CN110224562A - 一种具有轴向径向多方向立体磁通路的新型节能电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有轴向径向多方向立体磁通路的新型节能电机，该节能电机由电机壳（1）、电机壳端盖（6），轴向径向多磁通路定子铁芯总成（3）、包括嵌入的电机定子绕组、轴向径向组合式转子（4）包括内置的电机传动轴（5）组成，所述新型节能电机可以实现定子绕组通电后定子铁芯的轴向径向工作面均有旋转动力磁场输出，对应轴向径向组合式转子的工作面做功，可以有效避免交流大电流大信号或直流偏置下的磁饱和现象，减少铁芯在不对称磁场状态下工作时的剩磁，加大工作的磁通密度和饱和磁通密度。并能实现三面交互立体磁场做功，加大了工作面积，提高有功功率，提高电机效率，宜推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，尤其涉及一种具有轴向径向多方向立体磁通路的新型节能电机。
背景技术
电机，俗称“马达”，是指依据电磁感应定律实现电能、机械能转换或传递的一种电磁装置。它主要是由定子、转子、机座及附件组成，定子是发电机和电动机等电机的重要组成部分。定子由定子铁芯、定子绕组组成。转子由转子和电机轴、轴承等组成。定子的主要作用是通电后产生旋转磁场或是通过转子的转动产生的旋转磁场在绕组中产生感应电流，而转子的主要作用是在定子的旋转磁场中产生驱动转矩或是通过转动产生旋转磁场，它的主要作用是在电能与机械能之间互换，现有的电机在交流大电流大信号或直流偏置下的会出现磁饱和现象，且电机在大功率做功过程中，会产生大量的热量，影响电机的工作效率，减少电机的使用寿命，因此需要进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有轴向径向多方向立体磁通路的新型节能电机，以解决上述技术问题，为实现上述目的本发明采用以下技术方案：
一种具有轴向径向多方向立体磁通路的新型节能电机，其特征在于，包括轴向径向多磁通路定子铁芯总成、电机定子绕组、轴向径向组合式转子、电机传动轴、电机壳、电机壳端盖。所述轴向径向多磁通路定子铁芯总成包括内置圆环铁芯的不锈钢固定套件、若干双气隙CIC复合扇条型铁芯，且双气隙CIC复合扇条型铁芯前后两端通过不锈钢固定套件两边的固定盘进行固定，双气隙CIC复合扇条型铁芯与圆环铁芯组成通磁铁芯体，不锈钢固定套件两边的固定盘之间连接有非金属棒材，双气隙CIC复合扇条型铁芯固定于内置圆环铁芯的不锈钢固定套件内，所述轴向径向多磁通路定子铁芯总成有内圆周CIC铁芯条型工作面组成的圆周工作面和CIC铁芯两端扇型工作面组成的圆环型工作面；所述轴向径向组合式转子包括圆柱转子、隔磁盘、盘式转子，圆柱转子和两边的隔磁盘都设置同位置和孔径的四组螺栓孔、四组通风孔，中心设置电机传动轴定位销孔，定位销孔内插入电机传动轴，并通过设置在电机传动轴一端的转子固定螺纹、螺母固定，两边的盘式转子设置与圆柱转子同位置和孔径的四组螺栓孔，通过螺栓固定连接于圆柱转子两端，所述轴向径向组合式转子有圆柱转子外圆周面、两个盘式转子对着圆柱转子的内圆环面三个工作面；所述电机壳前后两端通过螺栓与电机壳端盖连接，所述电机壳端盖中心设置轴承座，所述轴向径向组合式转子中间设置电机传动轴，电机传动轴两端设置轴承，所述轴向径向多磁通路定子铁芯总成以热套装工艺固定在电机壳中，所述轴向径向组合式转子插入到轴向径向多磁通路定子铁芯总成的内圆周，电机传动轴穿过轴向径向组合式转子，两端穿出并安装轴承，通过轴承固定盘固定于电机端盖中心设置的轴承座中。
在上述技术方案基础上，所述双气隙CIC复合扇条型铁芯由具有两个C型孔的条型铁芯和补充两边扇形工作面的补充角度铁芯组成，所述条形铁芯与角度补充铁芯用激光焊接工艺固定连接，所述CIC铁芯包括上端的条形工作面和两端的扇型工作面，下端为固定部位，镶嵌固定于内置了圆环铁芯并有固定齿的不锈钢固定套件内圆中， CIC铁芯两端的扇形固定部位与条形面的两端之间设置有两个C形孔的工作气隙，相邻CIC铁芯之间与CIC铁芯的两个C型孔中均嵌入电机定子绕组，通过出线孔引出汇总。
