柱形磁轭三呈L形截面的一端与环形磁轭三轴向端面连接在一起,柱形磁轭三呈L形截面的另一端位于环形磁轭三径向外侧。爪极三轴向截面呈三角形,若干个爪极三焊接在柱形磁轭三轴向端面,若干个爪极三、若干个柱形磁轭三和一个环形磁轭三组成定子铁芯部件三。爪极三与柱形磁轭三焊接位置位于爪极三径向外侧一端的轴向端面。定子部件一在装配时,定子铁芯部件三的远离柱形磁轭三的环形磁轭三轴向一端安装在固定支架部件一的磁轭环二的磁轭内定位槽二内。
环形磁轭四轴向一端均布若干个柱形磁轭四,柱形磁轭四沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭四之间是磁轭隔磁槽。柱形磁轭四呈L形截面的一端与环形磁轭四轴向端面连接在一起,柱形磁轭四呈L形截面的另一端位于环形磁轭四径向内侧。爪极四轴向截面呈三角形,若干个爪极四焊接在柱形磁轭四轴向端面,若干个爪极四、若干个柱形磁轭四和一个环形磁轭四组成定子铁芯部件四。爪极四与柱形磁轭四焊接位置位于爪极四径向外侧一端的轴向端面。定子部件一在装配时,定子铁芯部件四的远离柱形磁轭四的环形磁轭四轴向一端安装在固定支架部件一的磁轭环二的磁轭外定位槽二内。
线圈骨架一径向中间是骨架中心孔一,线圈骨架一外表面有一个骨架线槽,工作绕组线圈一安装在线圈骨架一的骨架线槽内组成工作绕组部件一。定子部件一在装配时,线圈骨架一的骨架中心孔一安装在定子铁芯部件一的环形磁轭一径向外表面,使工作绕组部件一位于定子铁芯部件一的环形磁轭一与定子铁芯部件二的环形磁轭二之间。
线圈骨架二径向中间是骨架中心孔二,线圈骨架二外表面有一个骨架线槽,启动绕组线圈一安装在线圈骨架二的骨架线槽内组成启动绕组部件一。定子部件一在装配时,线圈骨架二的骨架中心孔二安装在定子铁芯部件三的环形磁轭三径向外表面,使启动绕组部件一位于定子铁芯部件三的环形磁轭三与定子铁芯部件四的环形磁轭四之间。
定子部件一装配后,工作绕组线圈一的两根线圈接线分别穿过磁轭环一的出线槽,启动绕组线圈一的两根线圈接线分别穿过磁轭环二的出线槽。若干个爪极一、爪极三、爪极二、爪极四在定子部件一轴向左侧端面沿着顺时针或者逆时针方向依次排列。相邻两个爪极之间的圆周方向间隙是爪极隔磁间隙。爪极一、爪极三、爪极二、爪极四分别与环形磁轭一、环形磁轭二、环形磁轭三、环形磁轭四的磁轭隔磁槽之间的轴向间隙是槽间隔磁间隙。
轴套三呈环形。轴套四呈环形。固定支架二呈圆筒形,固定支架二两端径向内表面各有一个轴套定位槽,轴套三或者轴套四分别安装在固定支架二两端的轴套定位槽内,固定支架二的材质是非导磁材料。磁轭环三呈环形,磁轭环三一端径向内表面有一个磁轭内定位槽三,磁轭环三一端径向外表面有一个磁轭外定位槽三,磁轭内定位槽三与磁轭外定位槽三位于磁轭环三同一侧端面。磁轭环三径向外侧有两个出线槽。隔磁套二呈圆筒形,隔磁套二的材质是非导磁材料。磁轭环四呈环形,磁轭环四一端径向内表面有一个磁轭内定位槽四,磁轭环四一端径向外表面有一个磁轭外定位槽四,磁轭内定位槽四与磁轭外定位槽四位于磁轭环四同一侧端面。磁轭环四径向外侧有两个出线槽。轴套三、轴套四、固定支架二、磁轭环三、隔磁套二、磁轭环四组成固定支架部件二,固定支架部件二在装配时,磁轭环三径向内表面安装在固定支架二径向外表面,隔磁套二一端径向内表面安装在磁轭环三径向外表面,磁轭环四径向内表面安装在隔磁套二一端径向外表面。磁轭环三、磁轭环四、轴套四位于固定支架二同一侧端面。
环形磁轭五轴向一端均布若干个柱形磁轭五,柱形磁轭五沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭五之间是磁轭隔磁槽。柱形磁轭五呈L形截面的一端与环形磁轭五轴向端面连接在一起,柱形磁轭五呈L形截面的另一端位于环形磁轭五径向外侧。爪极五轴向截面呈矩形,若干个爪极五焊接在柱形磁轭五轴向端面,若干个爪极五、若干个柱形磁轭五和一个环形磁轭五组成定子铁芯部件五。爪极五与柱形磁轭五焊接位置位于爪极五径向内侧一端的轴向端面。定子部件二在装配时,定子铁芯部件五的远离柱形磁轭五的环形磁轭五轴向一端安装在固定支架部件二的磁轭环三的磁轭内定位槽三内。
环形磁轭六轴向一端均布若干个柱形磁轭六,柱形磁轭六沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭六之间是磁轭隔磁槽。柱形磁轭六呈L形截面的一端与环形磁轭六轴向端面连接在一起,柱形磁轭六呈L形截面的另一端位于环形磁轭六径向内侧。爪极六轴向截面呈矩形,若干个爪极六焊接在柱形磁轭六轴向端面,若干个爪极六、若干个柱形磁轭六和一个环形磁轭六组成定子铁芯部件六。爪极六与柱形磁轭六焊接位置位于爪极六径向中间位置至径向内侧一端的轴向端面。定子部件二在装配时,定子铁芯部件六的远离柱形磁轭六的环形磁轭六轴向一端安装在固定支架部件二的磁轭环三的磁轭外定位槽三内。
环形磁轭七轴向一端均布若干个柱形磁轭七,柱形磁轭七沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭七之间是磁轭隔磁槽。柱形磁轭七呈L形截面的一端与环形磁轭七轴向端面连接在一起,柱形磁轭七呈L形截面的另一端位于环形磁轭七径向外侧。爪极七轴向截面呈三角形,若干个爪极七焊接在柱形磁轭七轴向端面,若干个爪极七、若干个柱形磁轭七和一个环形磁轭七组成定子铁芯部件七。爪极七与柱形磁轭七焊接位置位于爪极七径向外侧一端的轴向端面。定子部件二在装配时,定子铁芯部件七的远离柱形磁轭七的环形磁轭七轴向一端安装在固定支架部件二的磁轭环四的磁轭内定位槽四内。
环形磁轭八轴向一端均布若干个柱形磁轭八,柱形磁轭八沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭八之间是磁轭隔磁槽。柱形磁轭八呈L形截面的一端与环形磁轭八轴向端面连接在一起,柱形磁轭八呈L形截面的另一端位于环形磁轭八径向内侧。爪极八轴向截面呈三角形,若干个爪极八焊接在柱形磁轭八轴向端面,若干个爪极八、若干个柱形磁轭八和一个环形磁轭八组成定子铁芯部件八。爪极八与柱形磁轭八焊接位置位于爪极八径向外侧一端的轴向端面。定子部件二在装配时,定子铁芯部件八的远离柱形磁轭八的环形磁轭八轴向一端安装在固定支架部件二的磁轭环四的磁轭外定位槽四内。
线圈骨架三径向中间是骨架中心孔三,线圈骨架三外表面有一个骨架线槽,工作绕组线圈二安装在线圈骨架三的骨架线槽内组成工作绕组部件二。定子部件二在装配时,线圈骨架三的骨架中心孔三安装在定子铁芯部件五的环形磁轭五径向外表面,使工作绕组部件二位于定子铁芯部件五的环形磁轭五与定子铁芯部件六的环形磁轭六之间。
线圈骨架四径向中间是骨架中心孔四,线圈骨架四外表面有一个骨架线槽,启动绕组线圈二安装在线圈骨架四的骨架线槽内组成启动绕组部件二。定子部件二在装配时,线圈骨架四的骨架中心孔四安装在定子铁芯部件七的环形磁轭七径向外表面,使启动绕组部件二位于定子铁芯部件七的环形磁轭七与定子铁芯部件八的环形磁轭八之间。
定子部件二装配后,工作绕组线圈二的两根线圈接线分别穿过磁轭环三的出线槽,启动绕组线圈二的两根线圈接线分别穿过磁轭环四的出线槽。若干个爪极五、爪极七、爪极六、爪极八在定子部件二轴向右侧端面沿着顺时针或者逆时针方向依次排列。相邻两个爪极之间的圆周方向间隙是爪极隔磁间隙。爪极五、爪极七、爪极六、爪极八分别与环形磁轭五、环形磁轭六、环形磁轭七、环形磁轭八的磁轭隔磁槽之间的轴向间隙是槽间隔磁间隙。
所述电动机在装配时,使转子部件的转轴的轴段一安装在定子部件一的轴套一和轴套二径向内侧,并且使转轴的定位轴肩右侧端面与轴套二左侧端面相互接触安装在一起,使转子部件的挡圈一左侧端面与轴套一右侧端面相互接触安装在一起。使转子部件的转轴的轴段二安装在定子部件二的轴套三和轴套四径向内侧,并且使转子部件的挡圈二左侧端面与轴套三右侧端面相互接触安装在一起,使转子部件的挡圈三右侧端面与轴套四左侧端面相互接触安装在一起。转子部件的磁滞盘一与定子部件一的爪极一、爪极二、爪极三、爪极四之间的轴向间隙是电动机气隙一。转子部件的磁滞盘二与定子部件二的爪极五、爪极六、爪极七、爪极八之间的轴向间隙是电动机气隙二。
所述电动机的工作过程是:
所述电动机处于低转速状态启动或运行时的某一时刻,工作绕组线圈一接通交流电源,工作绕组一磁场磁力线路径从工作绕组线圈一的N极出发,磁力线依次穿过定子铁芯部件一的环形磁轭一、固定支架部件一的磁轭环一、定子铁芯部件二的环形磁轭二、柱形磁轭二、爪极二,工作绕组线圈一使若干个爪极二呈现N极磁极极性,磁力线依次穿过电动机气隙一、磁滞盘一进入转子铁芯内,磁力线在转子铁芯内沿着圆周方向旋转一定角度,磁力线再次穿过磁滞盘一、电动机气隙一进入定子铁芯部件一的爪极一,工作绕组线圈一使若干个爪极一呈现S极磁极极性,磁力线依次穿过定子铁芯部件一的爪极一、柱形磁轭一、环形磁轭一,磁力线回到工作绕组线圈一的S极,形成闭合回路。
