CN112366864A - 电机转子、电机及电机转子的安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机转子、电机及电机转子的安装方法,电机转子包括转子屋,转子屋内具有沿转子屋轴向延伸的柱形腔,其特征在于,电机转子还包括多个转子铁芯和多个桥接筋板,转子铁芯和桥接筋板均为环形结构,且转子铁芯的外周面和桥接筋板的外周面均与柱形腔的内周面贴合;多个转子铁芯和多个桥接筋板沿柱形腔的轴向间隔设置,桥接筋板的侧面抵压同侧的转子铁芯,桥接筋板通过焊接固定在柱形腔内。本发明的电机转子避免了螺栓松动带来的风险,增强了转子铁芯的可靠性。转子铁芯的外周面可以完全贴合转子屋的内周面,结构整体性非常好,降低了局部微小振动的风险。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域,具体涉及一种电机转子、电机及电机转子的安装方法。
背景技术
永磁电机通过在外转子内壁安装多组永磁体模组作为其磁极,提供磁场。为了减小永磁体受到的各种腐蚀,提高永磁体使用效率及寿命,通常对永磁体进行封装制作成磁极模组。现有的永磁电机为了降低功率损耗通常在外转子内壁和磁极模组之间设置转子铁芯,转子铁芯一般为叠压完成的硅钢片。由于大型电机的外转子尺寸大,需要的转子铁芯尺寸相对也大,重量较重,一般通过在转子内壁上开燕尾槽或通过多组螺栓进行固定安装。使用燕尾槽结构安装,燕尾槽的铣削成本非常高,且加工难度大、耗时长。而如果使用螺栓安装,需要的螺栓数量众多,需要在转子壁上开很多孔,加工时间也比较多,加工成本也比较高,而且螺栓松动脱落的风险也难以消除。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中在电机转子中安装转子铁芯的成本高,螺栓容易脱落的缺陷,提供一种电机转子、电机及电机转子的安装方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
一种电机转子,包括转子屋,所述转子屋内具有沿所述转子屋轴向延伸的柱形腔,所述电机转子还包括多个转子铁芯和多个桥接筋板,所述转子铁芯和所述桥接筋板均为环形结构,且所述转子铁芯的外周面和所述桥接筋板的外周面均与所述柱形腔的内周面贴合;
多个所述转子铁芯和多个所述桥接筋板沿所述柱形腔的轴向间隔设置,所述桥接筋板的侧面抵压同侧的所述转子铁芯,所述桥接筋板通过焊接固定在所述柱形腔内。
在本方案中,采用上述结构,通过将转子屋内的转子铁芯分成多个并通过焊接的桥接筋板对其进行限位固定,使得转子铁芯不需要通过螺栓固定在转子屋内,避免了螺栓松动带来的风险,增强了转子铁芯的可靠性。另外,采用上述结构,不需在转子屋上进行铣槽,转子屋的柱形腔只需采用车削加工,车削成本相对较低,而铣削加工成本昂贵,极大节省了加工成本,且由于8米以上的大型铣削加工中心很少,转子屋的产能受到限制,而通过车削加工可以提高电机转子的产能。采用上述结构可以使转子铁芯在周向连成整体,能充分发挥铁芯的作用,最大降低损耗。并且,转子铁芯的外周面可以完全贴合转子屋的内周面,结构整体性非常好,降低了局部微小振动的风险。
较佳地,所述柱形腔为圆柱形腔体结构。
在本方案中,采用上述结构,方便进行车削加工。
较佳地,所述转子铁芯的内径和所述桥接筋板的内径相同,所述转子铁芯的内环面和所述桥接筋板的内环面形成环形内周面。
