CN115118037A - 电机转子、电机 - Google Patents

电机转子、电机 Download PDF

Info

Publication number
CN115118037A
CN115118037A CN202210821722.8A CN202210821722A CN115118037A CN 115118037 A CN115118037 A CN 115118037A CN 202210821722 A CN202210821722 A CN 202210821722A CN 115118037 A CN115118037 A CN 115118037A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vibration absorber
dynamic vibration
rotating shaft
motor
motor rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210821722.8A
Other languages
English (en)
Inventor
张宗杰
张芳
李广海
梁建东
刘子彬
张勐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Original Assignee
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai filed Critical Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority to CN202210821722.8A priority Critical patent/CN115118037A/zh
Publication of CN115118037A publication Critical patent/CN115118037A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/2726—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of a single magnet or two or more axially juxtaposed single magnets
    • H02K1/2733—Annular magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/24—Casings; Enclosures; Supports specially adapted for suppression or reduction of noise or vibrations
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

本发明提供一种电机转子、电机，其中的电机转子，包括转轴，所述转轴具有磁钢组装轴段，所述磁钢组装轴段内具有容置腔，所述容置腔内容置有动力吸振器。本发明将现有技术中的实心转轴的中心设置容置腔，并在该容置腔内设置动力吸振器，采用动力吸振器有效消除电机转子高速旋转过程中受到的自身激励与轴承振动，实现对电机转子的高效减振目的，尤其适用于大功率高速电机中。