与此同时,启动绕组线圈一接通交流电源,启动绕组一磁场磁力线路径从启动绕组线圈一的n极出发,磁力线依次穿过定子铁芯部件三的环形磁轭三、固定支架部件一的磁轭环二、定子铁芯部件四的环形磁轭四、柱形磁轭四、爪极四,启动绕组线圈一使若干个爪极四呈现n极磁极极性,磁力线依次穿过电动机气隙一、磁滞盘一进入转子铁芯内,磁力线在转子铁芯内沿着圆周方向旋转一定角度,磁力线再次穿过磁滞盘一、电动机气隙一进入定子铁芯部件三的爪极三,启动绕组线圈一使若干个爪极三呈现s极磁极极性,磁力线依次穿过定子铁芯部件三的爪极三、柱形磁轭三、环形磁轭三,磁力线回到启动绕组线圈一的s极,形成闭合回路。
所述电动机处于低转速状态启动或运行时的某一时刻,工作绕组线圈一使若干个爪极二呈现N极磁极极性,并且使若干个爪极一呈现S极磁极极性。启动绕组线圈一使若干个爪极四呈现n极磁极极性,并且使若干个爪极三呈现s极磁极极性。爪极二、爪极一分别与爪极四、爪极三磁极极性一一对应,并且在空间上相差九十度电角度,启动绕组一与工作绕组一电流相位相差九十度,启动绕组一与工作绕组一共同作用产生定子旋转磁场,转子部件的磁滞盘一在定子旋转磁场中产生电磁转矩,使电动机转子部件沿着定子磁场旋转方向旋转。
所述电动机处于高转速状态启动或运行时的某一时刻,工作绕组线圈二接通交流电源,工作绕组二磁场磁力线路径从工作绕组线圈二的N极出发,磁力线依次穿过定子铁芯部件五的环形磁轭五、固定支架部件二的磁轭环三、定子铁芯部件六的环形磁轭六、柱形磁轭六、爪极六,工作绕组线圈二使若干个爪极六呈现N极磁极极性,磁力线依次穿过电动机气隙二、磁滞盘二进入转子铁芯内,磁力线在转子铁芯内沿着圆周方向旋转一定角度,磁力线再次穿过磁滞盘二、电动机气隙二进入定子铁芯部件五的爪极五,工作绕组线圈二使若干个爪极五呈现S极磁极极性,磁力线依次穿过定子铁芯部件五的爪极五、柱形磁轭五、环形磁轭五,磁力线回到工作绕组线圈二的S极,形成闭合回路。
与此同时,启动绕组线圈二接通交流电源,启动绕组二磁场磁力线路径从启动绕组线圈二的n极出发,磁力线依次穿过定子铁芯部件七的环形磁轭七、固定支架部件二的磁轭环四、定子铁芯部件八的环形磁轭八、柱形磁轭八、爪极八,启动绕组线圈二使若干个爪极八呈现n极磁极极性,磁力线依次穿过电动机气隙二、磁滞盘二进入转子铁芯内,磁力线在转子铁芯内沿着圆周方向旋转一定角度,磁力线再次穿过磁滞盘二、电动机气隙二进入定子铁芯部件七的爪极七,启动绕组线圈二使若干个爪极七呈现s极磁极极性,磁力线依次穿过定子铁芯部件七的爪极七、柱形磁轭七、环形磁轭七,磁力线回到启动绕组线圈二的s极,形成闭合回路。
所述电动机处于高转速状态启动或运行时的某一时刻,工作绕组线圈二使若干个爪极六呈现N极磁极极性,并且使若干个爪极五呈现S极磁极极性。启动绕组线圈二使若干个爪极八呈现n极磁极极性,并且使若干个爪极七呈现s极磁极极性。爪极六、爪极五分别与爪极八、爪极七磁极极性一一对应,并且在空间上相差九十度电角度,启动绕组二与工作绕组二电流相位相差九十度,启动绕组二与工作绕组二共同作用产生定子旋转磁场,转子部件的磁滞盘二在定子旋转磁场中产生电磁转矩,使电动机转子部件沿着定子磁场旋转方向旋转。
所述电动机采用爪极磁极、轴向电动机气隙,采用电容器移相启动,具备固定旋转方向,能够实现变极变速。所述电动机有两套独立的定子绕组,共四个绕组线圈。所述电动机具备爪极电动机在磁极数多时拥有制造工艺简单、成本低、绕组线圈数量少的优势,以及盘式电动机的电磁转矩大、电动机散热条件好的优势,并且克服普通爪极永磁同步电动机无固定旋转方向、启动转矩小的缺点,以及克服普通盘式有刷直流电动机有电刷和换向器的缺点,克服普通盘式永磁同步电动机无法直接启动,需要配置电动机控制器、成本较高的缺点,该电动机能够广泛应用于电动阀门执行机构、医疗器械、精密传动等小型低转速电动机。
附图说明
图1是所述电动机的轴测剖视图。
图2是转子部件的轴测剖视图。
图3是转子铁芯的轴测图。
图4是磁滞盘一或者磁滞盘二的轴测图。
图5是转轴的轴测图。
图6是挡圈二的轴测图。
图7是挡圈一或者挡圈三的轴测图。
图8是定子部件一的轴测剖视图。
图9是固定支架部件一的轴测剖视图。
图10是定子铁芯部件一的轴测图。图中隐藏一个爪极一。
图11是定子铁芯部件二的轴测图。图中隐藏一个爪极二。
图12是定子铁芯部件三的轴测图。图中隐藏一个爪极三。
图13是定子铁芯部件四的轴测图。图中隐藏一个爪极四。
图14是定子部件二的轴测剖视图。
图15是固定支架部件二的轴测剖视图。
图16是定子铁芯部件五的轴测图。图中隐藏一个爪极五。
图17是定子铁芯部件六的轴测图。图中隐藏一个爪极六。
图18是定子铁芯部件七的轴测图。图中隐藏一个爪极七。
图19是定子铁芯部件八的轴测图。图中隐藏一个爪极八。
图20是工作绕组部件一或工作绕组部件二的轴测图。
图21是启动绕组部件一或启动绕组部件二的轴测图。
图22是定子部件一磁场分布示意图。定子磁极为十二极。
图23是定子部件二磁场分布示意图。定子磁极为六极。
图24是所述电动机沿着轴线剖切的示意图。
说明书附图中大写字母N和S代表工作绕组磁场的磁极极性。小写字母n和s代表启动绕组磁场的磁极极性。
图中标注有转轴1、挡圈三2、定位销三3、轴套四4、固定支架二5、定子铁芯部件五6、磁轭环三7、定子铁芯部件六8、隔磁套二9、工作绕组线圈二10、线圈骨架三11、线圈骨架一12、工作绕组线圈一13、隔磁套一14、定子铁芯部件二15、磁轭环一16、定子铁芯部件一17、固定支架一18、轴套一19、定位销一20、挡圈一21、轴套二22、定子铁芯部件三23、磁轭环二24、线圈骨架二25、启动绕组线圈一26、定子铁芯部件四27、磁滞盘一28、转子铁芯29、线圈骨架四30、启动绕组线圈二31、定子铁芯部件八32、磁轭环四33、定子铁芯部件七34、定位销二35、挡圈二36、轴套三37、键条38、出线槽39、磁轭外定位槽一40、磁轭内定位槽一41、磁轭内定位槽二42、磁轭外定位槽二43、磁轭隔磁槽44、柱形磁轭一45、爪极一46、环形磁轭一47、柱形磁轭二48、爪极二49、环形磁轭二50、柱形磁轭三51、爪极三52、环形磁轭三53、柱形磁轭四54、爪极四55、环形磁轭四56、磁轭内定位槽四57、磁轭外定位槽四58、磁轭内定位槽三59、磁轭外定位槽三60、爪极五61、柱形磁轭五62、环形磁轭五63、爪极六64、柱形磁轭六65、环形磁轭六66、爪极七67、柱形磁轭七68、环形磁轭七69、爪极八70、柱形磁轭八71、环形磁轭八72、骨架中心孔一73、骨架中心孔二74、爪极隔磁间隙75、定子磁场旋转方向76、轴段二77、销孔三78、销孔二79、键槽80、定位轴肩81、销孔一82、轴段一83、挡圈轴孔二84、挡圈销孔二85、挡圈轴孔一86、挡圈销孔一87、铁芯定位环二88、铁芯键槽89、铁芯轴孔90、铁芯定位凹槽二91、铁芯定位环一92、磁滞盘中心孔93、磁滞盘二94。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步叙述。
参照图1、图2、图8、图14、图24,所述电动机包括转子部件、定子部件一、定子部件二。转子部件包括转轴1、挡圈三2、定位销三3、挡圈二36、定位销二35、挡圈一21、定位销一20、转子铁芯29、磁滞盘一28、磁滞盘二94、键条38。定子部件一包括固定支架一18、轴套一19、轴套二22、线圈骨架一12、工作绕组线圈一13、磁轭环一16、定子铁芯部件一17、定子铁芯部件二15、隔磁套一14、线圈骨架二25、启动绕组线圈一26、磁轭环二24、定子铁芯部件三23、定子铁芯部件四27。定子部件二包括固定支架二5、轴套三37、轴套四4、线圈骨架三11、工作绕组线圈二10、磁轭环三7、定子铁芯部件五6、定子铁芯部件六8、隔磁套二9、线圈骨架四30、启动绕组线圈二31、磁轭环四33、定子铁芯部件七34、定子铁芯部件八32。定子部件一与定子部件二沿着轴向排列,转子部件安装在定子部件一与定子部件二轴向内侧。