在本方案中,转子铁芯的内径和桥接筋板的内径相同便于使两者实现相同半径的内周面,方便安装磁极模组。
较佳地,所述电机转子还包括多个磁极模组,多个所述磁极模组固定在所述环形内周面上。
较佳地,所述磁极模组通过焊接固定于所述桥接筋板上。
在本方案中,通过焊接的方式将磁极模组固定在桥接筋板上,相比于通过螺栓固定,不仅可以固定牢固可靠,还能增加磁极模组的安装效率。
较佳地,多个所述磁极模组沿所述环形内周面的周向和轴向均匀排列。
在本方案中,保证电机转子工作时切割的磁感应线产生的电流的稳定。
较佳地,所述磁极模组具有基板,相邻所述磁极模组的基板在轴向和/或周向上焊接固定。
较佳地,所述转子铁芯包括多个铁芯块,多个所述铁芯块在周向上围成所述转子铁芯。
在本方案中,由于风力发电机的电机转子的周向长度较长,在周向上将转子铁芯分成多块,方便加工制造。
较佳地,所述桥接筋板包括多个筋板块,多个所述筋板块在周向上围成所述桥接筋板。
在本方案中,采用上述结构形式,方便桥接筋板的加工制造。
较佳地,所述转子屋的一端的端部具有连通所述柱形腔的开口,所述柱形腔内远离所述开口的一端设有环形凸台,所述环形凸台沿径向向所述柱形腔轴线方向延伸,其中一所述转子铁芯抵压在所述环形凸台靠近所述开口的侧面上。
在本方案中,采用上述结构,一方面可以预先确定转子屋内转子铁芯的固定位置,另一方面便于安装第一个转子铁芯时使其具有抵接面,便于桥接筋板对转子铁芯进行抵压和限位固定。
较佳地,所述转子屋上远离所述开口的一端具有端板,所述端板的中部设有连通所述柱形腔的第一通孔。
在本方案中,采用上述结构,便于后期安装其他电机部件。
较佳地,所述转子屋的一端的端部具有连通所述柱形腔的开口,所述转子屋上还具有盖板,所述盖板的中部设有连通所述柱形腔的第二通孔,所述盖板覆盖于所述开口上,所述盖板与所述转子屋可拆卸连接。
在本方案中,盖板采用可拆卸的方式,便于在安装前将转子铁芯和桥接筋板等放入柱形腔内进行安装。
一种电机,所述电机包含如上所述的电机转子。
一种电机转子的安装方法,所述电机转子为上述的电机转子,所述安装方法包括以下步骤:
S1、先将一个转子铁芯置于所述转子屋内的第一预设位置,然后将一个桥接筋板抵压在所述转子铁芯上,再通过焊接将所述桥接筋板固定在所述转子屋的柱形腔内;
S2、沿所述柱形腔的轴向按照步骤S1重复间隔安装转子铁芯和桥接筋板,并使相邻的转子铁芯和桥接筋板之间相互抵压,其中,最后一个桥接筋板固定在第二预设位置。
在本方案中,通过上述安装方法能够快速组装所需的电机转子,保证了每个转子铁芯都能被牢固的固定在转子屋内,避免转子铁芯松动影响电机转子的正常运行。
较佳地,在步骤S1和步骤S2中,通过压紧装置对所述转子铁芯和所述桥接筋板施加轴向力和径向力,以使所述转子铁芯和所述桥接筋板在轴向上相互抵压,并使所述转子铁芯和所述桥接筋板在径向上与所述柱形腔的内表面贴合。
在本方案中,通过压紧装置使得转子铁芯和桥接筋板之间以及转子铁芯和桥接筋板的外周面与柱形腔的内周面之间能够紧密贴合,避免了转子铁芯和桥接筋板在转子屋内安装产生歪斜而影响电机转子的工作性能。
较佳地,所述压紧装置包括径向伸缩组件和轴向伸缩组件;
所述径向伸缩组件包括径向伸缩件和径向抵压件,所述径向伸缩件的伸缩端安装有所述径向抵压件,所述径向抵压件的抵压面与所述转子铁芯和所述桥接筋板的内环面贴合;
