CN115065196B - 一种电机内防噪架及防噪电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机内防噪架及防噪电机，属于电机改造技术领域，在设计上主要在三相异步电机上进行改进，包括防尘罩、活动铁芯、活动架和限位盘，防尘罩设置在活动架外沿，用于阻挡灰尘进入，防止造成绝缘漏电或短路事故。活动架内周向布置有若干活动铁芯，本申请在电机的结构设计上，将若干活动铁芯插入限位盘内，限位盘设置在活动架的端部，利用限位盘与活动架之间相互作用，形成传动副，使得若干活动铁芯在活动架内同步移动，由此通过调节活动铁芯来改变三相异步电机的气隙距离，继而调节气隙中的磁场避免定、转子铁芯产生磁滞收缩和振动，从而有效减少电机由此产生的电磁噪声。

Description

一种电机内防噪架及防噪电机

技术领域

本发明涉及电机改造技术领域，具体涉及一种电机内防噪架及防噪电机。

背景技术

电机运行中噪音大的原因很多，归纳起来主要有以下两种，1电磁噪声：电磁噪声主要是由于硅钢片制作的绕组在通电时磁路饱和，产生高分贝电磁声，并同时大量发热。2.机械噪声：电机转动部分和静止部分发生摩擦而产生振动而引发的噪声。目前现有技术还是通过提高电机稳定性，在电机机壳两侧进行防振处理，该防振结构可减弱电机端盖与电机机壳之间的振动从而达到降噪的目的（参见[中国发明] CN201710872003.8 一种降噪、散热电机）。

针对电机这两个噪声源，我方提出了一种新的改造方法，即通过调节硅钢片的位置来改变气隙磁场的切向分量，防止径向电磁力波与定子的固有频率接近而引起共振，由此来减少电磁噪声，同时通过电机带动压缩叶轮形成压缩气流，并作用在空气轴承上，通过在空气轴承上形成空气膜来降低机械噪声，综合此两点来达到降噪的目的。

发明内容

为此，本发明提供一种电机内防噪架及防噪电机，以解决现有技术中由于磁路饱和滚动轴承摩擦而导致的电机运行噪音过大的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，

本发明公开了一种电机内防噪架，包括防尘罩、活动铁芯、活动架和限位盘，所述防尘罩设置在活动架外沿，所述活动架内周向布置有若干活动铁芯，若干所述活动铁芯插入限位盘内，所述限位盘设置在活动架的端部。

进一步的，所述活动架包括导向盘、铁芯导向架、直槽口和线圈，若干所述活动铁芯分别插设在铁芯导向架内，所述铁芯导向架上缠绕有线圈，所述铁芯导向架两端固定设置有导向盘，所述导向盘沿径向设置有若干个与活动铁芯数量对应的直槽口。

进一步的，所述限位盘包括转盘和圆弧槽口，所述铁芯导向架上同轴设置有转盘，所述转盘周向设置有若干圆弧槽口，若干所述圆弧槽口与直槽口一一对应。

进一步的，所述活动铁芯包括定轴、硅钢片组、安装基座和螺孔，所述圆弧槽口与直槽口的交汇处插设有定轴，所述定轴固定设置在安装基座内，所述安装基座底部固定设置有硅钢片组，所述安装基座顶部设置有螺孔，所述螺孔内插设有螺栓。

根据本发明的第二方面，

本发明公开了一种电机内防噪架，应用如上所提出的一种电机内防噪架，还包括第一空气轴承、第二空气轴承、压缩叶轮、外导气壳、笼式主轴、加速风扇和内导气壳，所述电机内防噪架内设置有笼式主轴，所述笼式主轴的一端与压缩叶轮同轴传动连接，所述笼式主轴的另一端与加速风扇同轴传动连接，所述加速风扇上设置有第二空气轴承，所述电机内防噪架外设置有内导气壳，所述内导气壳的端部设置有第一空气轴承，所述内导气壳外部设置有外导气壳。

进一步的，所述笼式主轴包括端环、导电条和空心主轴，所述空心主轴两端设置有一对端环，一对所述端环之间通过若干导电条相连，若干所述导电条圆周均匀布置在空心主轴周围，所述空心主轴位于电机内防噪架的中心处。