所述电动机有两套独立的定子绕组,定子部件一与定子部件二的定子磁极数不相同,定子部件一的工作绕组线圈一13和启动绕组线圈一26组成低转速定子绕组,定子部件二的工作绕组线圈二10和启动绕组线圈二31组成高转速定子绕组。所述电动机启动或运行时,低转速定子绕组接通交流电源,电动机处于低转速状态。所述电动机启动或运行时,高转速定子绕组接通交流电源,电动机处于高转速状态。
定子部件一的定子铁芯部件一17的爪极一46与定子铁芯部件二15的爪极二49在定子部件一轴向左侧端面沿着圆周方向一一间隔排列。爪极一46轴向截面呈矩形,爪极二49轴向截面呈矩形。工作绕组线圈一13使若干个爪极一46磁极极性与若干个爪极二49磁极极性互为异性磁极。相邻爪极一46与爪极二49之间是三角形的磁极极间空间。相邻爪极一46与爪极二49的磁极极间空间有一个定子铁芯部件三23的爪极三52,或者,相邻爪极一46与爪极二49的磁极极间空间有一个定子铁芯部件四27的爪极四55,爪极三52与爪极四55的排列方式是沿着定子部件一轴向左侧端面圆周方向一一间隔排列。爪极三52轴向截面呈三角形,爪极四55轴向截面呈三角形。启动绕组线圈一26使若干个爪极三52磁极极性与若干个爪极四55磁极极性互为异性磁极。工作绕组线圈一13组成工作绕组一,启动绕组线圈一26组成启动绕组一,移相元件采用电容器,移相元件串联在启动绕组一中。每一个爪极一46或爪极二49组成一个低转速状态的工作绕组定子磁极,每一个爪极三52或爪极四55组成一个低转速状态的启动绕组定子磁极,相邻工作绕组定子磁极与启动绕组定子磁极在空间上相差九十度电角度,工作绕组一与启动绕组一共同建立低转速状态定子旋转磁场,转子部件的磁滞盘一28在定子旋转磁场中产生电磁转矩。
定子部件二的定子铁芯部件五6的爪极五61与定子铁芯部件六8的爪极六64在定子部件二轴向右侧端面沿着圆周方向一一间隔排列。爪极五61轴向截面呈矩形,爪极六64轴向截面呈矩形。工作绕组线圈二10使若干个爪极五61磁极极性与若干个爪极六64磁极极性互为异性磁极。相邻爪极五61与爪极六64之间是三角形的磁极极间空间。相邻爪极五61与爪极六64的磁极极间空间有一个定子铁芯部件七34的爪极七67,或者,相邻爪极五61与爪极六64的磁极极间空间有一个定子铁芯部件八32的爪极八70,爪极七67与爪极八70的排列方式是沿着定子部件二轴向右侧端面圆周方向一一间隔排列。爪极七67轴向截面呈三角形,爪极八70轴向截面呈三角形。启动绕组线圈二31使若干个爪极七67磁极极性与若干个爪极八70磁极极性互为异性磁极。工作绕组线圈二10组成工作绕组二,启动绕组线圈二31组成启动绕组二,移相元件采用电容器,移相元件串联在启动绕组二中。每一个爪极五61或爪极六64组成一个高转速状态的工作绕组定子磁极,每一个爪极七67或爪极八70组成一个高转速状态的启动绕组定子磁极,相邻工作绕组定子磁极与启动绕组定子磁极在空间上相差九十度电角度,工作绕组二与启动绕组二共同建立高转速状态定子旋转磁场,转子部件的磁滞盘二94在定子旋转磁场中产生电磁转矩。
参照图1至图21,转轴1呈圆柱形,转轴1径向外侧中间是定位轴肩81,定位轴肩81两端分别是轴段一83、轴段二77,轴段一83中间位置有径向的销孔一82,轴段二77从中间位置向外侧一端依次排列有径向的销孔二79、销孔三78,轴段二77靠近定位轴肩81一端的径向外表面有键槽80。挡圈一21呈环形,挡圈一21轴向端面中间是挡圈轴孔一86,挡圈一21有径向的挡圈销孔一87。挡圈二36呈环形,挡圈二36轴向端面中间是挡圈轴孔二84,挡圈二36有径向的挡圈销孔二85。挡圈三2呈环形,挡圈三2轴向端面中间是挡圈轴孔三,挡圈三2有径向的挡圈销孔三。定位销一20呈圆柱形,定位销二35呈圆柱形,定位销三3呈圆柱形。
转子铁芯29呈圆盘形,转子铁芯29轴向端面中间是铁芯轴孔90,铁芯轴孔90有铁芯键槽89。转子铁芯29两个轴向端面分别是转子铁芯端面一、转子铁芯端面二,转子铁芯端面一径向内侧是铁芯定位凹槽一,转子铁芯端面一径向外侧是铁芯定位环一92。转子铁芯端面二径向内侧是铁芯定位凹槽二91,转子铁芯端面二径向外侧是铁芯定位环二88。
磁滞盘一28呈圆盘形,磁滞盘一28轴向端面中间是磁滞盘中心孔93。磁滞盘一28的材质是磁滞材料。磁滞盘一28安装在转子铁芯29的铁芯定位环一92径向内侧的铁芯定位凹槽一的端面。磁滞盘二94呈圆盘形,磁滞盘二94轴向端面中间是磁滞盘中心孔93。磁滞盘二94的材质是磁滞材料。磁滞盘二94安装在转子铁芯29的铁芯定位环二88径向内侧的铁芯定位凹槽二91的端面。
转子部件在装配时,把键条38安装在转轴1的键槽80内,把转子铁芯29的铁芯轴孔90安装在转轴1的轴段二77上,并且使转子铁芯29的铁芯定位凹槽一右侧端面与转轴1的定位轴肩81左侧端面相互接触安装在一起,使键条38安装在转子铁芯29的铁芯键槽89内。把挡圈二36的挡圈轴孔二84安装在转轴1的轴段二77上,并且使挡圈二36右侧端面与转子铁芯29的铁芯定位凹槽二91左侧端面相互接触安装在一起,使定位销二35一端安装在挡圈二36的挡圈销孔二85内,使定位销二35另一端安装在转轴1的销孔二79内。把挡圈三2的挡圈轴孔三安装在转轴1的轴段二77上,并且使定位销三3一端安装在挡圈三2的挡圈销孔三内,使定位销三3另一端安装在转轴1的销孔三78内。把挡圈一21的挡圈轴孔一86安装在转轴1的轴段一83上,并且使定位销一20一端安装在挡圈一21的挡圈销孔一87内,使定位销一20另一端安装在转轴1的销孔一82内。
轴套一19呈环形。轴套二22呈环形。固定支架一18呈圆筒形,固定支架一18两端径向内表面各有一个轴套定位槽,轴套一19或者轴套二22分别安装在固定支架一18两端的轴套定位槽内,固定支架一18的材质是非导磁材料。磁轭环一16呈环形,磁轭环一16一端径向内表面有一个磁轭内定位槽一41,磁轭环一16一端径向外表面有一个磁轭外定位槽一40,磁轭内定位槽一41与磁轭外定位槽一40位于磁轭环一16同一侧端面。磁轭环一16径向外侧有两个出线槽39。隔磁套一14呈圆筒形,隔磁套一14的材质是非导磁材料。磁轭环二24呈环形,磁轭环二24一端径向内表面有一个磁轭内定位槽二42,磁轭环二24一端径向外表面有一个磁轭外定位槽二43,磁轭内定位槽二42与磁轭外定位槽二43位于磁轭环二24同一侧端面。磁轭环二24径向外侧有两个出线槽39。轴套一19、轴套二22、固定支架一18、磁轭环一16、隔磁套一14、磁轭环二24组成固定支架部件一,固定支架部件一在装配时,磁轭环一16径向内表面安装在固定支架一18径向外表面,隔磁套一14一端径向内表面安装在磁轭环一16径向外表面,磁轭环二24径向内表面安装在隔磁套一14一端径向外表面。磁轭环一16、磁轭环二24、轴套一19位于固定支架一18同一侧端面。
环形磁轭一47轴向一端均布若干个柱形磁轭一45,柱形磁轭一45沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭一45之间是磁轭隔磁槽44。柱形磁轭一45呈L形截面的一端与环形磁轭一47轴向端面连接在一起,柱形磁轭一45呈L形截面的另一端位于环形磁轭一47径向外侧。爪极一46轴向截面呈矩形,若干个爪极一46焊接在柱形磁轭一45轴向端面,若干个爪极一46、若干个柱形磁轭一45和一个环形磁轭一47组成定子铁芯部件一17。爪极一46与柱形磁轭一45焊接位置位于爪极一46径向内侧一端的轴向端面。定子部件一在装配时,定子铁芯部件一17的远离柱形磁轭一45的环形磁轭一47轴向一端安装在固定支架部件一的磁轭环一16的磁轭内定位槽一41内。
环形磁轭二50轴向一端均布若干个柱形磁轭二48,柱形磁轭二48沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭二48之间是磁轭隔磁槽44。柱形磁轭二48呈L形截面的一端与环形磁轭二50轴向端面连接在一起,柱形磁轭二48呈L形截面的另一端位于环形磁轭二50径向内侧。爪极二49轴向截面呈矩形,若干个爪极二49焊接在柱形磁轭二48轴向端面,若干个爪极二49、若干个柱形磁轭二48和一个环形磁轭二50组成定子铁芯部件二15。爪极二49与柱形磁轭二48焊接位置位于爪极二49径向中间位置至径向内侧一端的轴向端面。定子部件一在装配时,定子铁芯部件二15的远离柱形磁轭二48的环形磁轭二50轴向一端安装在固定支架部件一的磁轭环一16的磁轭外定位槽一40内。
