CN111697782A - 一种包括专用控制器和旋转变压器的无槽无刷槽筒永磁同步电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种包括专用控制器和旋转变压器的无槽无刷槽筒永磁同步电机，涉及电机领域。该有专用控制器和旋转变压器的无槽无刷槽筒永磁同步电机，包括电机壳体、电机后盖、电机前盖，所述电机前盖和电机后盖分别固定连接在电机壳体的前后两端，所述电机后盖靠前端侧壁中心处固定设置有后凸台，所述电机前盖靠后端侧壁中心固定设置有前凸台，所述前凸台的内端设置有前轴承，所述后凸台的内端设置有后轴承，所述前轴承的内端转动设置有主轴。通过该有专用控制器和旋转变压器的无槽无刷槽筒永磁同步电机的使用，可以降低电机的整体结构复杂度，便于生产，提高电机的工作效率、工作精度和过载能力。
Description
技术领域
本发明涉及电机设计与制造技术领域，具体为一种包括专用控制器和旋转变压器的无槽无刷槽筒永磁同步电机。
背景技术
电机是一种以磁场为媒介进行电能和机械能相互转换的机电设备，电机中定子槽数与转子极数之间的关系称为极槽配合，不同的极槽配合可改变电机的绕组因数、效率、齿槽转矩等属性，所述属性对电机的性能有很大影响。传统的盘式电机每个定子的槽数和转子极数都相同，这使得每个定子和转子等效成的电机的属性都相同，无法产生不同定子之间的性能互补，不利于提高多盘式电机的整体性能。
旋转变压器作为永磁同步电机的位置传感器对调零精度、产品工艺及抗干扰能力要求越来越高，现有旋转变压存在不足之处是：(1)螺纹孔是滑槽式的，在调节旋变时拆装螺丝旋变将受到一个旋转的力，会带动旋变转动影响调零，同时对接触面损伤严重导致螺栓断裂；(2)由于永磁同步电机转子是永磁体，对旋转变压器的干扰十分严重。
现有技术中，未能提出采用多极槽配合的多定转子结构以改进盘式电机性能的技术。有槽电机铁心冲片的内圆(外转子电机则为外圆)结构是齿和槽相间布置的，用槽嵌放线圈，用齿构成磁路传导磁通，由于齿很窄，齿磁密高，齿部发热严重，因此齿部损耗大；有槽结构磁气隙小，磁极无护套时就等于机械气隙，磁极有护套时就等于机械气隙加上护套厚度，单边磁气隙随产品大小不同其可寻数据在0.04-0.80毫米范围内变化，这样小的磁气隙对绕组通电后的电枢反应的抵抗能力是有限的，所以要限制绕组过载电流的大小，以免永磁体磁极因过载电流的反充磁而去磁，导致电机功能丧失；同时现有电机中装有电刷，存在能耗高的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种包括专用控制器和旋转变压器的无槽无刷槽筒永磁同步电机，解决了现有电机齿部发热严重、损耗严重，涡流损耗较大、结构复杂、功率低、过载能力较弱的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种包括专用控制器和旋转变压器的无槽无刷槽筒永磁同步电机，包括电机壳体、电机后盖、电机前盖，所述电机前盖和电机后盖分别固定连接在电机壳体的前后两端，所述电机后盖靠前端侧壁中心处固定设置有后凸台，所述电机前盖靠后端侧壁中心固定设置有前凸台，所述前凸台的内端设置有前轴承，所述后凸台的内端设置有后轴承，所述前轴承的内端转动设置有主轴，所述主轴的后端固定设置有高精度旋转变压器，所述高精度旋转变压器转动连接在后轴承内端，所述主轴的中端轴身上固定套设有转子铁芯，所述转子铁芯的外端固定套设有永磁体，所述电机壳体的内壁上固定设置有定子铁芯，所述定子铁芯的内壁上设置有定子绕组，所述后凸台靠前端侧壁上固定设置有多个安装柱，所述多个安装柱的前端通过螺钉固定安装有专用内置控制器。
优选的，所述电机前盖和电机后盖的边侧板身上分别开设有多个二号螺孔和多个一号螺孔，所述电机前盖和电机后盖分别通过多个二号螺孔和多个一号螺孔使用螺栓与电机壳体固定连接。
