CN111720347A - 一种基于低速大转矩调磁电机的工业风扇 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工业设备技术领域，具体涉及一种基于低速大转矩调磁电机的工业风扇，该工业风扇包括：内部设有容纳空间的旋转组件、设于容纳空间内的调磁电机以及固定在旋转组件外侧的扇叶；调磁电机包括：电机定子和套设于电机定子外侧的电机转子，电机定子与电机转子之间形成有气隙，电机定子包括定子铁轭、缠绕在定子铁轭上的线圈绕组以及固定在定子铁轭末端的定子调磁块，电机转子包括转子铁轭和贴设于转子铁轭内侧的转子永磁体组件，定子调磁块和转子永磁体组件均径向充磁。通过上述方式，相对于传统的工业风扇，本发明能够直接转矩输出带动扇叶运行，通过定子调磁块增加磁通量，提高电机转矩输出，减少机械损耗，提高电机效率。

Description

一种基于低速大转矩调磁电机的工业风扇
技术领域
本发明涉及工业设备技术领域，具体是涉及一种基于低速大转矩调磁电机的工业风扇。
背景技术
现有的工业风扇一般采用减速箱电机，结构复杂，不易保养和维护。减速箱电机采用减速齿轮箱对传统电机进行速度和转矩的变换，齿轮箱的存在不仅增加了系统的体积，由于齿轮间的机械摩擦，还不可避免地引入了振动和噪声，并且增加了润滑和维护的成本。
发明内容
本发明提供一种基于低速大转矩调磁电机的工业风扇，能够直接转矩输出带动扇叶运行，减少了机械损耗，提高了电机效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于低速大转矩调磁电机的工业风扇，包括：
内部设有容纳空间的旋转组件、设于所述容纳空间内的调磁电机以及固定在所述旋转组件外侧的扇叶；
所述调磁电机包括：电机定子和套设于所述电机定子外侧的电机转子，所述电机定子与所述电机转子之间形成有气隙，所述电机定子包括定子铁轭、缠绕在所述定子铁轭上的线圈绕组以及固定在所述定子铁轭末端的定子调磁块，所述电机转子包括转子铁轭和贴设于所述转子铁轭内侧的转子永磁体组件，所述定子调磁块和所述转子永磁体组件均径向充磁。
根据本发明的一个实施例，所述旋转组件包括：两端开口且内部中空的固定部、设于所述固定部内的固定轴、设于所述固定部的两端的第一壳体和第二壳体，所述固定轴穿设所述电机定子中心，所述转子铁轭的外侧与所述固定部的内壁固定连接，所述固定轴的一端穿设所述第一壳体并将所述第一壳体固定于所述固定部的一端，所述固定轴的另一端穿设所述第二壳体并将所述第二壳体固定于所述固定部的另一端。
根据本发明的一个实施例，所述固定部周侧设有沿所述扇叶的延伸方向部分延伸形成的凸块，所述扇叶一端与所述凸块的端面抵接并固定连接。
根据本发明的一个实施例，所述固定轴包括与所述电机定子固定连接的轴主体、位于所述轴主体一端的第一连接端和位于所述轴主体另一端的第二连接端，所述第一连接端与所述第一壳体固定连接，所述第二连接端与所述第二壳体固定连接。
根据本发明的一个实施例，所述固定轴上设有用于连接电缆线的通孔。
根据本发明的一个实施例，所述转子永磁体组件包括多个沿圆周方向均匀分布的条形永磁体，相邻两个所述条形永磁体的充磁方向相反。
根据本发明的一个实施例，所述定子铁轭末端设有两个定子齿，所述定子齿之间形成有定子齿槽，所述定子调磁块嵌套于所述定子齿槽中。
根据本发明的一个实施例，所述旋转组件由不导磁材料制成。
根据本发明的一个实施例，所述定子铁轭和所述转子铁轭由导磁材料制成。
本发明的有益效果是：调磁电机的电机定子在内侧，电机转子在外侧，方便电机转子直接带动扇叶作旋转运动，相对于传统的减速箱电机风扇，该工业风扇通过定子调磁块增加磁通量，提高电机转矩输出，减少机械损耗，提高电机效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的基于低速大转矩调磁电机的工业风扇的爆炸结构示意图；
图2是本发明实施例的基于低速大转矩调磁电机的工业风扇的立体结构示意图；
图3是本发明实施例的基于低速大转矩调磁电机的工业风扇侧视图；
图4是图3沿A-A向的剖面视图。
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。
本发明中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
图1是本发明实施例的基于低速大转矩调磁电机的工业风扇的的爆炸结构示意图，请参见图1，该工业风扇100包括内部设有容纳空间11的旋转组件10、设于容纳空间11内的调磁电机20以及固定在旋转组件10外侧的扇叶30。其中，调磁电机20包括电机定子21和套设于电机定子21外侧的电机转子22，电机定子21与电机转子22之间形成有气隙。
请参见图4，电机定子21包括定子铁轭211、缠绕在定子铁轭211上的线圈绕组212以及固定在定子铁轭211末端的定子调磁块213。定子调磁块213径向充磁。进一步地，定子铁轭211由导磁材料制成，更进一步地，定子铁轭211由硅钢片叠压制成，定子铁轭211设有中心轴孔2111。定子铁轭211的末端设有两个定子齿2112且定子齿2112之间形成有定子齿槽，定子调磁块213嵌套于定子齿槽中。