环形磁轭三53轴向一端均布若干个柱形磁轭三51,柱形磁轭三51沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭三51之间是磁轭隔磁槽44。柱形磁轭三51呈L形截面的一端与环形磁轭三53轴向端面连接在一起,柱形磁轭三51呈L形截面的另一端位于环形磁轭三53径向外侧。爪极三52轴向截面呈三角形,若干个爪极三52焊接在柱形磁轭三51轴向端面,若干个爪极三52、若干个柱形磁轭三51和一个环形磁轭三53组成定子铁芯部件三23。爪极三52与柱形磁轭三51焊接位置位于爪极三52径向外侧一端的轴向端面。定子部件一在装配时,定子铁芯部件三23的远离柱形磁轭三51的环形磁轭三53轴向一端安装在固定支架部件一的磁轭环二24的磁轭内定位槽二42内。
环形磁轭四56轴向一端均布若干个柱形磁轭四54,柱形磁轭四54沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭四54之间是磁轭隔磁槽44。柱形磁轭四54呈L形截面的一端与环形磁轭四56轴向端面连接在一起,柱形磁轭四54呈L形截面的另一端位于环形磁轭四56径向内侧。爪极四55轴向截面呈三角形,若干个爪极四55焊接在柱形磁轭四54轴向端面,若干个爪极四55、若干个柱形磁轭四54和一个环形磁轭四56组成定子铁芯部件四27。爪极四55与柱形磁轭四54焊接位置位于爪极四55径向外侧一端的轴向端面。定子部件一在装配时,定子铁芯部件四27的远离柱形磁轭四54的环形磁轭四56轴向一端安装在固定支架部件一的磁轭环二24的磁轭外定位槽二43内。
线圈骨架一12径向中间是骨架中心孔一73,线圈骨架一12外表面有一个骨架线槽,工作绕组线圈一13安装在线圈骨架一12的骨架线槽内组成工作绕组部件一。定子部件一在装配时,线圈骨架一12的骨架中心孔一73安装在定子铁芯部件一17的环形磁轭一47径向外表面,使工作绕组部件一位于定子铁芯部件一17的环形磁轭一47与定子铁芯部件二15的环形磁轭二50之间。
线圈骨架二25径向中间是骨架中心孔二74,线圈骨架二25外表面有一个骨架线槽,启动绕组线圈一26安装在线圈骨架二25的骨架线槽内组成启动绕组部件一。定子部件一在装配时,线圈骨架二25的骨架中心孔二74安装在定子铁芯部件三23的环形磁轭三53径向外表面,使启动绕组部件一位于定子铁芯部件三23的环形磁轭三53与定子铁芯部件四27的环形磁轭四56之间。
定子部件一装配后,工作绕组线圈一13的两根线圈接线分别穿过磁轭环一16的出线槽39,启动绕组线圈一26的两根线圈接线分别穿过磁轭环二24的出线槽39。若干个爪极一46、爪极三52、爪极二49、爪极四55在定子部件一轴向左侧端面沿着顺时针或者逆时针方向依次排列。相邻两个爪极之间的圆周方向间隙是爪极隔磁间隙75。爪极一46、爪极三52、爪极二49、爪极四55分别与环形磁轭一47、环形磁轭二50、环形磁轭三53、环形磁轭四56的磁轭隔磁槽44之间的轴向间隙是槽间隔磁间隙。
轴套三37呈环形。轴套四4呈环形。固定支架二5呈圆筒形,固定支架二5两端径向内表面各有一个轴套定位槽,轴套三37或者轴套四4分别安装在固定支架二5两端的轴套定位槽内,固定支架二5的材质是非导磁材料。磁轭环三7呈环形,磁轭环三7一端径向内表面有一个磁轭内定位槽三59,磁轭环三7一端径向外表面有一个磁轭外定位槽三60,磁轭内定位槽三59与磁轭外定位槽三60位于磁轭环三7同一侧端面。磁轭环三7径向外侧有两个出线槽39。隔磁套二9呈圆筒形,隔磁套二9的材质是非导磁材料。磁轭环四33呈环形,磁轭环四33一端径向内表面有一个磁轭内定位槽四57,磁轭环四33一端径向外表面有一个磁轭外定位槽四58,磁轭内定位槽四57与磁轭外定位槽四58位于磁轭环四33同一侧端面。磁轭环四33径向外侧有两个出线槽39。轴套三37、轴套四4、固定支架二5、磁轭环三7、隔磁套二9、磁轭环四33组成固定支架部件二,固定支架部件二在装配时,磁轭环三7径向内表面安装在固定支架二5径向外表面,隔磁套二9一端径向内表面安装在磁轭环三7径向外表面,磁轭环四33径向内表面安装在隔磁套二9一端径向外表面。磁轭环三7、磁轭环四33、轴套四4位于固定支架二5同一侧端面。
环形磁轭五63轴向一端均布若干个柱形磁轭五62,柱形磁轭五62沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭五62之间是磁轭隔磁槽44。柱形磁轭五62呈L形截面的一端与环形磁轭五63轴向端面连接在一起,柱形磁轭五62呈L形截面的另一端位于环形磁轭五63径向外侧。爪极五61轴向截面呈矩形,若干个爪极五61焊接在柱形磁轭五62轴向端面,若干个爪极五61、若干个柱形磁轭五62和一个环形磁轭五63组成定子铁芯部件五6。爪极五61与柱形磁轭五62焊接位置位于爪极五61径向内侧一端的轴向端面。定子部件二在装配时,定子铁芯部件五6的远离柱形磁轭五62的环形磁轭五63轴向一端安装在固定支架部件二的磁轭环三7的磁轭内定位槽三59内。
环形磁轭六66轴向一端均布若干个柱形磁轭六65,柱形磁轭六65沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭六65之间是磁轭隔磁槽44。柱形磁轭六65呈L形截面的一端与环形磁轭六66轴向端面连接在一起,柱形磁轭六65呈L形截面的另一端位于环形磁轭六66径向内侧。爪极六64轴向截面呈矩形,若干个爪极六64焊接在柱形磁轭六65轴向端面,若干个爪极六64、若干个柱形磁轭六65和一个环形磁轭六66组成定子铁芯部件六8。爪极六64与柱形磁轭六65焊接位置位于爪极六64径向中间位置至径向内侧一端的轴向端面。定子部件二在装配时,定子铁芯部件六8的远离柱形磁轭六65的环形磁轭六66轴向一端安装在固定支架部件二的磁轭环三7的磁轭外定位槽三60内。
环形磁轭七69轴向一端均布若干个柱形磁轭七68,柱形磁轭七68沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭七68之间是磁轭隔磁槽44。柱形磁轭七68呈L形截面的一端与环形磁轭七69轴向端面连接在一起,柱形磁轭七68呈L形截面的另一端位于环形磁轭七69径向外侧。爪极七67轴向截面呈三角形,若干个爪极七67焊接在柱形磁轭七68轴向端面,若干个爪极七67、若干个柱形磁轭七68和一个环形磁轭七69组成定子铁芯部件七34。爪极七67与柱形磁轭七68焊接位置位于爪极七67径向外侧一端的轴向端面。定子部件二在装配时,定子铁芯部件七34的远离柱形磁轭七68的环形磁轭七69轴向一端安装在固定支架部件二的磁轭环四33的磁轭内定位槽四57内。
环形磁轭八72轴向一端均布若干个柱形磁轭八71,柱形磁轭八71沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭八71之间是磁轭隔磁槽44。柱形磁轭八71呈L形截面的一端与环形磁轭八72轴向端面连接在一起,柱形磁轭八71呈L形截面的另一端位于环形磁轭八72径向内侧。爪极八70轴向截面呈三角形,若干个爪极八70焊接在柱形磁轭八71轴向端面,若干个爪极八70、若干个柱形磁轭八71和一个环形磁轭八72组成定子铁芯部件八32。爪极八70与柱形磁轭八71焊接位置位于爪极八70径向外侧一端的轴向端面。定子部件二在装配时,定子铁芯部件八32的远离柱形磁轭八71的环形磁轭八72轴向一端安装在固定支架部件二的磁轭环四33的磁轭外定位槽四58内。
线圈骨架三11径向中间是骨架中心孔三,线圈骨架三11外表面有一个骨架线槽,工作绕组线圈二10安装在线圈骨架三11的骨架线槽内组成工作绕组部件二。定子部件二在装配时,线圈骨架三11的骨架中心孔三安装在定子铁芯部件五6的环形磁轭五63径向外表面,使工作绕组部件二位于定子铁芯部件五6的环形磁轭五63与定子铁芯部件六8的环形磁轭六66之间。
线圈骨架四30径向中间是骨架中心孔四,线圈骨架四30外表面有一个骨架线槽,启动绕组线圈二31安装在线圈骨架四30的骨架线槽内组成启动绕组部件二。定子部件二在装配时,线圈骨架四30的骨架中心孔四安装在定子铁芯部件七34的环形磁轭七69径向外表面,使启动绕组部件二位于定子铁芯部件七34的环形磁轭七69与定子铁芯部件八32的环形磁轭八72之间。
定子部件二装配后,工作绕组线圈二10的两根线圈接线分别穿过磁轭环三7的出线槽39,启动绕组线圈二31的两根线圈接线分别穿过磁轭环四33的出线槽39。若干个爪极五61、爪极七67、爪极六64、爪极八70在定子部件二轴向右侧端面沿着顺时针或者逆时针方向依次排列。相邻两个爪极之间的圆周方向间隙是爪极隔磁间隙75。爪极五61、爪极七67、爪极六64、爪极八70分别与环形磁轭五63、环形磁轭六66、环形磁轭七69、环形磁轭八72的磁轭隔磁槽44之间的轴向间隙是槽间隔磁间隙。