所述轴向伸缩组件包括轴向伸缩件和轴向抵压件,所述轴向伸缩件的伸缩端安装有所述轴向抵压件,所述轴向抵压件的抵压面与所述桥接筋板的侧面贴合。
较佳地,所述电机转子还包括多个磁极模组,所述安装方法还包括以下步骤:
S3、将多个所述磁极模组沿轴向和周向安装在所述转子铁芯和所述桥接筋板形成的环形内周面上。
较佳地,所述磁极模组通过焊接固定在所述桥接筋板上。
在本方案中,通过焊接的方式将磁极模组固定在桥接筋板上,相比于通过螺栓固定,不仅可以固定牢固可靠,还能增加磁极模组的安装效率。
较佳地,所述磁极模组具有基板,相邻所述磁极模组的基板在轴向和/或周向上焊接固定。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实施例。
本发明的积极进步效果在于:本发明的电机转子通过将转子屋内的转子铁芯分成多个并通过焊接的桥接筋板对其进行限位固定,使得转子铁芯不需要通过螺栓固定在转子屋内,避免了螺栓松动带来的风险,增强了转子铁芯的可靠性。另外,采用上述结构,不需在转子屋内进行铣槽,转子屋的柱形腔只需采用车削加工,车削成本相对较低,而铣削加工成本昂贵,极大节省了加工成本,且由于8米以上的大型铣削加工中心很少,转子屋的产能受到限制,而通过车削加工可以提高电机转子的产能。采用上述结构可以使转子铁芯在周向连成整体,能充分发挥铁芯的作用,最大降低损耗。并且,转子铁芯的外周面可以完全贴合转子屋的内周面,结构整体性非常好,降低了局部微小振动的风险。
附图说明
图1为本发明较佳实施例中电机转子的结构示意图。
图2为图1中电机转子的剖视图。
图3为图2中A处结构放大图。
图4为图1中电机转子的另一角度的剖视图。
图5为图4中B处结构放大图。
图6为本发明较佳实施例中电机转子的焊接安装示意图。
图7为本发明较佳实施例中电机转子的安装方法的流程图。
附图标记说明:
转子屋1
柱形腔10
环形凸台11
端板12
第一通孔13
转子铁芯2
桥接筋板3
磁极模组4
基板41
永磁体42
盖板5
第二通孔51
压紧装置6
基柱61
轴向伸缩件62
轴向抵压件63
径向伸缩件64
径向抵压件65
焊接枪7
具体实施方式
下面通过具体实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在以下的实施例范围之中。
如图1-5所示,为本实施例的一种电机转子,包括转子屋1,转子屋1内具有沿转子屋1轴向延伸的柱形腔10,转子屋1的端部具有连通该柱形腔10的开口,电机转子还包括多个转子铁芯2和多个桥接筋板3,转子铁芯2和桥接筋板3均为环形结构,且转子铁芯2的外周面和桥接筋板3的外周面均与柱形腔10的内周面贴合;多个转子铁芯2和多个桥接筋板3沿柱形腔10的轴向间隔设置,桥接筋板3的侧面抵压同侧的转子铁芯2,桥接筋板3通过焊接固定在柱形腔10内。
该电机转子通过将转子屋1内的转子铁芯2分成多个并通过焊接的桥接筋板3对其进行限位固定,使得转子铁芯2不需要通过螺栓固定在转子屋1内,避免了螺栓松动带来的风险,增强了转子铁芯2的可靠性。另外,采用上述结构,不需在转子屋1内进行铣槽,转子屋1的柱形腔10只需采用车削加工,车削成本相对较低,而铣削加工成本昂贵,极大节省了加工成本,且由于8米以上的大型铣削加工中心很少,转子屋1的产能受到限制,而通过车削加工可以提高电机转子的产能。采用上述结构可以使转子铁芯2在周向连成整体,能充分发挥铁芯的作用,最大降低损耗。并且,转子铁芯2的外周面可以完全贴合转子屋1的内周面,结构整体性非常好,降低了局部微小振动的风险。