进一步的，所述内导气壳包括内导气通道、第一导气筒、补气通道和封盖，所述电机内防噪架位于第一导气筒的轴心处，所述第一导气筒的筒壁内设有导气通道，所述导气通道的一端与补气通道连通，所述补气通道设置在封盖内，所述封盖固定设置在第一导气筒的开口端，所述封盖中心处设置有第一空气轴承，所述第一空气轴承与补气通道连通。

进一步的，所述加速风扇包括扇叶主轴、喷气孔、聚气筒和高速扇叶，所述空心主轴的一端与扇叶主轴相连，所述扇叶主轴侧面设置有喷气孔，所述扇叶主轴插设在聚气筒的中心处，所述聚气筒与导气通道的另一端连通，所述聚气筒的中心处设置有第二空气轴承，所述扇叶主轴端部设置有高速扇叶。

进一步的，所述压缩叶轮包括输出轴、工作轮和空心轴，所述第二空气轴承套设在空心轴上，所述空心轴与工作轮连通，所述工作轮中心处设置有输出轴。

进一步的，所述外导气壳包括叶轮保护罩、进气孔、第二导气筒和排气孔，所述工作轮设置在叶轮保护罩内，所述叶轮保护罩侧面设置有进气孔，所述叶轮保护罩安装在第二导气筒的一端，所述第二导气筒的另一端设置有排气孔。

本发明具有如下优点：

本技术方案通过利用电机笼式主轴自转来带动工作轮转动，产生的压缩气流作用在第二空气轴承上，并经过高速扇叶加速作用在第一空气轴承上，由此使得转子在第一空气轴承和第二空气轴承上转动，从而大幅降低轴承处的摩擦作用，并降低由此而产生的机械噪声；其次，位于笼式主轴外的电机内防噪架内装有活动铁芯，在使用时，通过调节安装基座的安装位置，即可调整定子与转子之间气隙中的磁场(包括基波磁场和各种高次谐波磁场)，继而调整由此产生的周期性变化的径向力或不平衡的磁场力，从而缓解定、转子铁芯产生磁滞收缩和振动，从而有效减少电机由此产生的电磁噪声。综合以上两项来实现电机防噪音的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明提供的一种防噪电机的剖视图；

图2为本发明提供的一种电机内防噪架的限位盘主视图；

图3为本发明提供的一种电机内防噪架的活动铁芯立体图；

图4为本发明提供的一种电机内防噪架的活动架的立体图；

图5为本发明提供的一种电机内防噪架的爆炸视图；

图6为本发明提供的一种防噪电机的压缩叶轮立体图；

图7为本发明提供的一种防噪电机的加速风扇立体图；

图8为本发明提供的一种防噪电机的内导气壳透视图；

图9为本发明提供的一种防噪电机的笼式主轴立体图；

图10为本发明提供的一种防噪电机的外导气壳立体图；

图中：1电机内防噪架；11防尘罩；12活动铁芯；121定轴；122硅钢片组；123安装基座；124螺孔；13活动架；131导向盘；132铁芯导向架；133直槽口；134线圈；14限位盘；141转盘；142圆弧槽口；2第一空气轴承；3第二空气轴承；4压缩叶轮；41输出轴；42工作轮；43空心轴；5外导气壳；51叶轮保护罩；52进气孔；53第二导气筒；54排气孔；6笼式主轴；61端环；62导电条；63空心主轴；7加速风扇；71扇叶主轴；72喷气孔；73聚气筒；74高速扇叶；8内导气壳；81内导气通道；82第一导气筒；83补气通道；84封盖。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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1

本发明公开了一种电机内防噪架，主要安装在三相异步电机上，包括防尘罩11、活动铁芯12、活动架13和限位盘14，如图1所示，防尘罩11设置在活动架13外沿，避免灰尘进入电机，造成绝缘漏电或短路事故。活动架13内周向布置有若干活动铁芯12，在现有技术中铁芯（主要由硅钢片组成）绑定线圈形成定子绕组，定子绕组在三相电的作用下合成能够旋转方向的磁场，从而推动转子转动。一般来讲作为定子的铁芯是不能移动位置，但也因为如此，电机气隙中的交变磁场会引起定子、转子和整个电机结构振动，从而产生的一种低频噪声为电磁噪声。为此，我方在电机设计时，将若干活动铁芯12插入限位盘14内，限位盘14设置在活动架13的端部，利用限位盘14与活动架13之间相互作用，若干活动铁芯12在活动架13内同步移动，由此通过调节活动铁芯12来改变三相异步电机的气隙，继而调节气隙中的磁场(包括基波磁场和各种高次谐波磁场)产生周期性变化的径向力或不平衡的磁场力，避免定、转子铁芯产生磁滞收缩和振动，从而有效减少电机由此产生的电磁噪声。