所述电动机在装配时,使转子部件的转轴1的轴段一83安装在定子部件一的轴套一19和轴套二22径向内侧,并且使转轴1的定位轴肩81右侧端面与轴套二22左侧端面相互接触安装在一起,使转子部件的挡圈一21左侧端面与轴套一19右侧端面相互接触安装在一起。使转子部件的转轴1的轴段二77安装在定子部件二的轴套三37和轴套四4径向内侧,并且使转子部件的挡圈二36左侧端面与轴套三37右侧端面相互接触安装在一起,使转子部件的挡圈三2右侧端面与轴套四4左侧端面相互接触安装在一起。转子部件的磁滞盘一28与定子部件一的爪极一46、爪极二49、爪极三52、爪极四55之间的轴向间隙是电动机气隙一。转子部件的磁滞盘二94与定子部件二的爪极五61、爪极六64、爪极七67、爪极八70之间的轴向间隙是电动机气隙二。
参照图22至图24,所述电动机的工作过程是:
所述电动机处于低转速状态启动或运行时的某一时刻,工作绕组线圈一13接通交流电源,工作绕组一磁场磁力线路径从工作绕组线圈一13的N极出发,磁力线依次穿过定子铁芯部件一17的环形磁轭一47、固定支架部件一的磁轭环一16、定子铁芯部件二15的环形磁轭二50、柱形磁轭二48、爪极二49,工作绕组线圈一13使若干个爪极二49呈现N极磁极极性,磁力线依次穿过电动机气隙一、磁滞盘一28进入转子铁芯29内,磁力线在转子铁芯29内沿着圆周方向旋转一定角度,磁力线再次穿过磁滞盘一28、电动机气隙一进入定子铁芯部件一17的爪极一46,工作绕组线圈一13使若干个爪极一46呈现S极磁极极性,磁力线依次穿过定子铁芯部件一17的爪极一46、柱形磁轭一45、环形磁轭一47,磁力线回到工作绕组线圈一13的S极,形成闭合回路。
与此同时,启动绕组线圈一26接通交流电源,启动绕组一磁场磁力线路径从启动绕组线圈一26的n极出发,磁力线依次穿过定子铁芯部件三23的环形磁轭三53、固定支架部件一的磁轭环二24、定子铁芯部件四27的环形磁轭四56、柱形磁轭四54、爪极四55,启动绕组线圈一26使若干个爪极四55呈现n极磁极极性,磁力线依次穿过电动机气隙一、磁滞盘一28进入转子铁芯29内,磁力线在转子铁芯29内沿着圆周方向旋转一定角度,磁力线再次穿过磁滞盘一28、电动机气隙一进入定子铁芯部件三23的爪极三52,启动绕组线圈一26使若干个爪极三52呈现s极磁极极性,磁力线依次穿过定子铁芯部件三23的爪极三52、柱形磁轭三51、环形磁轭三53,磁力线回到启动绕组线圈一26的s极,形成闭合回路。
所述电动机处于低转速状态启动或运行时的某一时刻,工作绕组线圈一13使若干个爪极二49呈现N极磁极极性,并且使若干个爪极一46呈现S极磁极极性。启动绕组线圈一26使若干个爪极四55呈现n极磁极极性,并且使若干个爪极三52呈现s极磁极极性。爪极二49、爪极一46分别与爪极四55、爪极三52磁极极性一一对应,并且在空间上相差九十度电角度,启动绕组一与工作绕组一电流相位相差九十度,启动绕组一与工作绕组一共同作用产生定子旋转磁场,转子部件的磁滞盘一28在定子旋转磁场中产生电磁转矩,使电动机转子部件沿着定子磁场旋转方向76旋转。
所述电动机处于高转速状态启动或运行时的某一时刻,工作绕组线圈二10接通交流电源,工作绕组二磁场磁力线路径从工作绕组线圈二10的N极出发,磁力线依次穿过定子铁芯部件五6的环形磁轭五63、固定支架部件二的磁轭环三7、定子铁芯部件六8的环形磁轭六66、柱形磁轭六65、爪极六64,工作绕组线圈二10使若干个爪极六64呈现N极磁极极性,磁力线依次穿过电动机气隙二、磁滞盘二94进入转子铁芯29内,磁力线在转子铁芯29内沿着圆周方向旋转一定角度,磁力线再次穿过磁滞盘二94、电动机气隙二进入定子铁芯部件五6的爪极五61,工作绕组线圈二10使若干个爪极五61呈现S极磁极极性,磁力线依次穿过定子铁芯部件五6的爪极五61、柱形磁轭五62、环形磁轭五63,磁力线回到工作绕组线圈二10的S极,形成闭合回路。
与此同时,启动绕组线圈二31接通交流电源,启动绕组二磁场磁力线路径从启动绕组线圈二31的n极出发,磁力线依次穿过定子铁芯部件七34的环形磁轭七69、固定支架部件二的磁轭环四33、定子铁芯部件八32的环形磁轭八72、柱形磁轭八71、爪极八70,启动绕组线圈二31使若干个爪极八70呈现n极磁极极性,磁力线依次穿过电动机气隙二、磁滞盘二94进入转子铁芯29内,磁力线在转子铁芯29内沿着圆周方向旋转一定角度,磁力线再次穿过磁滞盘二94、电动机气隙二进入定子铁芯部件七34的爪极七67,启动绕组线圈二31使若干个爪极七67呈现s极磁极极性,磁力线依次穿过定子铁芯部件七34的爪极七67、柱形磁轭七68、环形磁轭七69,磁力线回到启动绕组线圈二31的s极,形成闭合回路。
所述电动机处于高转速状态启动或运行时的某一时刻,工作绕组线圈二10使若干个爪极六64呈现N极磁极极性,并且使若干个爪极五61呈现S极磁极极性。启动绕组线圈二31使若干个爪极八70呈现n极磁极极性,并且使若干个爪极七67呈现s极磁极极性。爪极六64、爪极五61分别与爪极八70、爪极七67磁极极性一一对应,并且在空间上相差九十度电角度,启动绕组二与工作绕组二电流相位相差九十度,启动绕组二与工作绕组二共同作用产生定子旋转磁场,转子部件的磁滞盘二94在定子旋转磁场中产生电磁转矩,使电动机转子部件沿着定子磁场旋转方向76旋转。
所述电动机采用爪极磁极、轴向电动机气隙,采用电容器移相启动,具备固定旋转方向,能够实现变极变速。所述电动机有两套独立的定子绕组,共四个绕组线圈。所述电动机具备爪极电动机在磁极数多时拥有制造工艺简单、成本低、绕组线圈数量少的优势,以及盘式电动机的电磁转矩大、电动机散热条件好的优势,并且克服普通爪极永磁同步电动机无固定旋转方向、启动转矩小的缺点,以及克服普通盘式有刷直流电动机有电刷和换向器的缺点,克服普通盘式永磁同步电动机无法直接启动,需要配置电动机控制器、成本较高的缺点,该电动机能够广泛应用于电动阀门执行机构、医疗器械、精密传动等小型低转速电动机。
Claims (2)
1.一种变极变速爪极盘式磁滞同步电动机,其特征在于:所述电动机包括转子部件、定子部件一、定子部件二;转子部件包括转轴(1)、挡圈三(2)、定位销三(3)、挡圈二(36)、定位销二(35)、挡圈一(21)、定位销一(20)、转子铁芯(29)、磁滞盘一(28)、磁滞盘二(94)、键条(38);定子部件一包括固定支架一(18)、轴套一(19)、轴套二(22)、线圈骨架一(12)、工作绕组线圈一(13)、磁轭环一(16)、定子铁芯部件一(17)、定子铁芯部件二(15)、隔磁套一(14)、线圈骨架二(25)、启动绕组线圈一(26)、磁轭环二(24)、定子铁芯部件三(23)、定子铁芯部件四(27);定子部件二包括固定支架二(5)、轴套三(37)、轴套四(4)、线圈骨架三(11)、工作绕组线圈二(10)、磁轭环三(7)、定子铁芯部件五(6)、定子铁芯部件六(8)、隔磁套二(9)、线圈骨架四(30)、启动绕组线圈二(31)、磁轭环四(33)、定子铁芯部件七(34)、定子铁芯部件八(32);定子部件一与定子部件二沿着轴向排列,转子部件安装在定子部件一与定子部件二轴向内侧;
所述电动机有两套独立的定子绕组,定子部件一与定子部件二的定子磁极数不相同,定子部件一的工作绕组线圈一(13)和启动绕组线圈一(26)组成低转速定子绕组,定子部件二的工作绕组线圈二(10)和启动绕组线圈二(31)组成高转速定子绕组;所述电动机启动或运行时,低转速定子绕组接通交流电源,电动机处于低转速状态;所述电动机启动或运行时,高转速定子绕组接通交流电源,电动机处于高转速状态;
定子部件一的定子铁芯部件一(17)的爪极一(46)与定子铁芯部件二(15)的爪极二(49)在定子部件一轴向左侧端面沿着圆周方向一一间隔排列;爪极一(46)轴向截面呈矩形,爪极二(49)轴向截面呈矩形;工作绕组线圈一(13)使若干个爪极一(46)磁极极性与若干个爪极二(49)磁极极性互为异性磁极;相邻爪极一(46)与爪极二(49)之间是三角形的磁极极间空间;相邻爪极一(46)与爪极二(49)的磁极极间空间有一个定子铁芯部件三(23)的爪极三(52),或者,相邻爪极一(46)与爪极二(49)的磁极极间空间有一个定子铁芯部件四(27)的爪极四(55),爪极三(52)与爪极四(55)的排列方式是沿着定子部件一轴向左侧端面圆周方向一一间隔排列;爪极三(52)轴向截面呈三角形,爪极四(55)轴向截面呈三角形;启动绕组线圈一(26)使若干个爪极三(52)磁极极性与若干个爪极四(55)磁极极性互为异性磁极;工作绕组线圈一(13)组成工作绕组一,启动绕组线圈一(26)组成启动绕组一,移相元件采用电容器,移相元件串联在启动绕组一中;每一个爪极一(46)或爪极二(49)组成一个低转速状态的工作绕组定子磁极,每一个爪极三(52)或爪极四(55)组成一个低转速状态的启动绕组定子磁极,相邻工作绕组定子磁极与启动绕组定子磁极在空间上相差九十度电角度,工作绕组一与启动绕组一共同建立低转速状态定子旋转磁场,转子部件的磁滞盘一(28)在定子旋转磁场中产生电磁转矩;