在上述技术方案基础上，所述电机壳包括电机壳本体、电机壳固定座、进水口、出水口、接线盒座、接线端子、出线孔、电机壳螺栓孔，所述电机壳本体外表面焊接有电机壳固定座，电机壳本体侧面设置有进水口及出水口，所述接线盒座设置于电机壳本体外侧面，接线盒座上设置接线端子，接线端子上通过电线与电机壳本体内连接，接线盒座上设置有出线孔，出线孔连通电机壳本体内外两端，所述轴向径向多磁通路定子铁芯总成是过盈配合热套装固定在电机壳本体内表面，出线位置对准出线口，电机定子绕组引出线连接在接线端子上，外面有接线盒保护。
在上述技术方案基础上，所述电机传动轴包括电机传动轴本体、定位销槽、前置轴承、后置轴承、轴承固定盘、轴键头，转子固定螺纹、螺母，所述电机传动轴本体外表面设置两条定位销槽，通过圆柱转子内表面的定位销孔固定圆柱转子，电机传动轴本体前部末端设置轴键头，电机传动轴本体后端设置轴承固定盘，所述后置轴承设置于电机传动轴本体后端，后置轴承插入后端电机壳端盖中心的轴承座内，所述前置轴承设置于定位销槽前端，前置轴承插入前端电机壳端盖中心的轴承座内，所述电机传动轴本体前设置有轴键头。
在上述技术方案基础上，所述内置圆环铁芯设置于不锈钢固定套件内表面中间约五分之二位置。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：所述新型节能电机组合式转子有柱式转子外圆周面、两个盘式转子对着柱式转子的内圆环面形成三个工作面，定子绕组通电后定子铁芯的轴向径向工作面均有旋转动力磁场输出，对应轴向径向组合式转子的工作面做功，可以有效避免交流大电流大信号或直流偏置下的磁饱和现象，减少铁芯在不对称磁场状态下工作时的剩磁，加大工作的磁通密度和饱和磁通密度。并能实现三面交互立体磁场做功，加大了工作面积，提高有功功率，提高电机效率，本发明设计合理，宜推广使用。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明轴向径向多磁通路定子铁芯总成结构图。
图3为本发明内部主要构件图。
图4为本发明电机外壳示意图。
图5为本发明轴向径向多磁通路定子铁芯总成构件图。
图6为本发明定子铁芯总成构件不锈钢固定套件示意图。
图7为本发明双气隙CIC复合扇条型铁芯与内置圆环铁芯位置示意图。
图8为本发明双气隙CIC复合扇条型铁芯示意图。
图9为本发明双气隙CIC复合扇条型铁芯平面结构图。
图10为本发明轴向径向组合式转子示意图。
图11为本发明电机传动轴示意图。
图12为本发明电机外壳和定子铁芯总成位置图。
图中：电机壳1、内置圆环铁芯2、轴向径向多磁通路定子铁芯总成3、轴向径向组合式转子4、电机传动轴5、电机壳端盖6、电机壳本体7、电机壳固定座8、进水口9、出水口10、接线盒座11、接线端子12、出线孔13、电机壳螺栓孔14、固定盘15、非金属棒材16、不锈钢固定套件17、双气隙CIC复合扇条型铁芯18、条型铁芯19、角度补充铁芯20、圆柱转子21、隔磁盘22、盘式转子23、电机传动轴本体24、定位销槽25、前置轴承26、后置轴承27、轴承固定盘28、轴键头29、转子固定螺纹、螺母。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细阐述。
一种具有轴向径向多方向立体磁通路的新型节能电机，其特征在于，包括轴向径向多磁通路定子铁芯总成3、电机定子绕组、轴向径向组合式转子4、电机传动轴5、电机壳1、电机壳端盖6。所述轴向径向多磁通路定子铁芯总成3包括内置圆环铁芯2的不锈钢固定套件17、若干双气隙CIC复合扇条型铁芯18，且双气隙CIC复合扇条型铁芯18前后两端通过不锈钢固定套件17两边的固定盘15进行固定，双气隙CIC复合扇条型铁芯18与圆环铁芯2组成通磁铁芯体，不锈钢固定套件17两边的固定盘15之间连接有非金属棒材16，双气隙CIC复合扇条型铁芯18固定于内置圆环铁芯2的不锈钢固定套件17内；所述轴向径向组合式转子4包括圆柱转子21、隔磁盘22、盘式转子23，圆柱转子21和两边的隔磁盘22都设置同位置和孔径的四组螺栓孔、四组通风孔，中心设置电机传动轴定位销孔，定位销孔