CN110829773A - 一种带有旋转变压器的电机结构及其旋转变压器调试方法 - Google Patents

一种带有旋转变压器的电机结构及其旋转变压器调试方法 Download PDF

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杨德才
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乔春雨
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Abstract

本发明提供一种带有旋转变压器的电机结构及其旋转变压器的调试方法，解决了现有的电机结构不易进行旋转变压器的调零操作且旋转变压器调试方法不佳的问题。本发明的电机结构包括壳体组件、转子组件、端盖、后盖、旋转变压器、2个半圆形卡圈、外锯齿锁紧垫圈和防脱螺母。本发明另外提供该旋转变压器的调试方法。本发明的电机结构能提高旋转变压器与电机本体的同轴度，避免了电机在运行过程中旋转变压器发生定转子干涉的状况，本发明的旋转变压器的调试方法简单可靠，满足用旋转变压器控制换相电机的使用需求。

Description

一种带有旋转变压器的电机结构及其旋转变压器调试方法
技术领域
本发明属于电机技术领域,特别提供了一种带有旋转变压器的电机结构及其旋转变压器调试方法。
背景技术
目前，在电机的设计中，越来越多的电机产品采用旋转变压器控制电机产品的换相及信号输出，现有的电机由于使用传统的旋转变压器安装结构，从而不易保证同轴，使电机在运转过程中容易出现刮蹭现象。另外，由于旋转变压器与霍尔换相控制不同，旋转变压器的控制在装配前需要进行零点调试，但是现有的电机结构不易进行旋转变压器的调零操作，现有的电机结构是将旋转变压器安装到旋变壳体内，将旋变壳体通过螺钉固定在电机壳体内，再通过调节旋变壳体来间接调节旋变定子的位置，这样就增加了旋变零点位置以及安装同轴的难度。
现有的旋转变压器的调试主要有两种方式，一种是电气调试，另一种是通过调试工装进行调试，这两种调试方法通用性都比较差，电气调试需要通过改变旋变内部程序来逐步调节偏移角度，通过调试工装进行调试则只对一种电机结构和旋变结构可行，更换电机及旋变结构就不适用了，需重新进行工装的制作。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种带有旋转变压器的电机结构及其旋转变压器调试方法。该电机的同轴度高，避免了电机在运行过程中旋转变压器发生定转子干涉的状况。旋转变压器的调试方法能有效的对正旋转变压器与电机绕组的零点，该方法操作简单，性能可靠。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种带有旋转变压器的电机结构，该电机结构包括壳体组件、转子组件、端盖、后盖、旋转变压器、2个半圆形卡圈、外锯齿锁紧垫圈和防脱螺母，所述壳体组件包括壳体和定子组件，定子组件安装在壳体内部腔体中，且壳体与定子组件之间通过定子键进行定位，在壳体的末端安装有端盖；
转子组件轴向置于壳体组件内部，转子组件包括转子铁芯、轴、磁钢、转子护套和动平衡环，所述转子铁芯过盈压装在轴上，防止轴和转子铁芯发生转动，磁钢粘接在转子铁芯上，转子护套涂胶并套在磁钢上，防止在电机转子高速旋转时磁钢发生离心脱落，动平衡环压装到轴上，紧贴转子铁芯两边，用于校准动平衡；
在轴身的左端安装有第一轴承，在轴身的右端依次设有第一台阶和第二台阶，在第一台阶处和第二台阶处分别安装有第二轴承和旋转变压器，第一轴承和第二轴承分别置于壳体和端盖内，所述旋转变压器包括旋转变压器定子和旋转变压器转子，旋转变压器定子置于端盖内，并且在旋转变压器定子的外周的环形定位槽中安装有2个半圆形卡圈，2个半圆形卡圈均通过锁紧螺钉固定在端盖上，从而实现旋转变压器与端盖的安装；
另外在轴的末端依次套装有外锯齿锁紧垫圈和防脱螺母，将旋转变压器转子与轴相固定锁紧，避免旋转变压器在轴上前后移动，最后在端盖的末端安装有后盖，轴末端从后盖的中心孔内穿出，并在中心孔处安装有V型密封圈，用于密封，防止杂质进入。