定子部件二的定子铁芯部件五(6)的爪极五(61)与定子铁芯部件六(8)的爪极六(64)在定子部件二轴向右侧端面沿着圆周方向一一间隔排列;爪极五(61)轴向截面呈矩形,爪极六(64)轴向截面呈矩形;工作绕组线圈二(10)使若干个爪极五(61)磁极极性与若干个爪极六(64)磁极极性互为异性磁极;相邻爪极五(61)与爪极六(64)之间是三角形的磁极极间空间;相邻爪极五(61)与爪极六(64)的磁极极间空间有一个定子铁芯部件七(34)的爪极七(67),或者,相邻爪极五(61)与爪极六(64)的磁极极间空间有一个定子铁芯部件八(32)的爪极八(70),爪极七(67)与爪极八(70)的排列方式是沿着定子部件二轴向右侧端面圆周方向一一间隔排列;爪极七(67)轴向截面呈三角形,爪极八(70)轴向截面呈三角形;启动绕组线圈二(31)使若干个爪极七(67)磁极极性与若干个爪极八(70)磁极极性互为异性磁极;工作绕组线圈二(10)组成工作绕组二,启动绕组线圈二(31)组成启动绕组二,移相元件采用电容器,移相元件串联在启动绕组二中;每一个爪极五(61)或爪极六(64)组成一个高转速状态的工作绕组定子磁极,每一个爪极七(67)或爪极八(70)组成一个高转速状态的启动绕组定子磁极,相邻工作绕组定子磁极与启动绕组定子磁极在空间上相差九十度电角度,工作绕组二与启动绕组二共同建立高转速状态定子旋转磁场,转子部件的磁滞盘二(94)在定子旋转磁场中产生电磁转矩;
转轴(1)呈圆柱形,转轴(1)径向外侧中间是定位轴肩(81),定位轴肩(81)两端分别是轴段一(83)、轴段二(77),轴段一(83)中间位置有径向的销孔一(82),轴段二(77)从中间位置向外侧一端依次排列有径向的销孔二(79)、销孔三(78),轴段二(77)靠近定位轴肩(81)一端的径向外表面有键槽(80);挡圈一(21)呈环形,挡圈一(21)轴向端面中间是挡圈轴孔一(86),挡圈一(21)有径向的挡圈销孔一(87);挡圈二(36)呈环形,挡圈二(36)轴向端面中间是挡圈轴孔二(84),挡圈二(36)有径向的挡圈销孔二(85);挡圈三(2)呈环形,挡圈三(2)轴向端面中间是挡圈轴孔三,挡圈三(2)有径向的挡圈销孔三;定位销一(20)呈圆柱形,定位销二(35)呈圆柱形,定位销三(3)呈圆柱形;
转子铁芯(29)呈圆盘形,转子铁芯(29)轴向端面中间是铁芯轴孔(90),铁芯轴孔(90)有铁芯键槽(89);转子铁芯(29)两个轴向端面分别是转子铁芯端面一、转子铁芯端面二,转子铁芯端面一径向内侧是铁芯定位凹槽一,转子铁芯端面一径向外侧是铁芯定位环一(92);转子铁芯端面二径向内侧是铁芯定位凹槽二(91),转子铁芯端面二径向外侧是铁芯定位环二(88);
磁滞盘一(28)呈圆盘形,磁滞盘一(28)轴向端面中间是磁滞盘中心孔(93);磁滞盘一(28)的材质是磁滞材料;磁滞盘一(28)安装在转子铁芯(29)的铁芯定位环一(92)径向内侧的铁芯定位凹槽一的端面;磁滞盘二(94)呈圆盘形,磁滞盘二(94)轴向端面中间是磁滞盘中心孔(93);磁滞盘二(94)的材质是磁滞材料;磁滞盘二(94)安装在转子铁芯(29)的铁芯定位环二(88)径向内侧的铁芯定位凹槽二(91)的端面;
转子部件在装配时,把键条(38)安装在转轴(1)的键槽(80)内,把转子铁芯(29)的铁芯轴孔(90)安装在转轴(1)的轴段二(77)上,并且使转子铁芯(29)的铁芯定位凹槽一右侧端面与转轴(1)的定位轴肩(81)左侧端面相互接触安装在一起,使键条(38)安装在转子铁芯(29)的铁芯键槽(89)内;把挡圈二(36)的挡圈轴孔二(84)安装在转轴(1)的轴段二(77)上,并且使挡圈二(36)右侧端面与转子铁芯(29)的铁芯定位凹槽二(91)左侧端面相互接触安装在一起,使定位销二(35)一端安装在挡圈二(36)的挡圈销孔二(85)内,使定位销二(35)另一端安装在转轴(1)的销孔二(79)内;把挡圈三(2)的挡圈轴孔三安装在转轴(1)的轴段二(77)上,并且使定位销三(3)一端安装在挡圈三(2)的挡圈销孔三内,使定位销三(3)另一端安装在转轴(1)的销孔三(78)内;把挡圈一(21)的挡圈轴孔一(86)安装在转轴(1)的轴段一(83)上,并且使定位销一(20)一端安装在挡圈一(21)的挡圈销孔一(87)内,使定位销一(20)另一端安装在转轴(1)的销孔一(82)内;
轴套一(19)呈环形;轴套二(22)呈环形;固定支架一(18)呈圆筒形,固定支架一(18)两端径向内表面各有一个轴套定位槽,轴套一(19)或者轴套二(22)分别安装在固定支架一(18)两端的轴套定位槽内,固定支架一(18)的材质是非导磁材料;磁轭环一(16)呈环形,磁轭环一(16)一端径向内表面有一个磁轭内定位槽一(41),磁轭环一(16)一端径向外表面有一个磁轭外定位槽一(40),磁轭内定位槽一(41)与磁轭外定位槽一(40)位于磁轭环一(16)同一侧端面;磁轭环一(16)径向外侧有两个出线槽(39);隔磁套一(14)呈圆筒形,隔磁套一(14)的材质是非导磁材料;磁轭环二(24)呈环形,磁轭环二(24)一端径向内表面有一个磁轭内定位槽二(42),磁轭环二(24)一端径向外表面有一个磁轭外定位槽二(43),磁轭内定位槽二(42)与磁轭外定位槽二(43)位于磁轭环二(24)同一侧端面;磁轭环二(24)径向外侧有两个出线槽(39);轴套一(19)、轴套二(22)、固定支架一(18)、磁轭环一(16)、隔磁套一(14)、磁轭环二(24)组成固定支架部件一,固定支架部件一在装配时,磁轭环一(16)径向内表面安装在固定支架一(18)径向外表面,隔磁套一(14)一端径向内表面安装在磁轭环一(16)径向外表面,磁轭环二(24)径向内表面安装在隔磁套一(14)一端径向外表面;磁轭环一(16)、磁轭环二(24)、轴套一(19)位于固定支架一(18)同一侧端面;
环形磁轭一(47)轴向一端均布若干个柱形磁轭一(45),柱形磁轭一(45)沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭一(45)之间是磁轭隔磁槽(44);柱形磁轭一(45)呈L形截面的一端与环形磁轭一(47)轴向端面连接在一起,柱形磁轭一(45)呈L形截面的另一端位于环形磁轭一(47)径向外侧;爪极一(46)轴向截面呈矩形,若干个爪极一(46)焊接在柱形磁轭一(45)轴向端面,若干个爪极一(46)、若干个柱形磁轭一(45)和一个环形磁轭一(47)组成定子铁芯部件一(17);爪极一(46)与柱形磁轭一(45)焊接位置位于爪极一(46)径向内侧一端的轴向端面;定子部件一在装配时,定子铁芯部件一(17)的远离柱形磁轭一(45)的环形磁轭一(47)轴向一端安装在固定支架部件一的磁轭环一(16)的磁轭内定位槽一(41)内;
环形磁轭二(50)轴向一端均布若干个柱形磁轭二(48),柱形磁轭二(48)沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭二(48)之间是磁轭隔磁槽(44);柱形磁轭二(48)呈L形截面的一端与环形磁轭二(50)轴向端面连接在一起,柱形磁轭二(48)呈L形截面的另一端位于环形磁轭二(50)径向内侧;爪极二(49)轴向截面呈矩形,若干个爪极二(49)焊接在柱形磁轭二(48)轴向端面,若干个爪极二(49)、若干个柱形磁轭二(48)和一个环形磁轭二(50)组成定子铁芯部件二(15);爪极二(49)与柱形磁轭二(48)焊接位置位于爪极二(49)径向中间位置至径向内侧一端的轴向端面;定子部件一在装配时,定子铁芯部件二(15)的远离柱形磁轭二(48)的环形磁轭二(50)轴向一端安装在固定支架部件一的磁轭环一(16)的磁轭外定位槽一(40)内;