根据本实用新型公开的一个具体实施例，活动架13包括导向盘131、铁芯导向架132、直槽口133和线圈134，若干活动铁芯12分别插设在铁芯导向架132内，铁芯导向架132上缠绕有线圈134。如图4所示，由此使得活动铁芯12在线圈134内能够滑动，并由此来调节电机内磁场强度。而铁芯导向架132两端固定设置有导向盘131，导向盘131沿径向设置有若干与活动铁芯12数量对应的直槽口133，如图5所示，活动铁芯12沿直槽口133滑动。

根据本实用新型公开的一个具体实施例，限位盘14包括转盘141和圆弧槽口142，铁芯导向架132上同轴设置有转盘141，转盘141周向设置有若干圆弧槽口142，若干圆弧槽口142与直槽口133一一对应。所述活动架13在电机内是保持不动的，圆弧槽口142与直槽口133相交，如图2所示，而相交的位置插入活动铁芯12，由此，在铁芯导向架132中，任意一个活动铁芯12移动，都会使得转盘141转动，继而使得其他活动铁芯12同步活动，从而使得活动铁芯12始终均匀围绕在转子周围，由此来保持转子周围的磁场均匀分布。

根据本实用新型公开的一个具体实施例，活动铁芯12包括定轴121、硅钢片组122、安装基座123和螺孔124，圆弧槽口142与直槽口133的交汇处插设有定轴121，如图2和图5所示，定轴121固定设置在安装基座123内，安装基座123底部固定设置有硅钢片组122，如图3，硅钢片组122为若干硅钢片叠加而成。安装基座123顶部设置有螺孔124，螺孔124内插设有螺栓，由此通过转动螺栓改变安装基座123的位置即可对活动铁芯12的位置进行调节。

实施例2

本发明公开了一种防噪电机，应用以上提出的一种电机内防噪架1，还包括第一空气轴承2、第二空气轴承3、压缩叶轮4、外导气壳5、笼式主轴6、加速风扇7和内导气壳8。如图1所示，电机内防噪架1内设置有笼式主轴6，电机内防噪架1通入三相交流电，用于合成旋转电磁场并不断切割笼式主轴6，从而使得笼式主轴6产生洛伦兹力，从而推动笼式主轴6转动。由于笼式主轴6的一端与压缩叶轮4同轴传动连接，当笼式主轴6转动时，压缩叶轮4转动产生的压缩气流会沿笼式主轴6进入到加速风扇7内，由于笼式主轴6的另一端与加速风扇7同轴传动连接，加速风扇7上设置有第二空气轴承3，因此压缩气流会作用在第二空气轴承3上形成空气膜，起到降低摩擦的作用。而电机内防噪架1外设置有内导气壳8，内导气壳8的端部设置有第一空气轴承2，内导气壳8外部设置有外导气壳5，当压缩气流从加速风扇7流出时，加速风扇7会给压缩气流一定的动能使其能保持一定的流速，然后压缩气流先经过内导气壳8作用在第一空气轴承2上，同理在第一空气轴承2上形成空气膜，然后从第一空气轴承2流出的气流，再通过外导气壳5从电机尾部流出。由此本技术方案利用笼式主轴6所具有的转矩，形成循环气流灌入第一空气轴承2和第二空气轴承3，由此减少摩擦阻力，相应的也大幅的降低由此产生的摩擦热量和机械噪音。

根据本实用新型公开的一个具体实施例，笼式主轴6包括端环61、导电条62和空心主轴63，空心主轴63两端设置有一对端环61，一对端环61之间通过若干导电条62相连，从而形成一个自行封闭的短路绕组，从而在切割磁场时产生感应磁场。如图9所示，若干导电条62呈螺旋状，以减小空气阻力。若干导电条62圆周均匀布置在空心主轴63周围，空心主轴63位于空心主轴63电机内防噪架1的中心处，而空心主轴63的两端则采用第一空气轴承2和第二空气轴承3实现定位的目的。