进一步地，所述端盖与壳体之间、后盖与端盖之间均通过止口配合安装。
进一步地，所述壳体上设有用于容纳第一轴承的第一轴承室。
进一步地，所述端盖包括端盖本体，所述端盖本体的中心处设有沿轴向设置的第一环形凸台，在所述第一环形凸台的内周面设有一圈径向的环形凸起，环形凸起的两侧分别形成用于容纳第二轴承的第二轴承室以及用于容纳旋转变压器定子的定子安装槽。
进一步地，所述第二轴承室的内径小于定子安装槽的内径。
进一步地，所述旋转变压器定子的环形定位槽两侧分别为第二环形凸台和第三环形凸台，第二环形凸台轴向置于定子安装槽中，所述第二环形凸台的轴向长度D1比定子安装槽的轴向长度D2长0.5mm。
进一步地，所述旋转变压器定子、旋转变压器转子、定子组件与转子组件之间均同轴设置。
本发明另外提供上述电机结构的旋转变压器调试方法，具体包括以下步骤：
(1)将旋转变压器用2个半圆形卡圈安装在电机端盖内，锁紧螺钉先不要拧紧，旋转变压器定子可以自由转动；此时，电机除了后端盖、外锯齿锁紧垫圈、防脱螺母和V型密封圈不安装，其他组件均已装配完成；
(2)将旋转变压器的励磁端与信号发生器接通；
(3)将旋转变压器的正弦端或者余弦端和电机的任意两相分别与示波器的两通道接通；
(4)用外力转动电机转子组件，使电机和旋转变压器匀速运转，此时，示波器上会有两条正弦曲线，分别为电机信号和旋转变压器信号，观察两条正弦曲线零点是否重合；
(5)保持电机转子转动，手动旋转旋转变压器定子，从而调整旋转变压器定子的位置，直至示波器中两条正弦曲线的零点重合为止，此时，电机与旋转变压器的零点即重合；
(6)拧紧2个半圆形卡圈上的螺钉，确定旋转变压器定子的位置，完成旋转变压器的调试。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的电机结构能提高旋转变压器与电机本体的同轴度，避免了电机在运行过程中旋转变压器发生定转子干涉的状况，旋转变压器定子过2个半圆形卡圈与端盖固定，旋转变压器转子与轴之间通过外锯齿锁紧垫圈和防脱螺母锁紧，避免了旋转变压器转子在转动过程中的左右窜动，半圆形卡圈与端盖之间通过锁紧螺钉相固定，方便安装和拆卸，便于旋转变压器与电机本体信号调试，该安装结构易于旋转变压器的安装和拆卸，故在电机产品故障时，方便维修。本发明的旋转变压器的调试方法简单可靠，满足用旋转变压器控制换相电机的使用需求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为旋转变压器的安装结构示意图；
图3为旋转变压器的结构示意图；
图4为半圆形卡圈的结构示意图；
图5为防脱螺母的结构示意图；
图6为电机端盖的结构示意图。
图7是旋转变压器与电机绕组正余弦曲线的零点对正示意图；
图8为旋转变压器与电机绕组正余弦曲线的零点未对正示意图。
图中：1-旋转变压器；1-1-旋转变压器定子；1-1-1-环形定位槽；1-1-2-第二环形凸台；1-1-3-第三环形凸台；1-2-旋转变压器转子；2-端盖；2-1-端盖本体；2-2-第一环形凸台；2-3-环形凸起；2-4-第二轴承室；2-5-定子安装槽；3-后盖；4-半圆形卡圈；4-1-通孔；5-锁紧螺钉；6-外锯齿锁紧垫圈；7-防脱螺母；8-第二轴承；9-壳体组件；9-1-壳体；9-1-1-第一轴承室；9-2-定子组件；10-转子组件；10-1-转子铁芯；10-2-轴；10-2-1-第一台阶；10-2-2-第二台阶；10-3-磁钢；10-4-转子护套；10-5-动平衡环；11-第一轴承；12-V型密封圈。
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的一部分实施例，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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1-图2，一种带有旋转变压器的电机结构，该电机结构包括壳体组件9、转子组件10、端盖2、后盖3、旋转变压器1、2个半圆形卡圈4、外锯齿锁紧垫圈6和防脱螺母7，所述壳体组件9包括壳体9-1和定子组件9-2，定子组件9-2安装在壳体9-1内部腔体中，且壳体9-1与定子组件9-2之间通过定子键进行定位，在壳体9-1的末端安装有端盖2；