环形磁轭三(53)轴向一端均布若干个柱形磁轭三(51),柱形磁轭三(51)沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭三(51)之间是磁轭隔磁槽(44);柱形磁轭三(51)呈L形截面的一端与环形磁轭三(53)轴向端面连接在一起,柱形磁轭三(51)呈L形截面的另一端位于环形磁轭三(53)径向外侧;爪极三(52)轴向截面呈三角形,若干个爪极三(52)焊接在柱形磁轭三(51)轴向端面,若干个爪极三(52)、若干个柱形磁轭三(51)和一个环形磁轭三(53)组成定子铁芯部件三(23);爪极三(52)与柱形磁轭三(51)焊接位置位于爪极三(52)径向外侧一端的轴向端面;定子部件一在装配时,定子铁芯部件三(23)的远离柱形磁轭三(51)的环形磁轭三(53)轴向一端安装在固定支架部件一的磁轭环二(24)的磁轭内定位槽二(42)内;
环形磁轭四(56)轴向一端均布若干个柱形磁轭四(54),柱形磁轭四(54)沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭四(54)之间是磁轭隔磁槽(44);柱形磁轭四(54)呈L形截面的一端与环形磁轭四(56)轴向端面连接在一起,柱形磁轭四(54)呈L形截面的另一端位于环形磁轭四(56)径向内侧;爪极四(55)轴向截面呈三角形,若干个爪极四(55)焊接在柱形磁轭四(54)轴向端面,若干个爪极四(55)、若干个柱形磁轭四(54)和一个环形磁轭四(56)组成定子铁芯部件四(27);爪极四(55)与柱形磁轭四(54)焊接位置位于爪极四(55)径向外侧一端的轴向端面;定子部件一在装配时,定子铁芯部件四(27)的远离柱形磁轭四(54)的环形磁轭四(56)轴向一端安装在固定支架部件一的磁轭环二(24)的磁轭外定位槽二(43)内;
线圈骨架一(12)径向中间是骨架中心孔一(73),线圈骨架一(12)外表面有一个骨架线槽,工作绕组线圈一(13)安装在线圈骨架一(12)的骨架线槽内组成工作绕组部件一;定子部件一在装配时,线圈骨架一(12)的骨架中心孔一(73)安装在定子铁芯部件一(17)的环形磁轭一(47)径向外表面,使工作绕组部件一位于定子铁芯部件一(17)的环形磁轭一(47)与定子铁芯部件二(15)的环形磁轭二(50)之间;
线圈骨架二(25)径向中间是骨架中心孔二(74),线圈骨架二(25)外表面有一个骨架线槽,启动绕组线圈一(26)安装在线圈骨架二(25)的骨架线槽内组成启动绕组部件一;定子部件一在装配时,线圈骨架二(25)的骨架中心孔二(74)安装在定子铁芯部件三(23)的环形磁轭三(53)径向外表面,使启动绕组部件一位于定子铁芯部件三(23)的环形磁轭三(53)与定子铁芯部件四(27)的环形磁轭四(56)之间;
定子部件一装配后,工作绕组线圈一(13)的两根线圈接线分别穿过磁轭环一(16)的出线槽(39),启动绕组线圈一(26)的两根线圈接线分别穿过磁轭环二(24)的出线槽(39);若干个爪极一(46)、爪极三(52)、爪极二(49)、爪极四(55)在定子部件一轴向左侧端面沿着顺时针或者逆时针方向依次排列;相邻两个爪极之间的圆周方向间隙是爪极隔磁间隙(75);爪极一(46)、爪极三(52)、爪极二(49)、爪极四(55)分别与环形磁轭一(47)、环形磁轭二(50)、环形磁轭三(53)、环形磁轭四(56)的磁轭隔磁槽(44)之间的轴向间隙是槽间隔磁间隙;
轴套三(37)呈环形;轴套四(4)呈环形;固定支架二(5)呈圆筒形,固定支架二(5)两端径向内表面各有一个轴套定位槽,轴套三(37)或者轴套四(4)分别安装在固定支架二(5)两端的轴套定位槽内,固定支架二(5)的材质是非导磁材料;磁轭环三(7)呈环形,磁轭环三(7)一端径向内表面有一个磁轭内定位槽三(59),磁轭环三(7)一端径向外表面有一个磁轭外定位槽三(60),磁轭内定位槽三(59)与磁轭外定位槽三(60)位于磁轭环三(7)同一侧端面;磁轭环三(7)径向外侧有两个出线槽(39);隔磁套二(9)呈圆筒形,隔磁套二(9)的材质是非导磁材料;磁轭环四(33)呈环形,磁轭环四(33)一端径向内表面有一个磁轭内定位槽四(57),磁轭环四(33)一端径向外表面有一个磁轭外定位槽四(58),磁轭内定位槽四(57)与磁轭外定位槽四(58)位于磁轭环四(33)同一侧端面;磁轭环四(33)径向外侧有两个出线槽(39);轴套三(37)、轴套四(4)、固定支架二(5)、磁轭环三(7)、隔磁套二(9)、磁轭环四(33)组成固定支架部件二,固定支架部件二在装配时,磁轭环三(7)径向内表面安装在固定支架二(5)径向外表面,隔磁套二(9)一端径向内表面安装在磁轭环三(7)径向外表面,磁轭环四(33)径向内表面安装在隔磁套二(9)一端径向外表面;磁轭环三(7)、磁轭环四(33)、轴套四(4)位于固定支架二(5)同一侧端面;
环形磁轭五(63)轴向一端均布若干个柱形磁轭五(62),柱形磁轭五(62)沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭五(62)之间是磁轭隔磁槽(44);柱形磁轭五(62)呈L形截面的一端与环形磁轭五(63)轴向端面连接在一起,柱形磁轭五(62)呈L形截面的另一端位于环形磁轭五(63)径向外侧;爪极五(61)轴向截面呈矩形,若干个爪极五(61)焊接在柱形磁轭五(62)轴向端面,若干个爪极五(61)、若干个柱形磁轭五(62)和一个环形磁轭五(63)组成定子铁芯部件五(6);爪极五(61)与柱形磁轭五(62)焊接位置位于爪极五(61)径向内侧一端的轴向端面;定子部件二在装配时,定子铁芯部件五(6)的远离柱形磁轭五(62)的环形磁轭五(63)轴向一端安装在固定支架部件二的磁轭环三(7)的磁轭内定位槽三(59)内;
环形磁轭六(66)轴向一端均布若干个柱形磁轭六(65),柱形磁轭六(65)沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭六(65)之间是磁轭隔磁槽(44);柱形磁轭六(65)呈L形截面的一端与环形磁轭六(66)轴向端面连接在一起,柱形磁轭六(65)呈L形截面的另一端位于环形磁轭六(66)径向内侧;爪极六(64)轴向截面呈矩形,若干个爪极六(64)焊接在柱形磁轭六(65)轴向端面,若干个爪极六(64)、若干个柱形磁轭六(65)和一个环形磁轭六(66)组成定子铁芯部件六(8);爪极六(64)与柱形磁轭六(65)焊接位置位于爪极六(64)径向中间位置至径向内侧一端的轴向端面;定子部件二在装配时,定子铁芯部件六(8)的远离柱形磁轭六(65)的环形磁轭六(66)轴向一端安装在固定支架部件二的磁轭环三(7)的磁轭外定位槽三(60)内;
环形磁轭七(69)轴向一端均布若干个柱形磁轭七(68),柱形磁轭七(68)沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭七(68)之间是磁轭隔磁槽(44);柱形磁轭七(68)呈L形截面的一端与环形磁轭七(69)轴向端面连接在一起,柱形磁轭七(68)呈L形截面的另一端位于环形磁轭七(69)径向外侧;爪极七(67)轴向截面呈三角形,若干个爪极七(67)焊接在柱形磁轭七(68)轴向端面,若干个爪极七(67)、若干个柱形磁轭七(68)和一个环形磁轭七(69)组成定子铁芯部件七(34);爪极七(67)与柱形磁轭七(68)焊接位置位于爪极七(67)径向外侧一端的轴向端面;定子部件二在装配时,定子铁芯部件七(34)的远离柱形磁轭七(68)的环形磁轭七(69)轴向一端安装在固定支架部件二的磁轭环四(33)的磁轭内定位槽四(57)内;
环形磁轭八(72)轴向一端均布若干个柱形磁轭八(71),柱形磁轭八(71)沿着轴线剖切的截面呈L形,相邻两个柱形磁轭八(71)之间是磁轭隔磁槽(44);柱形磁轭八(71)呈L形截面的一端与环形磁轭八(72)轴向端面连接在一起,柱形磁轭八(71)呈L形截面的另一端位于环形磁轭八(72)径向内侧;爪极八(70)轴向截面呈三角形,若干个爪极八(70)焊接在柱形磁轭八(71)轴向端面,若干个爪极八(70)、若干个柱形磁轭八(71)和一个环形磁轭八(72)组成定子铁芯部件八(32);爪极八(70)与柱形磁轭八(71)焊接位置位于爪极八(70)径向外侧一端的轴向端面;定子部件二在装配时,定子铁芯部件八(32)的远离柱形磁轭八(71)的环形磁轭八(72)轴向一端安装在固定支架部件二的磁轭环四(33)的磁轭外定位槽四(58)内;