优选的，所述高精度旋转变压器与电机后盖的内壁之间设置有波形垫。
优选的，所述电机壳体的外端设置有电源线，所述电源线的一端贯穿电机壳体且与专用内置控制器电性连接。
优选的，所述电源线贯穿电机壳体处的外端固定嵌接由橡胶线圈。
优选的，所述定子绕组设置成整体式圆筒形结构的筒形线圈，且线圈的整体性好、强度高，所述定子绕组的形状与定子铁芯的内壁形状相契合。
优选的，所述定子铁芯的两侧端均固定设置有铁芯绝缘板。
本发明提供了一种包括专用控制器和旋转变压器的无槽无刷槽筒永磁同步电机。具备以下有益效果：
1、相较于现有装置，该电机设置有专用控制器，可以降低电机低速抖动，提高效率，采用高精度旋转变压器进行转速和角度测量，可以提高电机的精度，同时该电机内的高精度旋转变压器后置设置在后凸台内，位置稳定且离永磁体较远，受影响较小。
2、相较于现有装置，该电机的整体结构复杂程度降低，有利于专业化生产。
3、相较于现有装置，该电机采用无槽设置，使得电机没有齿部消耗损，无槽电机的磁路较弱，自然整台电机的涡流损耗就相对较小，同时电机取消齿槽后，扩大了绕组的布置空间，这就可以或者加粗铜线的截面以提高电机的电流等级，或者增加绕组的匝数以提高电机的电压等级，或者对上述二者兼而顾之，最终实现比有槽电机大的功率/体积比，电机功率增大而损耗却变化不大，同样大小的损耗，功率大者效率自然高。
4、相较于现有有槽电机，无槽电机的单边磁气隙随产品大小不同其可寻数据在3-12毫米范围内变化，磁阻相当大，有效地扼制了过载电流的去磁作用，绕组因发热而损坏才是限制过载电流的主要原因，所以，无槽结构的电机瞬间过载10倍以上是常见的事，其过载能力是任何电机、其中也包括有槽无刷直流电机所无法比拟的。
附图说明
图1为本发明结构的内部结构示意图；
图2为本发明结构的主轴横截面视图。
其中，1、电机壳体；2、电机后盖；3、电机前盖；4、主轴；5、前轴承；6、后轴承；7、永磁体；8、定子绕组；9、定子铁芯；10、铁芯绝缘板；11、专用内置控制器；12、波形垫；13、高精度旋转变压器；14、一号螺孔；15、二号螺孔；16、电源线；17、橡胶线圈；18、安装柱；19、转子铁芯；20、后凸台；21、前凸台。
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。
实施例：
如图1-2所示，本发明实施例提供一种包括专用控制器和旋转变压器的无槽无刷槽筒永磁同步电机，包括电机壳体1、电机后盖2、电机前盖3，电机前盖3和电机后盖2分别固定连接在电机壳体1的前后两端，电机后盖2靠前端侧壁中心处固定设置有后凸台20，电机前盖3靠后端侧壁中心固定设置有前凸台21，前凸台21的内端设置有前轴承5，后凸台20的内端设置有后轴承6，前轴承5的内端转动设置有主轴4，主轴4的后端固定设置有高精度旋转变压器13，高精度旋转变压器13转动连接在后轴承6内端，高精度旋转变压器13可以进行转速和角度测量，可以提高电机的精度，主轴4的中端轴身上固定套设有转子铁芯19，转子铁芯19的外端固定套设有永磁体7，电机壳体1的内壁上固定设置有定子铁芯9，定子铁芯9的内壁上设置有定子绕组8，定子铁芯9采用无槽设计，定子绕组8直接设置在定子铁芯9的内端，有槽电机的定子的铁芯冲片的内圆结构是齿和槽相间布置的，用槽嵌放绕组线圈，用齿构成磁路传导磁通，由于齿很窄，齿磁密高，齿部发热严重，因此齿部损耗大，而无槽电机没有这部分损耗，电机内的铜线和空气一样是不导磁的，磁力线穿过时磁阻很大，电机无槽以后势必增加整个磁路的磁阻，因此，相对有槽电机而言，无槽电机的磁路较弱，使得整台电机的涡流损耗就相对较小，电机的定子铁芯冲片取消齿槽后，扩大了绕组的布置空间，这就可以加粗铜线的截面以提高电机的电流等级，或者增加绕组的匝数以提高电机的电压等级，或者对上述二者兼而顾之，最终实现比有槽电机大的功率/体积比，电机功率增大而损耗却变化不大，同样大小的损耗，功率大者效率自然高，后凸台20靠前端侧壁上固定设置有多个安装柱18，多个安装柱18的前端通过螺钉固定安装有专用内置控制器11，专用内置控制器11的设计可以降低电机低速抖动，提高电机工作效率。