转子组件10轴向置于壳体组件9内部，转子组件10包括转子铁芯10-1、轴10-2、磁钢10-3、转子护套10-4和动平衡环10-5，所述转子铁芯10-1过盈压装在轴10-2上，防止轴10-2和转子铁芯10-1发生转动，磁钢10-3粘接在转子铁芯10-1上，转子护套10-4涂胶并套在磁钢10-3上，防止在电机转子高速旋转时磁钢10-3发生离心脱落，动平衡环10-5压装到轴10-2上，紧贴转子铁芯10-1两边，用于校准动平衡；
在轴身的左端安装有第一轴承11，在轴身的右端依次设有第一台阶10-2-1和第二台阶10-2-2，在第一台阶处和第二台阶处分别安装有第二轴承8和旋转变压器1，第一轴承11和第二轴承分别置于壳体9-1和端盖2内，参照图3，所述旋转变压器1包括旋转变压器定子1-1和旋转变压器转子1-2，旋转变压器定子1-1置于端盖2内，并且在旋转变压器定子1-1的外周的环形定位槽1-1-1中安装有2个半圆形卡圈4(半圆形卡圈的结构参照图,4)，2个半圆形卡圈4均通过锁紧螺钉固定在端盖2上，从而实现旋转变压器1与端盖2的安装；
所述旋转变压器转子1-2套装在轴10-2的第二台阶处的外周，并置于旋转变压器定子1-1内部，另外在轴10-2的末端依次套装有外锯齿锁紧垫圈6和防脱螺母7(防脱螺母的结构参照图5)，将旋转变压器转子与轴10-2相固定锁紧，避免旋转变压器1在轴10-2上前后移动，最后在端盖2的末端安装有后盖3，轴10-2末端从后盖3的中心孔内穿出，并在中心孔处安装有V型密封圈12，用于密封，防止杂质进入。
所述端盖2与壳体9-1之间、后盖3与端盖2之间均通过止口配合安装。
所述壳体9-1上设有用于容纳第一轴承11的第一轴承室9-1-1。
参照图6，所述端盖2包括端盖本体2-1，所述端盖本体2-1的中心处设有沿轴向设置的第一环形凸台2-2，在所述第一环形凸台2-2的内周面设有一圈径向的环形凸起2-3，环形凸起2-3的两侧分别形成用于容纳第二轴承8的第二轴承室2-4以及用于容纳旋转变压器定子1-1的定子安装槽2-5。
所述第二轴承室2-4的内径小于定子安装槽2-5的内径。
所述旋转变压器定子1-1的环形定位槽1-1-1两侧分别为第二环形凸台1-1-2和第三环形凸台1-1-3，第二环形凸台1-1-2轴向置于定子安装槽2-5中，所述第二环形凸台1-1-2的轴向长度D1比定子安装槽2-5的轴向长度D2长0.5mm。
所述旋转变压器定子1-1、旋转变压器转子1-2、定子组件9-2与转子组件10之间均同轴设置。
在第二轴承室2-4和定子安装槽2-5内分别具有机械加工的环形空刀槽2-6。
本发明的电机结构能提高旋转变压器与电机本体的同轴度，避免了电机在运行过程中旋转变压器发生定转子干涉的状况，旋转变压器定子1-1过2个半圆形卡圈4与端盖2固定，旋转变压器转子1-2与轴10-2之间通过外锯齿锁紧垫圈6和防脱螺母7锁紧，避免了旋转变压器转子在转动过程中的左右窜动，半圆形卡圈4与端盖2之间通过锁紧螺钉5相固定，方便安装和拆卸，便于旋转变压器与电机本体信号调试，该安装结构易于旋转变压器的安装和拆卸，故在电机产品故障时，方便维修。
本发明另外提供上述电机结构的旋转变压器调试方法，具体包括以下步骤：
(1)将旋转变压器用2个半圆形卡圈安装在电机端盖内，锁紧螺钉先不要拧紧，旋转变压器定子可以自由转动；此时，电机除了后端盖、外锯齿锁紧垫圈、防脱螺母和V型密封圈不安装，其他组件均已装配完成；
(2)将旋转变压器的励磁端与信号发生器接通；
(3)将旋转变压器的正弦端或者余弦端和电机的任意两相分别与示波器的两通道接通；
(4)用外力转动电机转子组件，使电机和旋转变压器匀速运转，此时，示波器上会有两条正弦曲线，分别为电机信号和旋转变压器信号，观察两条正弦曲线零点是否重合(零点未重合时如图8所示)；
