CN112234787A - 一种定转子铁芯的高压三相异步电机 - Google Patents

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王啸
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Abstract

本发明公开一种定转子铁芯的高压三相异步电机，包括外壳、阶梯轴、定子总成和转子总成。定子总成包括外套管、定子铁芯以及内套管；外套管固定在外壳的内壁上；内套管固定在外套管内部；定子铁芯固定在内套管中，并供至少一组绕组缠绕；转子总成包括固定盘、磁环和转子铁芯；固定盘固定在阶梯轴上；转子铁芯设置在固定盘中；转子铁芯的圆周璧内侧环绕开设多个磁钢槽；磁钢槽沿转子铁芯周向的两侧设有狭缝；转子铁芯中间设有电驱铁心，电驱铁心中间开设轴孔；阶梯轴穿过轴孔；磁环固定在阶梯轴上，并与转子铁芯的两端隔开一段预设间隙。利用磁环产生旋转扭矩，减少磁泄露，并能将磁能转化的机械能集中在阶梯轴上，能够提高电机对电能的利用率。

Description

一种定转子铁芯的高压三相异步电机
技术领域
本发明涉及电机设备技术领域的一种三转子电机，尤其涉及一种定转子铁芯的高压三相异步电机。
背景技术
现有的电动机，其电能转换为机械能的实际转化效率比较低，理论上可能达到70-90％，实际上50％都不到。为了提升电动机的实际转化效率，一般的方式，如双转子电机充分利用了电机定子两极的磁能，但是电机定子南北两极之间的磁能无法利用上，这样大约浪费了百分之二十的磁能。由于电机的转子总成存在漏磁的现象，这样永磁体产生的磁场对电机通电后绕组产生的电磁场的作用力减弱，使磁能利用率大打折扣，从而降低对电能的转化率。
发明内容
为解决技术现有技术的不足，本发明提供一种定转子铁芯的高压三相异步电机。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种定转子铁芯的高压三相异步电机，包括：
外壳；
阶梯轴，其转动安装在外壳内；
定子总成，其包括外套管、定子铁芯以及内套管；外套管固定在外壳的内壁上；内套管固定在外套管内部；定子铁芯固定在内套管中，并供至少一组绕组缠绕；内套管固定在定子铁芯外，并包住定子铁芯；所述定子铁芯的圆周璧上开设多个电驱槽，多个电驱槽等间距的布置；定子铁芯中间设有放置槽，放置槽和电驱槽之间连通处设有凸棱；以及
转子总成，其包括固定盘、磁环和转子铁芯；固定盘固定在阶梯轴上，并与外壳隔开；转子铁芯设置在固定盘中，并被固定盘包住；所述转子铁芯的圆周璧内侧环绕开设多个磁钢槽；所述磁钢槽沿所述转子铁芯周向的两侧均设有狭缝；转子铁芯中间设有电驱铁心，电驱铁心的中间开设轴孔；所述阶梯轴穿过所述轴孔；磁环固定在阶梯轴上，并与转子铁芯的两端隔开一段预设间隙；所述转子铁芯的圆周璧外侧设有条状凹陷；所述条状凹陷和凸棱在转子铁芯安装于放置槽中时啮合。
进一步的，所述磁钢槽两侧的狭缝在远离所述转子铁芯的中心的方向上张开。
进一步的，外壳包括外筒、两个端盖以及分别与两个端盖对应的两个角接触球轴承；外筒通过螺柱套管与外套管固定；两个端盖分别盖在外筒的两端上，并通过另一部分螺柱套管与所述外筒固定；每个角接触球轴承固定在对应的端盖上，并套在阶梯轴上，使阶梯轴能相对端盖转动。
进一步的，电驱槽形状为马蹄形。
进一步的，定子铁芯由多个硅钢片叠压制成，且每个硅钢片的纵截面呈工字形；多个硅钢片固定在内套管的外壁上，所述绕组缠绕在所述硅钢片上。