Description

电机转子、电机
技术领域
本发明属于电机设计技术领域，具体涉及一种电机转子、电机。
背景技术
现有电机转子减振措施主要有两种方向：一是在内外转子铁芯间隙填充单一的隔振阻尼材料，利用隔振材料的物理阻尼进行减振；第二是内外转子铁芯通过弹性片连接，利用结构的机械阻尼进行隔振。但上述两种都属于被动隔振，且结构复杂、耐用性差、且都只使用小功率低速电机，无法满足于大功率高速电机的隔振使用要求。
发明内容
因此，本发明提供一种电机转子、电机，能够解决现有技术中电机转子的减振多采用被动隔振方式，无法满足大功率高速电机的隔振需求的技术问题。
为了解决上述问题，本发明提供一种电机转子，包括转轴，所述转轴具有磁钢组装轴段，所述磁钢组装轴段内具有容置腔，所述容置腔内容置有动力吸振器。
在一些实施方式中，所述动力吸振器包括质量块以及包裹于其外周侧的弹性层。
在一些实施方式中，所述质量块为球形，所述弹性层的外观为立方体。
在一些实施方式中，所述动力吸振器具有多个。
在一些实施方式中，多个所述动力吸振器沿所述转轴的轴向依次相邻设置。
在一些实施方式中，所述转轴包括两个短轴，所述短轴具有套筒，两个所述短轴分别具有的套筒的开口对接形成所述容置腔。
在一些实施方式中，所述套筒的筒底壁外周具有凸缘，所述凸缘沿所述转轴的径向向外延伸，两个所述套筒的外周壁上套装有环形磁钢，两个所述凸缘形成对所述环形磁钢的轴向夹持。
在一些实施方式中，所述环形磁钢的外圆周侧套装有护套。
本发明还提供一种电机，包括上述的电机转子。
本发明提供的一种电机转子、电机，将现有技术中的实心转轴的中心设置容置腔，并在该容置腔内设置动力吸振器，采用动力吸振器有效消除电机转子高速旋转过程中受到的自身激励与轴承振动，实现对电机转子的高效减振目的，尤其适用于大功率高速电机中。
附图说明
图1为本发明实施例的电机转子的内部结构示意图；
图2为本发明一种实施例中的动力吸振器的示意图；
图3为本发明另一种实施例中的动力吸振器的示意图；
图4为采用动力吸振器的转子系统的动力学模型；
图5为采用动力吸振器后对电机转子响应的抑制效果对比示意图。
附图标记表示为：
1、动力吸振器；11、质量块；12、弹性层；2、短轴；21、套筒；22、凸缘；3、环形磁钢；4、护套。
具体实施方式
结合参见图1至图5所示，根据本发明的实施例，提供一种电机转子，包括转轴，转轴具有磁钢组装轴段，磁钢组装轴段内具有容置腔，容置腔内容置有动力吸振器1。该技术方案中，将现有技术中的实心转轴的中心设置容置腔，并在该容置腔内设置动力吸振器1，采用动力吸振器有效消除电机转子高速旋转过程中受到的自身激励与轴承振动，实现对电机转子的高效减振目的，尤其适用于大功率高速电机中。
作为动力吸振器的一种具体实现形式，动力吸振器1包括质量块11以及包裹于其外周侧的弹性层12(由弹性吸振材料形成)。该种结构构成的动力吸振器结构简单、可靠，尤其是由于其容置于容置腔内，因此具有更高的耐用性。在一个具体的实施例中，质量块11为球形，弹性层12的外观为立方体，如此可以将容置腔加工成为一个立体孔，使动力吸振器1的组装更加简单，且位置也更加可靠。当然，在一些实施方式中，如图3所示，弹性层12的外观也可以为球形。
在一个优选的实施例中，动力吸振器1具有多个，多个动力吸振器1同时容置于容置腔内能够实现多自由度的吸振，能够根据电机转子的规格合理选择动力吸振器1的设置数量。多个动力吸振器1沿转轴的轴向依次相邻设置，使多个动力吸振器1的布置更加简单，彼此之间通过邻设的方式实现定位。
作为一种具体示例，转轴包括两个短轴2，短轴2具有套筒21，两个短轴2分别具有的套筒21的开口对接形成容置腔，腔的深度无需单次加工太深，使容置腔的构造简单易行。进一步而言，套筒21的筒底壁外周具有凸缘22，凸缘22沿转轴的径向向外延伸，两个套筒21的外周壁上套装(具体可以为粘贴)有环形磁钢3，两个凸缘22形成对环形磁钢3的轴向夹持，保证对环形磁钢3的可靠定位。对于转速较高的电机转子，环形磁钢3的外圆周侧套装有护套4，对环形磁钢3形成保护与固定。
图4中示出了采用本发明的采用动力吸振器的转子系统的动力学模型。被吸振设备(也即本发明的两个短轴2、环形磁钢3以及护套4所构成的电机转子整体)的总质量为m1，与刚性基础(例如底面)通过刚度k1、阻尼c1连接，受到一个单频振动力的激励，为降低m1响应幅值，可采用在其上附加以弹性系统也即本发明的动力吸振器(具体的，质量块11的质量为m2、弹性层12具有刚度k2、阻尼c2)，则系统的动力学方程为：
Figure BDA0003744798800000031
假设其解的形式为：
xj(t)＝Xjejωt,j＝1,2
代入上式求稳态解
Figure BDA0003744798800000032
Figure BDA0003744798800000033
得到设备m1附加有阻尼吸振器后的响应曲线图，如图5所示。
图5中，质量比μ＝m2/m1；系统静变形δst＝F0/k1，也即主质量系统(m1，k1，c1)受外力F0与其刚度k1的比值；吸振器(动力吸振器1)固有频率的平方
Figure BDA0003744798800000034
主质量固有频率的平方
Figure BDA0003744798800000035
固有频率比f＝ωa/ωn，其中wa吸振器固频，wn为被吸振系统固频；激励频率比g＝ω/ωn，其中w为电机转子旋转自激频率；临界阻尼系数cc＝2m2ωn；阻尼比ζ＝c2/cc，其中cc是临界阻尼系数。
图5表示当f＝1，μ＝1/20时不同的ζ值对应的
Figure BDA0003744798800000036
与频率比g的关系曲线。虚线表示吸振器在无阻尼条件下对系统振动的抑制效果；点画线表示吸振器在阻尼c2无限大或质量m2无限小条件下对系统的振动抑制效果；实线表示阻尼比为0.1条件下吸振器对系统振动的抑制效果。
由上图可知，无论阻尼大小，所有曲线均在A和B两点相交。将ζ＝0和ζ＝∞两种临界情况代入公式：
Figure BDA0003744798800000041