请参见图4，电机转子22包括转子铁轭221和贴设于转子铁轭221内侧的转子永磁体组件222，转子永磁体组件222径向充磁。转子铁轭221由导磁材料制成，更进一步地，转子铁轭221由硅钢片叠压制成。转子永磁体组件222包括多个沿圆周方向均匀分布的条形永磁体2221，相邻两个条形永磁体2221的充磁方向相反。
请参见图1、图3和图4，旋转组件10由不导磁材料制成，进一步地，旋转组件10包括：两端开口且内部中空的固定部12、设于固定部12内的固定轴13、设于固定部12的两端的第一壳体14和第二壳体15，固定轴13穿设电机定子的中心轴孔2111，转子铁轭221的外侧与固定部12的内壁固定连接，固定轴13的一端穿设第一壳体14并将第一壳体14固定于固定部12的一端，固定轴13的另一端穿设第二壳体15并将第二壳体15固定于固定部12的另一端。固定部12、第一壳体14和第二壳体15共同配合形成容纳空间11并将调磁电机20收容于容纳空间11内，如图2所示。
进一步，请参见图1和图2，固定部12周侧设有沿扇叶30的延伸方向部分延伸形成的凸块121，扇叶30一端与凸块121的端面抵接并固定连接。该设置方式能够使扇叶30更加稳定运行，减少晃动和噪音。
进一步地，请参见图1至图4，固定轴13包括与电机定子21的中心轴孔2111固定连接的轴主体131、位于轴主体131一端的第一连接端132和位于轴主体131另一端的第二连接端133，第一连接端132与第一壳体14固定连接，第二连接端133与第二壳体15固定连接。
请参见图2和图4，固定轴13上设有用于连接电缆线的通孔134，电源通过电缆线给调磁电机20供电。当线圈绕组212通电时，经过定子调磁块213增加磁力，在气隙中产生旋转磁场，驱动转子永磁体组件222带动整个电机转子22以及旋转组件10作旋转运动，从而带动固定在旋转组件10上的扇叶30作旋转运动，为工业厂房、大型体育馆等室内环境通风降温。
本实施例的电机定子21在内侧，电机转子22在外侧，方便直接带动扇叶30运行，基于磁场调制原理，在电机定子21上的线圈绕组212通三相激励源为电机提供能源输入，通过定子调磁块213增加磁通量，利用谐波磁场进行能量传输，提高了电机转矩输出，相对于传统的减速箱电机风扇，本实施例的工业风扇100能够避免机械齿轮中的摩擦和振动，减少了机械损耗，提高了电机效率。
本实施例的工业风扇100的主要尺寸参数如下，电机转子22、电机定子21以及固定部12的轴向长度为60mm，电机转子22的外径为150mm，内径为130mm。电机定子21和电机转子22间的气隙在径向上的宽度为0.5mm，电机定子21的径向外径为129mm，定子齿槽在径向上的长度为4mm，每个定子齿2112的宽度为4°，定子齿槽的宽度为5.2°，线圈绕组212在径向上的长度为13.5mm，定子铁轭211的中心轴孔2111为40mm，固定轴13的长度为150mm，第一壳体14和第二壳体15的直径为150mm，轴线长度为70mm，固定部12的内径为150mm，外径为190mm，扇叶30的长度为5000mm。
以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于低速大转矩调磁电机的工业风扇，其特征在于，包括：
内部设有容纳空间的旋转组件、设于所述容纳空间内的调磁电机以及固定在所述旋转组件外侧的扇叶；
所述调磁电机包括：电机定子和套设于所述电机定子外侧的电机转子，所述电机定子与所述电机转子之间形成有气隙，所述电机定子包括定子铁轭、缠绕在所述定子铁轭上的线圈绕组以及固定在所述定子铁轭末端的定子调磁块，所述电机转子包括转子铁轭和贴设于所述转子铁轭内侧的转子永磁体组件，所述定子调磁块和所述转子永磁体组件均径向充磁。
2.根据权利要求1所述的工业风扇，其特征在于，所述旋转组件包括：两端开口且内部中空的固定部、设于所述固定部内的固定轴、设于所述固定部的两端的第一壳体和第二壳体，所述固定轴穿设所述电机定子中心，所述转子铁轭的外侧与所述固定部的内壁固定连接，所述固定轴的一端穿设所述第一壳体并将所述第一壳体固定于所述固定部的一端，所述固定轴的另一端穿设所述第二壳体并将所述第二壳体固定于所述固定部的另一端。
3.根据权利要求2所述的工业风扇，其特征在于，所述固定部周侧设有沿所述扇叶的延伸方向部分延伸形成的凸块，所述扇叶一端与所述凸块的端面抵接并固定连接。
4.根据权利要求2所述的工业风扇，其特征在于，所述固定轴包括与所述电机定子固定连接的轴主体、位于所述轴主体一端的第一连接端和位于所述轴主体另一端的第二连接端，所述第一连接端与所述第一壳体固定连接，所述第二连接端与所述第二壳体固定连接。
5.根据权利要求2所述的工业风扇，其特征在于，所述固定轴上设有用于连接电缆线的通孔。
6.根据权利要求1所述的工业风扇，其特征在于，所述转子永磁体组件包括多个沿圆周方向均匀分布的条形永磁体，相邻两个所述条形永磁体的充磁方向相反。
7.根据权利要求1所述的工业风扇，其特征在于，所述定子铁轭末端设有两个定子齿，所述定子齿之间形成有定子齿槽，所述定子调磁块嵌套于所述定子齿槽中。
8.根据权利要求1所述的工业风扇，其特征在于，所述旋转组件由不导磁材料制成。
9.根据权利要求1所述的工业风扇，其特征在于，所述定子铁轭和所述转子铁轭由导磁材料制成。
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