电机前盖3和电机后盖2的边侧板身上分别开设有多个二号螺孔15和多个一号螺孔14，电机前盖3和电机后盖2分别通过多个二号螺孔15和多个一号螺孔14使用螺栓与电机壳体1固定连接，高精度旋转变压器13与电机后盖2的内壁之间设置有波形垫12，波形垫12可以防止高精度旋转变压器13松动，缓冲击，具备良好的弹性及抗冲击等性能，电机壳体1的外端设置有电源线16，电源线16的一端贯穿电机壳体1且与专用内置控制器11电性连接，电源线16贯穿电机壳体1处的外端固定嵌接由橡胶线圈17，定子绕组8设置成整体式圆筒形结构的筒形线圈，且线圈的整体性好、强度高，定子绕组8的形状与定子铁芯9的内壁形状相契合，定子铁芯9的两侧端均固定设置有铁芯绝缘板10。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种包括专用控制器和旋转变压器的无槽无刷槽筒永磁同步电机，包括电机壳体(1)、电机后盖(2)、电机前盖(3)，其特征在于：所述电机前盖(3)和电机后盖(2)分别固定连接在电机壳体(1)的前后两端，所述电机后盖(2)靠前端侧壁中心处固定设置有后凸台(20)，所述电机前盖(3)靠后端侧壁中心固定设置有前凸台(21)，所述前凸台(21)的内端设置有前轴承(5)，所述后凸台(20)的内端设置有后轴承(6)，所述前轴承(5)的内端转动设置有主轴(4)，所述主轴(4)的后端固定设置有高精度旋转变压器(13)，所述高精度旋转变压器(13)转动连接在后轴承(6)内端，所述主轴(4)的中端轴身上固定套设有转子铁芯(19)，所述转子铁芯(19)的外端固定套设有永磁体(7)，所述电机壳体(1)的内壁上固定设置有定子铁芯(9)，所述定子铁芯(9)的内壁上设置有定子绕组(8)，所述后凸台(20)靠前端侧壁上固定设置有多个安装柱(18)，所述多个安装柱(18)的前端通过螺钉固定安装有专用内置控制器(11)。
2.根据权利要求1所述的一种包括专用控制器和旋转变压器的无槽无刷槽筒永磁同步电机，其特征在于：所述电机前盖(3)和电机后盖(2)的边侧板身上分别开设有多个二号螺孔(15)和多个一号螺孔(14)，所述所述电机前盖(3)和电机后盖(2)分别通过多个二号螺孔(15)和多个一号螺孔(14)使用螺栓与电机壳体(1)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种包括专用控制器和旋转变压器的无槽无刷槽筒永磁同步电机，其特征在于：所述高精度旋转变压器(13)与电机后盖(2)的内壁之间设置有波形垫(12)。
4.根据权利要求1所述的一种包括专用控制器和旋转变压器的无槽无刷槽筒永磁同步电机，其特征在于：所述电机壳体(1)的外端设置有电源线(16)，所述电源线(16)的一端贯穿电机壳体(1)且与专用内置控制器(11)电性连接。
5.根据权利要求4所述的一种包括专用控制器和旋转变压器的无槽无刷槽筒永磁同步电机，其特征在于：所述电源线(16)贯穿电机壳体(1)处的外端固定嵌接由橡胶线圈(17)。
6.根据权利要求1所述的一种包括专用控制器和旋转变压器的无槽无刷槽筒永磁同步电机，其特征在于：所述定子绕组(8)设置成整体式圆筒形结构的筒形线圈，且线圈的整体性好、强度高，所述定子绕组(8)的形状与定子铁芯(9)的内壁形状相契合。
7.根据权利要求1所述的一种包括专用控制器和旋转变压器的无槽无刷槽筒永磁同步电机，其特征在于：所述定子铁芯(9)的两侧端均固定设置有铁芯绝缘板(10)。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20200922 |