根据本实用新型公开的一个具体实施例，内导气壳8包括内导气通道81、第一导气筒82、补气通道83和封盖84。电机内防噪架1位于第一导气筒82的轴心处，第一导气筒82的筒壁内设有导气通道81，如图8所示，导气通道81的一端与补气通道83连通，由加速风扇7发出的压缩气流会从导气通道81的一端进入，而补气通道83设置在封盖84内，封盖84固定设置在第一导气筒82的开口端，由此使得压缩气流进入到补气通道83内。封盖84中心处设置有第一空气轴承2，第一空气轴承2与补气通道83连通。补气通道83汇聚到第一空气轴承2，使得压缩气流喷射到轴瓦上形成空气薄膜，实际上，可以使主轴与轴承脱离接触，由此不仅可以减少主轴摩擦产生的热量，同时还可以降低由此而带来的机械噪音，并可以有效延长电机的使用寿命。

根据本实用新型公开的一个具体实施例，加速风扇7包括扇叶主轴71、喷气孔72、聚气筒73和高速扇叶74，如图7所示，空心主轴63的一端与扇叶主轴71相连，扇叶主轴71侧面设置有喷气孔72，扇叶主轴71端部设置有高速扇叶74，压缩气流通过喷气孔72喷射到第二空气轴承3上形成空气薄膜，与第二空气轴承2同理，由此起到减小摩擦的作用。而扇叶主轴71插设在聚气筒73的中心处，从第一空气轴承2发出的气流经过高速扇叶74完成加速，由于聚气筒73与导气通道81的另一端连通，聚气筒73的中心处设置有第二空气轴承3，从而使得压缩气流聚集到第二空气轴承上，从而为第二空气轴承3提供润滑作用。

根据本实用新型公开的一个具体实施例，压缩叶轮4包括输出轴41、工作轮42和空心轴43，第二空气轴承3套设在空心轴43上，如图6，空心轴43与工作轮42连通，工作轮42中心处设置有输出轴41。在电机工作时，空心主轴63带动工作轮42转动，工作轮42实际上为离心式压缩机的叶轮，是作为离心式压缩机中惟一对气流作功的元件，气体在工作轮42的作用下高速旋转，气体受旋转离心力的作用，以及在叶轮里的扩压流动，使它通过叶轮后的压力得到提高，从而使得气流获得动能可以高速流动。

根据本实用新型公开的一个具体实施例，外导气壳5包括叶轮保护罩51、进气孔52、第二导气筒53和排气孔54，如图10，工作轮42设置在叶轮保护罩51内，叶轮保护罩51侧面设置有进气孔52，叶轮保护罩51安装在第二导气筒53的一端，第二导气筒53的另一端设置排气孔54。当空气从第二空气轴承3释放后，相应的气流会沿第二导气筒53流动最后从排气孔54流出。而工作轮42转动时，相应的气流会从进气孔52进入到叶轮保护罩51内，然后从空心主轴63流道第一空气轴承2上，由此完成整个空气流动循环，外导气壳5也由此起到排气散热的作用。

本发明实施例的使用过程如下：

本发明公开了一种电机内防噪架及防噪电机，其使用时，三相电源在活动铁芯12上产生旋转磁场，旋转磁场作用在导电条62上产生洛伦兹力，从而推动空心主轴63转动，空心主轴63同时带动高速扇叶74和工作轮42转动，继而形成压缩气流作用在第一空气轴承2和第二空气轴承3上，由此使得空心主轴63在第一空气轴承2和第二空气轴承3上转动，从而减小摩擦，降低由此产生的机械噪音，同时通过调节安装基座123改变硅钢片组122在线圈134中的位置，从而调节转子与定子之间的气隙，避免硅钢片振动或与电机机构产生共振而引发的电磁噪声。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种防噪电机，其特征在于，包括电机内防噪架（1）、第一空气轴承（2）、第二空气轴承（3）、压缩叶轮（4）、外导气壳（5）、笼式主轴（6）、加速风扇（7）和内导气壳（8），所述电机内防噪架（1）内设置有笼式主轴（6），所述笼式主轴（6）的一端与压缩叶轮（4）同轴传动连接，所述笼式主轴（6）的另一端与加速风扇（7）同轴传动连接，所述加速风扇（7）上设置有第二空气轴承（3），所述电机内防噪架（1）外设置有内导气壳（8），所述内导气壳（8）的端部设置有第一空气轴承（2），所述内导气壳（8）外部设置有外导气壳（5）；