本发明的有益效果是：该高压三相异步电机，其转子总成的磁环在定子总成的驱动下而转动，磁环产生旋转扭矩，同时转子安装在阶梯轴上，可以使定子上电磁铁产生的电磁场驱动转子在每时每刻都利用磁能，从而充分利用电能所产生的电磁能，而且将磁能转化的机械能集中在阶梯轴上，能够提高电机对电能的利用率。同时，利用该电机的逆向原理制作的发电机转化效率也能得到大幅度提升，实现对电能的超高效利用。
附图说明
图1为本发明三相异步电机阶梯轴和磁环位置关系示意图；
图2为本发明三相异步电机的立体图；
图3为本发明三相异步电机定子总成结构示意图；
图4为本发明三相异步电机转子总成结构示意图；
图5为本发明三相异步电机转子总成剖视图；
图中：1-外壳，2-阶梯轴，3-外套管，4-内套管，5-磁环，6-固定盘，7-定子铁芯，71-放置槽，72-电驱槽，73-凸棱，8-转子铁芯，81-磁钢槽，82-狭缝，83-电驱铁心，84-轴孔，11-螺柱套管,12-外筒，13-端盖，14-角接触球轴承。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参阅图1-5，本发明公开一种定转子铁芯的高压三相异步电机，包括外壳1、阶梯轴2、定子总成和转子总成。
阶梯轴2转动安装在外壳1内；外壳1包括外筒12、端盖13以及角接触球轴承14。外筒12为圆筒结构，其侧壁上开设多个定位孔。端盖13的数量为两个，这两个端盖13分别盖在外筒12的两端上。两个角接触球轴承14分别与两个端盖13对应，每个角接触球轴承14固定在对应的端盖13上，并套在阶梯轴2上，使阶梯轴2能相对端盖13转动。当然，外筒12和端盖13也可以为一体成型结构，并且该结构能够分为可拆卸式连接的两部分。
定子总成包括外套管3、定子铁芯7以及内套管4；外套管3固定在外壳1的内壁上；内套管4固定在外套管3内部；定子铁芯7固定在内套管4中，并供至少一组绕组缠绕；内套管4固定在定子铁芯7外，并包住定子铁芯7；所述定子铁芯7的圆周璧上开设多个电驱槽72，多个电驱槽72等间距的布置；定子铁芯7中间设有放置槽71，放置槽71和电驱槽72之间连通处设有凸棱73。定子铁芯7由多个硅钢片叠压制成，且每个硅钢片的纵截面呈工字形；多个硅钢片固定在内套管4的外壁上，所述绕组缠绕在所述硅钢片上。
转子总成包括固定盘6、磁环5和转子铁芯8；固定盘6固定在阶梯轴2上，并与外壳1隔开；转子铁芯8设置在固定盘6中，并被固定盘6包住；所述转子铁芯8的圆周璧内侧环绕开设多个磁钢槽81；所述磁钢槽81沿所述转子铁芯8周向的两侧均设有狭缝82；转子铁芯8中间设有电驱铁心83，电驱铁心83的中间开设轴孔84；所述阶梯轴2穿过所述轴孔84；磁环5固定在阶梯轴2上，并与转子铁芯8的两端隔开一段预设间隙；所述转子铁芯8的圆周璧外侧设有条状凹陷85；所述条状凹陷85和凸棱73在转子铁芯8安装于放置槽71中时啮合。所述磁钢槽81两侧的狭缝82在远离所述转子铁芯8的中心的方向上张开。
工作原理为：阶梯轴2利用角接触球轴承14相对端盖13转动；定子总成包括内套管4、定子铁芯7以及外套管3，外套管3固定在外壳1的内壁上，并包住定子铁芯7。定子铁芯7固定在外套管3中，并供至少一组绕组缠绕。内套管4固定在定子铁芯7中，阶梯轴2穿过内套管4。多个硅钢片固定于内套管4与外套管3之间。一部分螺柱套管11的插接端穿过外套管3，并固定在内套管4上。其中，外筒12通过螺柱套管11与外套管3固定，而两个端盖13通过另一部分螺柱套管11固定。这里需要说明的是，绕组可以作为定子总成的结构，并且与电机的外接电源端相连，这样在电机外接电源后，直流电会在绕组中产生电流，使定子总成产生电磁场。