在本实施例中,该柱形腔10为圆柱形腔10体结构。采用圆柱形腔10体结构方便进行车削加工。
当然,在其他实施例中,柱形腔10的腔体也可为多面体内腔等结构,在此不再详细描述。
在本实施例中,转子铁芯2的内径和桥接筋板3的内径相同,转子铁芯2的内环面和桥接筋板3的内环面形成环形内周面。使转子铁芯2和桥接筋板3具有相同半径的内环面,方便安装磁极模组4。
当然,在其他实施例中,转子铁芯2的内径和桥接筋板3的内径也可不相同,例如,转子铁芯2的内径大于桥接筋板3的内径,使桥接筋板3的内环面突出于转子铁芯2的内环面,方便焊接安装磁极模组4。
再次参照图1-4,本实施例中的电机转子还包括多个磁极模组4,多个磁极模组4固定在环形内周面上。其中,磁极模组4通过焊接固定于桥接筋板3上。通过焊接的方式将磁极模组4固定在桥接筋板3上,相比于通过螺栓固定,不仅可以固定牢固可靠,还能增加磁极模组4的安装效率。
磁极模组4在安装时沿环形内周面的周向和周向均匀排列。这样可以保证电机转子工作时切割的磁感应线产生的电流的稳定。
如图2和图4所示,在本实施例中,磁极模组4包括基板41和永磁体42,磁极模组4通过基板41固定在桥接筋板3上,相邻磁极模组4的基板41之间也焊接固定。
基板41在焊接时可分为两个方向,其一为轴向方向,即如磁极模组4之间;其二为周向方向,且周向磁钢模组基板41可以焊接成整体,以提高支撑能力。焊接时,焊缝处应当有合适的空间。在承载力足够的情况下,也可以只焊接一个方向或者交替焊接。
具体地,本实施例电机转子的焊接部位有:桥接筋板3和转子屋1之间、桥接筋板3和磁极模组4的基板41之间以及磁极模组4的基板41与基板41之间。焊接可以为连续焊接或点焊。
由于风力发电机的电机转子的周向长度较长,而转子铁芯2是由多个薄片状的硅钢片叠加而成,大尺寸的薄片加工不变。因此,在本实施例中,将硅钢片在周向上分成多个分片状进行加工,再将多个相同结构的分片状的硅钢片叠加成铁芯块,最后将铁芯块组装成圆环状的转子铁芯2,极大地方便加工制造,降低废品率。
同样,在本实施例中,为了方便桥接筋板3的加工制造以及安装,桥接筋板3也包括多个筋板块,多个筋板块在周向上围成桥接筋板3。
当然,在其他实施方式中,桥接筋板3也可为一整块圆环结构,转子铁芯2的硅钢片也可为一整体圆环结构。
如图2所示,柱形腔10内远离开口的一端设有环形凸台11,环形凸台11沿径向向柱形腔10轴线方向延伸,其中一转子铁芯2抵压在环形凸台11靠近开口的侧面上。采用上述结构,一方面可以预先确定转子屋1内转子铁芯2的固定位置,另一方面便于安装第一个转子铁芯2时使其具有抵接面,便于桥接筋板3对转子铁芯2进行抵压和限位固定。
上述环形凸台11的形成可在对转子屋1进行车削时预留,与转子屋1为一体结构,也可在转子屋1加工完毕后另外安装固定形成。
在其他实施例中,也可以不设置环形凸台11,通过焊接桥接筋板3代替该环形凸台11。或者,该环形凸台11也可为不连续的多个凸台组成。在此不再赘述。
如图2所示,转子屋1上远离开口的一端具有端板12,端板12的中部设有连通柱形腔10的第一通孔13。设置端板12便于后期安装其他电机部件。