所述内导气壳（8）包括内导气通道（81）、第一导气筒（82）、补气通道（83）和封盖（84），所述电机内防噪架（1）位于第一导气筒（82）的轴心处，所述第一导气筒（82）的筒壁内设有导气通道（81），所述内导气通道（81）的一端与补气通道（83）连通，所述补气通道（83）设置在封盖（84）内，所述封盖（84）固定设置在第一导气筒（82）的开口端，所述封盖（84）中心处设置有第一空气轴承（2），所述第一空气轴承（2）与补气通道（83）连通；

所述加速风扇（7）包括扇叶主轴（71）和聚气筒（73），所述扇叶主轴（71）插设在聚气筒（73）的中心处，所述聚气筒（73）与内导气通道（81）的另一端连通；

所述外导气壳（5）包括叶轮保护罩（51）、进气孔（52）、第二导气筒（53）和排气孔（54），工作轮（42）设置在叶轮保护罩（51）内，所述叶轮保护罩（51）侧面设置有进气孔（52），所述叶轮保护罩（51）安装在第二导气筒（53）的一端，所述第二导气筒（53）的另一端设有排气孔（54）。

2.如权利要求1所述的一种防噪电机，其特征在于，所述笼式主轴（6）包括端环（61）、导电条（62）和空心主轴（63），所述空心主轴（63）两端设置有一对端环（61），一对所述端环（61）之间通过若干导电条（62）相连，若干所述导电条（62）圆周均匀布置在空心主轴（63）周围，所述空心主轴（63）位于电机内防噪架（1）的中心处。

3.如权利要求2所述的一种防噪电机，其特征在于，所述加速风扇（7）还包括喷气孔（72）和高速扇叶（74），所述空心主轴（63）的一端与扇叶主轴（71）相连，所述扇叶主轴（71）侧面设置有喷气孔（72），所述聚气筒（73）的中心处设置有第二空气轴承（3），所述扇叶主轴（71）端部设置有高速扇叶（74）。

4.如权利要求2所述的一种防噪电机，其特征在于，所述压缩叶轮（4）包括输出轴（41）、工作轮（42）和空心轴（43），所述第二空气轴承（3）套设在空心轴（43）上，所述空心轴（43）与工作轮（42）连通，所述工作轮（42）中心处设置有输出轴（41）。

5.如权利要求1所述的一种防噪电机，其特征在于，包括防尘罩（11）、活动铁芯（12）、活动架（13）和限位盘（14），所述防尘罩（11）设置在活动架（13）外沿，所述活动架（13）内周向布置有若干活动铁芯（12），若干所述活动铁芯（12）插入限位盘（14）内，所述限位盘（14）设置在活动架（13）的端部。

6.如权利要求5所述的一种防噪电机，其特征在于，所述活动架（13）包括导向盘（131）、铁芯导向架（132）、直槽口（133）和线圈（134），若干所述活动铁芯（12）分别插设在铁芯导向架（132）内，所述铁芯导向架（132）上缠绕有线圈（134），所述铁芯导向架（132）两端固定设置有导向盘（131），所述导向盘（131）沿径向设置有若干个与铁芯（12）数量对应的直槽口（133）。

7.如权利要求6所述的一种防噪电机，其特征在于，所述限位盘（14）包括转盘（141）和圆弧槽口（142），所述铁芯导向架（132）上同轴设置有转盘（141），所述转盘（141）周向设置有若干圆弧槽口（142），若干所述圆弧槽口（142）与直槽口（133）一一对应。

8.如权利要求7所述的一种防噪电机，其特征在于，所述活动铁芯（12）包括定轴（121）、硅钢片组（122）、安装基座（123）和螺孔（124），所述圆弧槽口（142）与直槽口（133）的交汇处插设有定轴（121），所述定轴（121）固定设置在安装基座（123）内，所述安装基座（123）底部固定设置有硅钢片组（122），所述安装基座（123）顶部设置有螺孔（124），所述螺孔（124）内插设有螺栓。

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