线圈骨架三(11)径向中间是骨架中心孔三,线圈骨架三(11)外表面有一个骨架线槽,工作绕组线圈二(10)安装在线圈骨架三(11)的骨架线槽内组成工作绕组部件二;定子部件二在装配时,线圈骨架三(11)的骨架中心孔三安装在定子铁芯部件五(6)的环形磁轭五(63)径向外表面,使工作绕组部件二位于定子铁芯部件五(6)的环形磁轭五(63)与定子铁芯部件六(8)的环形磁轭六(66)之间;
线圈骨架四(30)径向中间是骨架中心孔四,线圈骨架四(30)外表面有一个骨架线槽,启动绕组线圈二(31)安装在线圈骨架四(30)的骨架线槽内组成启动绕组部件二;定子部件二在装配时,线圈骨架四(30)的骨架中心孔四安装在定子铁芯部件七(34)的环形磁轭七(69)径向外表面,使启动绕组部件二位于定子铁芯部件七(34)的环形磁轭七(69)与定子铁芯部件八(32)的环形磁轭八(72)之间;
定子部件二装配后,工作绕组线圈二(10)的两根线圈接线分别穿过磁轭环三(7)的出线槽(39),启动绕组线圈二(31)的两根线圈接线分别穿过磁轭环四(33)的出线槽(39);若干个爪极五(61)、爪极七(67)、爪极六(64)、爪极八(70)在定子部件二轴向右侧端面沿着顺时针或者逆时针方向依次排列;相邻两个爪极之间的圆周方向间隙是爪极隔磁间隙(75);爪极五(61)、爪极七(67)、爪极六(64)、爪极八(70)分别与环形磁轭五(63)、环形磁轭六(66)、环形磁轭七(69)、环形磁轭八(72)的磁轭隔磁槽(44)之间的轴向间隙是槽间隔磁间隙;
所述电动机在装配时,使转子部件的转轴(1)的轴段一(83)安装在定子部件一的轴套一(19)和轴套二(22)径向内侧,并且使转轴(1)的定位轴肩(81)右侧端面与轴套二(22)左侧端面相互接触安装在一起,使转子部件的挡圈一(21)左侧端面与轴套一(19)右侧端面相互接触安装在一起;使转子部件的转轴(1)的轴段二(77)安装在定子部件二的轴套三(37)和轴套四(4)径向内侧,并且使转子部件的挡圈二(36)左侧端面与轴套三(37)右侧端面相互接触安装在一起,使转子部件的挡圈三(2)右侧端面与轴套四(4)左侧端面相互接触安装在一起;转子部件的磁滞盘一(28)与定子部件一的爪极一(46)、爪极二(49)、爪极三(52)、爪极四(55)之间的轴向间隙是电动机气隙一;转子部件的磁滞盘二(94)与定子部件二的爪极五(61)、爪极六(64)、爪极七(67)、爪极八(70)之间的轴向间隙是电动机气隙二。
2.根据权利要求1所述的一种变极变速爪极盘式磁滞同步电动机,其特征在于:所述电动机的工作过程是:
所述电动机处于低转速状态启动或运行时的某一时刻,工作绕组线圈一(13)接通交流电源,工作绕组一磁场磁力线路径从工作绕组线圈一(13)的N极出发,磁力线依次穿过定子铁芯部件一(17)的环形磁轭一(47)、固定支架部件一的磁轭环一(16)、定子铁芯部件二(15)的环形磁轭二(50)、柱形磁轭二(48)、爪极二(49),工作绕组线圈一(13)使若干个爪极二(49)呈现N极磁极极性,磁力线依次穿过电动机气隙一、磁滞盘一(28)进入转子铁芯(29)内,磁力线在转子铁芯(29)内沿着圆周方向旋转一定角度,磁力线再次穿过磁滞盘一(28)、电动机气隙一进入定子铁芯部件一(17)的爪极一(46),工作绕组线圈一(13)使若干个爪极一(46)呈现S极磁极极性,磁力线依次穿过定子铁芯部件一(17)的爪极一(46)、柱形磁轭一(45)、环形磁轭一(47),磁力线回到工作绕组线圈一(13)的S极,形成闭合回路;
与此同时,启动绕组线圈一(26)接通交流电源,启动绕组一磁场磁力线路径从启动绕组线圈一(26)的n极出发,磁力线依次穿过定子铁芯部件三(23)的环形磁轭三(53)、固定支架部件一的磁轭环二(24)、定子铁芯部件四(27)的环形磁轭四(56)、柱形磁轭四(54)、爪极四(55),启动绕组线圈一(26)使若干个爪极四(55)呈现n极磁极极性,磁力线依次穿过电动机气隙一、磁滞盘一(28)进入转子铁芯(29)内,磁力线在转子铁芯(29)内沿着圆周方向旋转一定角度,磁力线再次穿过磁滞盘一(28)、电动机气隙一进入定子铁芯部件三(23)的爪极三(52),启动绕组线圈一(26)使若干个爪极三(52)呈现s极磁极极性,磁力线依次穿过定子铁芯部件三(23)的爪极三(52)、柱形磁轭三(51)、环形磁轭三(53),磁力线回到启动绕组线圈一(26)的s极,形成闭合回路;
所述电动机处于低转速状态启动或运行时的某一时刻,工作绕组线圈一(13)使若干个爪极二(49)呈现N极磁极极性,并且使若干个爪极一(46)呈现S极磁极极性;启动绕组线圈一(26)使若干个爪极四(55)呈现n极磁极极性,并且使若干个爪极三(52)呈现s极磁极极性;爪极二(49)、爪极一(46)分别与爪极四(55)、爪极三(52)磁极极性一一对应,并且在空间上相差九十度电角度,启动绕组一与工作绕组一电流相位相差九十度,启动绕组一与工作绕组一共同作用产生定子旋转磁场,转子部件的磁滞盘一(28)在定子旋转磁场中产生电磁转矩,使电动机转子部件沿着定子磁场旋转方向(76)旋转;
所述电动机处于高转速状态启动或运行时的某一时刻,工作绕组线圈二(10)接通交流电源,工作绕组二磁场磁力线路径从工作绕组线圈二(10)的N极出发,磁力线依次穿过定子铁芯部件五(6)的环形磁轭五(63)、固定支架部件二的磁轭环三(7)、定子铁芯部件六(8)的环形磁轭六(66)、柱形磁轭六(65)、爪极六(64),工作绕组线圈二(10)使若干个爪极六(64)呈现N极磁极极性,磁力线依次穿过电动机气隙二、磁滞盘二(94)进入转子铁芯(29)内,磁力线在转子铁芯(29)内沿着圆周方向旋转一定角度,磁力线再次穿过磁滞盘二(94)、电动机气隙二进入定子铁芯部件五(6)的爪极五(61),工作绕组线圈二(10)使若干个爪极五(61)呈现S极磁极极性,磁力线依次穿过定子铁芯部件五(6)的爪极五(61)、柱形磁轭五(62)、环形磁轭五(63),磁力线回到工作绕组线圈二(10)的S极,形成闭合回路;
与此同时,启动绕组线圈二(31)接通交流电源,启动绕组二磁场磁力线路径从启动绕组线圈二(31)的n极出发,磁力线依次穿过定子铁芯部件七(34)的环形磁轭七(69)、固定支架部件二的磁轭环四(33)、定子铁芯部件八(32)的环形磁轭八(72)、柱形磁轭八(71)、爪极八(70),启动绕组线圈二(31)使若干个爪极八(70)呈现n极磁极极性,磁力线依次穿过电动机气隙二、磁滞盘二(94)进入转子铁芯(29)内,磁力线在转子铁芯(29)内沿着圆周方向旋转一定角度,磁力线再次穿过磁滞盘二(94)、电动机气隙二进入定子铁芯部件七(34)的爪极七(67),启动绕组线圈二(31)使若干个爪极七(67)呈现s极磁极极性,磁力线依次穿过定子铁芯部件七(34)的爪极七(67)、柱形磁轭七(68)、环形磁轭七(69),磁力线回到启动绕组线圈二(31)的s极,形成闭合回路;
所述电动机处于高转速状态启动或运行时的某一时刻,工作绕组线圈二(10)使若干个爪极六(64)呈现N极磁极极性,并且使若干个爪极五(61)呈现S极磁极极性;启动绕组线圈二(31)使若干个爪极八(70)呈现n极磁极极性,并且使若干个爪极七(67)呈现s极磁极极性;爪极六(64)、爪极五(61)分别与爪极八(70)、爪极七(67)磁极极性一一对应,并且在空间上相差九十度电角度,启动绕组二与工作绕组二电流相位相差九十度,启动绕组二与工作绕组二共同作用产生定子旋转磁场,转子部件的磁滞盘二(94)在定子旋转磁场中产生电磁转矩,使电动机转子部件沿着定子磁场旋转方向(76)旋转。
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CN201549999U (zh) * | 2009-09-30 | 2010-08-11 | 江西理工大学 | 轴向磁通切换型混合励磁同步发电机 |
CN106787572A (zh) * | 2016-12-24 | 2017-05-31 | 大连碧蓝节能环保科技有限公司 | 分段移相起动变极变速永磁同步电动机 |
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- 2018-06-10 CN CN201810591427.1A patent/CN108599509A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
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