内插入电机传动轴5，并通过设置于电机传动轴一端的转子固定螺纹、螺母，两边的盘式转子23设置与圆柱转子21同位置和孔径的四组螺栓孔，通过螺栓固定连接于圆柱转子21两端，所述轴向径向组合式转子4有圆柱转子21外圆周面、两个盘式转子23对着圆柱转子21的内圆环面三个工作面；所述电机壳1前后两端通过螺栓与电机壳端盖6连接，所述电机壳端盖6中心设置轴承座，所述轴向径向组合式转子4中间设置电机传动轴5，电机传动轴5两端设置轴承，所述轴向径向多磁通路定子铁芯总成3以热套装工艺固定在电机壳1中，所述轴向径向组合式转子4插入到轴向径向多磁通路定子铁芯总成3的内圆周，电机传动轴5穿过轴向径向组合式转子4，两端穿出并安装轴承，通过轴承固定盘固定于电机端盖中心设置的轴承座中。
所述双气隙CIC复合扇条型铁芯18由具有两个C型孔的条型铁芯19和补充两边扇形工作面的补充角度铁芯20组成，所述条形铁芯19与角度补充铁芯20用激光焊接工艺固定连接，所述CIC铁芯包括上端的条形工作面和两端的扇型工作面，下端为固定部位，镶嵌固定于内置了圆环铁芯2并有固定齿的不锈钢固定套件17内圆中， CIC铁芯两端的扇形固定部位与条形面的两端之间设置有两个C形孔的工作气隙，相邻CIC铁芯之间与CIC铁芯的两个C型孔中均嵌入电机定子绕组，通过出线孔13引出汇总。
所述电机壳1包括电机壳本体7、电机壳固定座8、进水口9、出水口10、接线盒座11、接线端子12、出线孔13、电机壳螺栓孔14，所述电机壳本体7外表面焊接有电机壳固定座8，电机壳本体7侧面设置有进水口9及出水口10，所述接线盒座11设置于电机壳本体7外侧面，接线盒座11上设置接线端子12，接线端子12上通过电线与电机壳本体7内连接，接线盒座11上设置有出线孔13，出线孔13连通电机壳本体7内外两端，所述轴向径向多磁通路定子铁芯总成3是过盈配合热套装固定在电机壳本体7内表面，出线位置对准出线口，电机定子绕组引出线连接在接线端子上，外面有接线盒保护。
所述电机传动轴5包括电机传动轴本体24、定位销槽25、前置轴承26、后置轴承27、轴承固定盘28、轴键头29，所述电机传动轴本体24外表面设置一条定位销槽25，通过圆柱转子21内表面的定位销孔固定圆柱转子21，电机传动轴本体24前部末端设置轴键头29，电机传动轴本体24后端设置轴承固定盘28，所述后置轴承27设置于电机传动轴本体24后端，后置轴承27插入后端电机壳端盖6中心的轴承座内，所述前置轴承26设置于定位销槽25前端，前置轴承26插入前端电机壳端盖6中心的轴承座内，所述电机传动轴本体24前端设置有轴键头29。
所述内置圆环铁芯2设置于不锈钢固定套件17内表面中间约五分之二位置。
本发明工作原理：本发明是多个双气隙的CIC扇条型铁芯沿圆周方向阵列排放固定在一个圆环铁芯里组成组合式电机定子铁芯通磁体，因为两个具有工作气隙的C型孔和相邻CIC铁芯之间均能嵌入绕组，CIC铁芯两边的C型孔具有工作气隙，这C型区域就沿“C”型的方向形成了磁通路，CIC铁芯中的"I"区又通过固定并通磁的圆环铁芯形成了径向的磁通路，实现定子绕组通电后定子铁芯的轴向径向工作面均有旋转动力磁场输出，对应轴向径向组合式转子的工作面做功，增加电机的转化效率，可以有效避免交流大电流大信号或直流偏置下的磁饱和现象，减少铁芯在不对称磁场状态下工作时的剩磁，加大工作的磁通密度和饱和磁通密度，转子总成为三体结构，圆柱转子与盘式转子均能做功，实现三面交互立体磁场做功，加大了工作面积，提高有功功率，提高电机效率。
以上所述为本发明较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种具有轴向径向多方向立体磁通路的新型节能电机，其特征在于，包括轴向径向多磁通路定子铁芯总成（3）、电机定子绕组、轴向径向组合式转子（4）、电机传动轴（5）、电机壳（1）、电机壳端盖（6），所述轴向径向多磁通路定子铁芯总成（3）包括内置圆环铁芯（2）的不锈钢固定套件（17）、若干双气隙CIC复合扇条型铁芯（18），且双气隙CIC复合扇条型铁芯（18）前后两端通过不锈钢固定套件（17）两边的固定盘（15）进行固定，双气隙CIC复合扇条型铁芯（18）与圆环铁芯（2）组成通磁铁芯体，不锈钢固定套件（17）两边的固定盘（15）之间连接有非金属棒材（16），双气隙CIC复合扇条型铁芯（18）固定于内置圆环铁芯（2）的不锈钢固定套件（17）内；所述轴向径向组合式转子（4）包括圆柱转子（21）、隔磁盘（22）、盘式转子（23），圆柱转子（21）和两边的隔磁盘（22）都设置同位置和孔径的四组螺栓孔、四组通风孔，中心设置电机传动轴定位销孔，定位销孔内插入电机传动轴（5），并通过设置于电机传动轴一端的转子固定螺纹、螺母固定，两边的盘式转子（23）设置与圆柱转子（21）同位置和孔径的四组螺栓孔，通过螺栓固定连接于圆柱转子（21）两端，所述轴向径向组合式转子（4）有圆柱转子（21）外圆周面、两个盘式转子（23）对着圆柱转子（21）的内圆环面三个工作面；所述电机壳（1）前后两端通过螺栓与电机壳端盖（6）连接，所述电机壳端盖（6）中心设置轴承座，所述轴向径向组合式转子（4）中间设置电机传动轴（5），电机传动轴（5）两端设置轴承，所述轴向径向多磁通路定子铁芯总成（3）以热套装工艺固定在电机壳（1）中，所述轴向径向组合式转子（4）插入到轴向径向多磁通路定子铁芯总成（3）的内圆周，电机传动轴（5）穿过轴向径向组合式转子（4），两端穿出并安装轴承，通过轴承固定盘固定于电机端盖中心设置的轴承座中。
2.根据权利要求1所述的一种具有轴向径向多方向立体磁通路的新型节能电机，其特征在所述双气隙CIC复合扇条型铁芯（18）由具有两个C型孔的条型铁芯（19）和补充两边扇形工作面的补充角度铁芯（20）组成，所述条形铁芯（19）与角度补充铁芯（20）用激光焊接工艺固定连接，所述CIC铁芯包括上端的条形工作面和两端的扇型工作面，下端为固定部位，镶嵌固定于内置了圆环铁芯（2）并有固定齿的不锈钢固定套件（17）内圆中， CIC铁芯两端的扇形固定部位与条形面的两端之间设置有两个C形孔的工作气隙，相邻CIC铁芯之间与CIC铁芯的两个C型孔中均嵌入电机定子绕组，通过出线孔（13）引出汇总。
3.根据权利要求1所述的一种具有轴向径向多方向立体磁通路的新型节能电机，其特征在于所述电机壳（1）包括电机壳本体（7）、电机壳固定座（8）、进水口（9）、出水口（10）、接线盒座（11）、接线端子（12）、出线孔（13）、电机壳螺栓孔（14），所述电机壳本体（7）外表面焊接有电机壳固定座（8），电机壳本体（7）侧面设置有进水口（9）及出水口（10），所述接线盒座（11）设置于电机壳本体（7）外侧面，接线盒座（11）上设置接线端子（12），电机定子绕组的引出线通过出线孔（13）连接到接线端子（12），接线盒座（11）上设置有出线孔（13），出线孔（13）连通电机壳本体（7）内外两端，所述轴向径向多磁通路定子铁芯总成（3）是过盈配合热套装固定在电机壳本体（7）内表面，出线位置对准出线口，电机定子绕组出线连接在接线端子上，外面有接线盒保护。
4.根据权利要求1所述的一种具有轴向径向多方向立体磁通路的新型节能电机，其特征在于所述电机传动轴（5）包括电机传动轴本体（24）、定位销槽（25）、前置轴承（26）、后置轴承（27）、轴承固定盘（28）、轴键头（29）、转子固定螺纹、螺母，所述电机传动轴本体（24）外表面设置两条定位销槽（25），一端设置螺纹螺母，通过圆柱转子（21）内表面的定位销孔和转子固定螺纹、螺母固定圆柱转子（21），电机传动轴本体（24）前部末端设置轴键头（29），电机传动轴本体（24）后端设置轴承固定盘（28），所述后置轴承（27）设置于电机传动轴本体（24）后端，后置轴承（27）插入后端电机壳端盖（6）中心的轴承座内，所述前置轴承（26）设置于定位销槽（25）前端，前置轴承（26）插入前端电机壳端盖（6）中心的轴承座内，所述电机传动轴本体（24）前端设置有轴键头（29）。
5.根据权利要求1所述的一种具有轴向径向多方向立体磁通路的新型节能电机，其特征在于，所述内置圆环铁芯（2）设置于不锈钢固定套件（17）内表面中间约五分之二位置。
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