(5)保持电机转子转动，手动旋转旋转变压器定子，从而调整旋转变压器定子的位置，直至示波器中两条正弦曲线的零点重合为止，此时，电机与旋转变压器的零点即重合(零点重合参照图7所示)；
(6)拧紧2个半圆形卡圈上的螺钉，确定旋转变压器定子的位置，完成旋转变压器的调试。
该旋转变压器的调试方法能有效的对正旋转变压器与电机绕组的零点，操作简单，性能可靠。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种带有旋转变压器的电机结构，其特征在于，该电机结构包括壳体组件、转子组件、端盖、后盖、旋转变压器、2个半圆形卡圈、外锯齿锁紧垫圈和防脱螺母，所述壳体组件包括壳体和定子组件，定子组件安装在壳体内部腔体中，且壳体与定子组件之间通过定子键进行定位，在壳体的末端安装有端盖；
转子组件轴向置于壳体组件内部，转子组件包括转子铁芯、轴、磁钢、转子护套和动平衡环，所述转子铁芯过盈压装在轴上，防止轴和转子铁芯发生转动，磁钢粘接在转子铁芯上，转子护套涂胶并套在磁钢上，防止在电机转子高速旋转时磁钢发生离心脱落，动平衡环压装到轴上，紧贴转子铁芯两边，用于校准动平衡；
在轴身的左端安装有第一轴承，在轴身的右端依次设有第一台阶和第二台阶，在第一台阶处和第二台阶处分别安装有第二轴承和旋转变压器，第一轴承和第二轴承分别置于壳体和端盖内，所述旋转变压器包括旋转变压器定子和旋转变压器转子，旋转变压器定子置于端盖内，并且在旋转变压器定子的外周的环形定位槽中安装有2个半圆形卡圈，2个半圆形卡圈均通过锁紧螺钉固定在端盖上，从而实现旋转变压器与端盖的安装；
另外在轴的末端依次套装有外锯齿锁紧垫圈和防脱螺母，将旋转变压器转子与轴相固定锁紧，避免旋转变压器在轴上前后移动，最后在端盖的末端安装有后盖，轴末端从后盖的中心孔内穿出，并在中心孔处安装有V型密封圈，用于密封，防止杂质进入。
2.如权利要求1所述的一种带有旋转变压器的电机结构，其特征在于，所述端盖与壳体之间、后盖与端盖之间均通过止口配合安装。
3.如权利要求1所述的一种带有旋转变压器的电机结构，其特征在于，所述壳体上设有用于容纳第一轴承的第一轴承室。
4.如权利要求1所述的一种带有旋转变压器的电机结构，其特征在于，所述端盖包括端盖本体，所述端盖本体的中心处设有沿轴向设置的第一环形凸台，在所述第一环形凸台的内周面设有一圈径向的环形凸起，环形凸起的两侧分别形成用于容纳第二轴承的第二轴承室以及用于容纳旋转变压器定子的定子安装槽。
5.如权利要求1所述的一种带有旋转变压器的电机结构，其特征在于，所述第二轴承室的内径小于定子安装槽的内径。
6.如权利要求1所述的一种带有旋转变压器的电机结构，其特征在于，所述旋转变压器定子的环形定位槽两侧分别为第二环形凸台和第三环形凸台，第二环形凸台轴向置于定子安装槽中，所述第二环形凸台的轴向长度D1比定子安装槽的轴向长度D2长0.5mm。
7.如权利要求1所述的一种带有旋转变压器的电机结构，其特征在于，所述旋转变压器定子、旋转变压器转子、定子组件与转子组件之间均同轴设置。
8.如权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的带有旋转变压器的电机结构的旋转变压器调试方法，具体包括以下步骤：
(1)将旋转变压器用2个半圆形卡圈安装在电机端盖内，锁紧螺钉先不要拧紧，旋转变压器定子可以自由转动；此时，电机除了后端盖、外锯齿锁紧垫圈、防脱螺母和V型密封圈不安装，其他组件均已装配完成；
(2)将旋转变压器的励磁端与信号发生器接通；
(3)将旋转变压器的正弦端或者余弦端和电机的任意两相分别与示波器的两通道接通；
(4)用外力转动电机转子组件，使电机和旋转变压器匀速运转，此时，示波器上会有两条正弦曲线，分别为电机信号和旋转变压器信号，观察两条正弦曲线零点是否重合；
(5)保持电机转子转动，手动旋转旋转变压器定子，从而调整旋转变压器定子的位置，直至示波器中两条正弦曲线的零点重合为止，此时，电机与旋转变压器的零点即重合；
(6)拧紧2个半圆形卡圈上的螺钉，确定旋转变压器定子的位置，完成旋转变压器的调试。
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