再次参照图2所示,本实施例的转子屋1上还具有盖板5,盖板5的中部设有连通柱形腔10的第二通孔51,盖板5覆盖于开口上,盖板5与转子屋1可拆卸连接。盖板5采用可拆卸的方式,便于在安装前将转子铁芯2和桥接筋板3等放入柱形腔10内进行安装。
本实施例还公开了一种电机,该电机使用上述的电机转子。
如图7所示,本实施例还公开了一种电机转子的安装方法,电机转子为上述的电机转子,安装方法包括以下步骤:
S1、先将一个转子铁芯2置于转子屋1内的第一预设位置,然后将一个桥接筋板3抵压在转子铁芯2上,再通过焊接将桥接筋板3固定在转子屋1的柱形腔10内;
S2、沿柱形腔10的轴向向开口方向按照步骤S1重复间隔安装转子铁芯2和桥接筋板3,并使相邻的转子铁芯2和桥接筋板3之间相互抵压,其中,最后一个桥接筋板3固定在第二预设位置;
S3、将多个磁极模组4沿轴向和周向安装在转子铁芯2和桥接筋板3形成的环形内周面上。在该步骤中,通过焊接的方式将磁极模组4固定在桥接筋板3上,相比于通过螺栓固定,不仅可以固定牢固可靠,还能增加磁极模组4的安装效率。其中,将相邻磁极模组4的基板41在轴向和周向上焊接固定。
本实施例的电机转子通过上述安装方法能够快速组装所需的电机转子,保证了每个转子铁芯2都能被牢固的固定在转子屋1内,避免转子铁芯2松动影响电机转子的正常运行。
如图6所示,在步骤S1和步骤S2中,通过压紧装置6对转子铁芯2和桥接筋板3施加轴向力和径向力,以使转子铁芯2和桥接筋板3在轴向上相互抵压,并使转子铁芯2和桥接筋板3在径向上与柱形腔10的内表面贴合。在步骤S2中,通过焊接枪7对固定好位置的桥接筋板3进行焊接。
通过压紧装置6使得转子铁芯2和桥接筋板3之间以及转子铁芯2和桥接筋板3的外周面与柱形腔10的内周面之间能够紧密贴合,避免了转子铁芯2和桥接筋板3在转子屋1内安装产生歪斜而影响电机转子的工作性能。
如图6所示,在本实施例中,压紧装置6包括基柱61、径向伸缩组件和轴向伸缩组件,径向伸缩组件和轴向伸缩组件分别安装在基柱61上。径向伸缩组件包括径向伸缩件64和径向抵压件65,径向伸缩件64的伸缩端安装有径向抵压件65,径向抵压件65的抵压面与转子铁芯2和桥接筋板3的内环面贴合。轴向伸缩组件包括轴向伸缩件62和轴向抵压件63,轴向伸缩件62的伸缩端安装有轴向抵压件63,轴向抵压件63的抵压面与桥接筋板3的侧面贴合。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这仅是举例说明,本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (19)
1.一种电机转子,包括转子屋,所述转子屋内具有沿所述转子屋轴向延伸的柱形腔,其特征在于,所述电机转子还包括多个转子铁芯和多个桥接筋板,所述转子铁芯和所述桥接筋板均为环形结构,且所述转子铁芯的外周面和所述桥接筋板的外周面均与所述柱形腔的内周面贴合;
多个所述转子铁芯和多个所述桥接筋板沿所述柱形腔的轴向间隔设置,所述桥接筋板的侧面抵压同侧的所述转子铁芯,所述桥接筋板通过焊接固定在所述柱形腔内。
2.如权利要求1所述的电机转子,其特征在于,所述柱形腔为圆柱形腔体结构。
3.如权利要求1所述的电机转子,其特征在于,所述转子铁芯的内径和所述桥接筋板的内径相同,所述转子铁芯的内环面和所述桥接筋板的内环面形成环形内周面。
4.如权利要求3所述的电机转子,其特征在于,所述电机转子还包括多个磁极模组,多个所述磁极模组固定在所述环形内周面。