内套管4和外套管3均由铝合金材质制作而成，同时外套管3的两端相较于中间部分更细，即为两个凹部。定子铁芯7由多个硅钢片叠压制成，且每个硅钢片的纵截面呈工字形。多个硅钢片固定在内套管4的外壁上，绕组缠绕在硅钢片上。绕组通电时产生电流，使得位于一个硅钢片两端分别具有相反的磁极。
转子总成磁环5和固定盘6的数量对应；固定盘6固定在阶梯轴2上，并与外壳1隔开。外套管3的两端分别位于固定盘6中，使得固定盘6和阶梯轴2能够相对外套管3转动。磁环5位于定子铁芯7沿轴向的两侧，并与定子铁芯7的两端隔开一段预设间隙。其中，该预设间隙的距离范围可以为0.1-0.5mm。磁环5为转子总成的转子，其能够与定子铁芯7的磁场相互作用，使阶梯轴2转动。这样，电磁场驱动转子在每时每刻都利用磁能，从而充分利用电能所产生的电磁能，而且将磁能转化的机械能集中在阶梯轴2上，能够提高电机对电能的利用率。并且，利用该电机的逆向原理制作的发电机转化效率也能得到大幅度提升，实现对电能的超高效利用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种定转子铁芯的高压三相异步电机，其特征在于，包括：
外壳(1)；
阶梯轴(2)，其转动安装在外壳(1)内；
定子总成，其包括外套管(3)、定子铁芯(7)以及内套管(4)；外套管(3)固定在外壳(1)的内壁上；内套管(4)固定在外套管(3)内部；定子铁芯(7)固定在内套管(4)中，并供至少一组绕组缠绕；内套管(4)固定在定子铁芯(7)外，并包住定子铁芯(7)；所述定子铁芯(7)的圆周璧上开设多个电驱槽(72)，多个电驱槽(72)等间距的布置；定子铁芯(7)中间设有放置槽(71)，放置槽(71)和电驱槽(72)之间连通处设有凸棱(73)；以及
转子总成，其包括固定盘(6)、磁环(5)和转子铁芯(8)；固定盘(6)固定在阶梯轴(2)上，并与外壳(1)隔开；转子铁芯(8)设置在固定盘(6)中，并被固定盘(6)包住；所述转子铁芯(8)的圆周璧内侧环绕开设多个磁钢槽(81)；所述磁钢槽(81)沿所述转子铁芯(8)周向的两侧均设有狭缝(82)；转子铁芯(8)中间设有电驱铁心(83)，电驱铁心(83)的中间开设轴孔(84)；所述阶梯轴(2)穿过所述轴孔(84)；磁环(5)固定在阶梯轴(2)上，并与转子铁芯(8)的两端隔开一段预设间隙；所述转子铁芯(8)的圆周璧外侧设有条状凹陷(85)；所述条状凹陷(85)和凸棱(73)在转子铁芯(8)安装于放置槽(71)中时啮合。
2.根据权利要求1所述的一种定转子铁芯的高压三相异步电机，其特征在于，所述磁钢槽(81)两侧的狭缝(82)在远离所述转子铁芯(8)的中心的方向上张开。
3.根据权利要求1所述的一种定转子铁芯的高压三相异步电机，其特征在于，外壳(1)包括外筒(12)、两个端盖(13)以及分别与两个端盖(13)对应的两个角接触球轴承(14)；外筒(12)通过螺柱套管(11)与外套管(3)固定；两个端盖(13)分别盖在外筒(12)的两端上，并通过另一部分螺柱套管(11)与所述外筒(12)固定；每个角接触球轴承(14)固定在对应的端盖(13)上，并套在阶梯轴(2)上，使阶梯轴(2)能相对端盖(13)转动。
4.根据权利要求1所述的一种定转子铁芯的高压三相异步电机，其特征在于，电驱槽(72)形状为马蹄形。
5.根据权利要求1所述的一种定转子铁芯的高压三相异步电机，其特征在于，定子铁芯(7)由多个硅钢片叠压制成，且每个硅钢片的纵截面呈工字形；多个硅钢片固定在内套管(4)的外壁上，所述绕组缠绕在所述硅钢片上。
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