5.如权利要求4所述的电机转子,其特征在于,所述磁极模组通过焊接固定于所述桥接筋板上。
6.如权利要求4所述的电机转子,其特征在于,多个所述磁极模组沿所述环形内周面的周向和轴向均匀排列。
7.如权利要求6所述的电机转子,其特征在于,所述磁极模组具有基板,相邻所述磁极模组的基板在轴向和/或周向上焊接固定。
8.如权利要求1所述的电机转子,其特征在于,所述转子铁芯包括多个铁芯块,多个所述铁芯块在周向上围成所述转子铁芯。
9.如权利要求1所述的电机转子,其特征在于,所述桥接筋板包括多个筋板块,多个所述筋板块在周向上围成所述桥接筋板。
10.如权利要求1所述的电机转子,其特征在于,所述转子屋的一端的端部具有连通所述柱形腔的开口,所述柱形腔内远离所述开口的一端设有环形凸台,所述环形凸台沿径向向所述柱形腔轴线方向延伸,其中一个所述转子铁芯抵压在所述环形凸台靠近所述开口的侧面上。
11.如权利要求10所述的电机转子,其特征在于,所述转子屋上远离所述开口的一端具有端板,所述端板的中部设有连通所述柱形腔的第一通孔。
12.如权利要求1所述的电机转子,其特征在于,所述转子屋的一端的端部具有连通所述柱形腔的开口,所述转子屋上还具有盖板,所述盖板的中部设有连通所述柱形腔的第二通孔,所述盖板覆盖于所述开口上,所述盖板与所述转子屋可拆卸连接。
13.一种电机,其特征在于,所述电机包含如权利要求1-12任意一项所述的电机转子。
14.一种电机转子的安装方法,其特征在于,所述电机转子为权利要求1所述的电机转子,所述安装方法包括以下步骤:
S1、先将一个转子铁芯置于所述转子屋内的第一预设位置,然后将一个桥接筋板抵压在所述转子铁芯上,再通过焊接将所述桥接筋板固定在所述转子屋的柱形腔内;
S2、沿所述柱形腔的轴向按照步骤S1重复间隔安装转子铁芯和桥接筋板,并使相邻的转子铁芯和桥接筋板之间相互抵压,其中,最后一个桥接筋板固定在第二预设位置。
15.如权利要求14所述的电机转子的安装方法,其特征在于,在步骤S1和步骤S2中,通过压紧装置对所述转子铁芯和所述桥接筋板施加轴向力和径向力,以使所述转子铁芯和所述桥接筋板在轴向上相互抵压,并使所述转子铁芯和所述桥接筋板在径向上与所述柱形腔的内表面贴合。
16.如权利要求15所述的电机转子的安装方法,其特征在于,所述压紧装置包括径向伸缩组件和轴向伸缩组件;
所述径向伸缩组件包括径向伸缩件和径向抵压件,所述径向伸缩件的伸缩端安装有所述径向抵压件,所述径向抵压件的抵压面与所述转子铁芯和所述桥接筋板的内环面贴合;
所述轴向伸缩组件包括轴向伸缩件和轴向抵压件,所述轴向伸缩件的伸缩端安装有所述轴向抵压件,所述轴向抵压件的抵压面与所述桥接筋板的侧面贴合。
17.如权利要求14所述的电机转子的安装方法,其特征在于,所述电机转子还包括多个磁极模组,所述安装方法还包括以下步骤:
S3、将多个所述磁极模组沿轴向和周向安装在所述转子铁芯和所述桥接筋板形成的环形内周面上。
18.如权利要求17所述的电机转子的安装方法,其特征在于,所述磁极模组通过焊接固定在所述桥接筋板上。
19.如权利要求17所述的电机转子的安装方法,其特征在于,所述磁极模组具有基板,相邻所述磁极模组的基板在轴向和/或周向上焊接固定。
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