并令两者相等，可以确定这两点的位置。
方程：
Figure BDA0003744798800000042
的两根对应A和B两点的频率比，gA＝ωA/ω，gB＝ωB/ω。将两频率比代入上上式(式(a))就得到A点和B点的纵坐标。显然当两点的纵坐标相等时，吸振器的效果最好。
对应上述理论公式，短轴2、环形磁钢3、护套4与其关联的轴承-基座组成公式中的被吸振设备(m1、k1、c1)。单个质量块11与弹性层12组成附加弹性系统，即吸振器(m2、k2、c2)。若有阻尼吸振器数量＞1则定义为复式吸振系统。
按照上述理论公式与吸振器对设备响应的抑制效果曲线可知，当合理设计吸振质量块11与弹性层12所组成的阻尼吸振器(m2、k2、c2)的隔振频率时，可使A、B两点的纵坐标尽可能相等，使整个转子系统吸振效果达到最佳。
在具体的吸振器设计时需注意如下几点：
①在有阻尼动力吸振器的情况下，为使设备的振动幅值的最大值降低，若扰动频率(转子旋转自激频率)固定，则可调节吸振器的共振频率(吸振质量块11与弹性层12组成的吸振系统的固有频率ωa)为扰动力的频率；
②若扰动频率ω有一定带宽，则并不一定要求吸振器的原共振频率ωa和设备扰动频率ω一样；
③对于复式动力吸振器，即多自由度动力吸振器，只要各组吸振器的隔振频率分布合理，参数设计恰当，会使其振动吸收带宽优于单个动力吸振器。
④在设计时，吸振器频率(吸振系统固有频率ωa)一般不等于机器频率(被吸振系统固有频率ωn)，增大吸振器质量m2是降低机器振动的主要手段。
也即本发明中的质量块11的质量m2以及弹性层的k2与c2可以根据具体的应用情况合理调整选择，以保证吸振效果的最优。
根据本发明的实施例，还提供一种电机，包括上述的电机转子。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各方式的有利技术特征可以自由地组合、叠加。
以上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。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电机转子，其特征在于，包括转轴，所述转轴具有磁钢组装轴段，所述磁钢组装轴段内具有容置腔，所述容置腔内容置有动力吸振器(1)。
2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述动力吸振器(1)包括质量块(11)以及包裹于其外周侧的弹性层(12)。
3.根据权利要求2所述的电机转子，其特征在于，所述质量块(11)为球形，所述弹性层(12)的外观为立方体。
4.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述动力吸振器(1)具有多个。
5.根据权利要求4所述的电机转子，其特征在于，多个所述动力吸振器(1)沿所述转轴的轴向依次相邻设置。
6.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述转轴包括两个短轴(2)，所述短轴(2)具有套筒(21)，两个所述短轴(2)分别具有的套筒(21)的开口对接形成所述容置腔。
7.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，所述套筒(21)的筒底壁外周具有凸缘(22)，所述凸缘(22)沿所述转轴的径向向外延伸，两个所述套筒(21)的外周壁上套装有环形磁钢(3)，两个所述凸缘(22)形成对所述环形磁钢(3)的轴向夹持。
8.根据权利要求7所述的电机转子，其特征在于，所述环形磁钢(3)的外圆周侧套装有护套(4)。
9.一种电机，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的电机转子。
CN202210821722.8A 2022-07-13 2022-07-13 电机转子、电机 Pending CN115118037A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210821722.8A CN115118037A (zh) 2022-07-13 2022-07-13 电机转子、电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210821722.8A CN115118037A (zh) 2022-07-13 2022-07-13 电机转子、电机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115118037A true CN115118037A (zh) 2022-09-27

Family

ID=83331349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210821722.8A Pending CN115118037A (zh) 2022-07-13 2022-07-13 电机转子、电机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115118037A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115596808A (zh) * 2022-12-12 2023-01-13 天津飞旋科技股份有限公司（Cn） 一种转子、空压机及燃料电池系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115596808A (zh) * 2022-12-12 2023-01-13 天津飞旋科技股份有限公司（Cn） 一种转子、空压机及燃料电池系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5668534B2 (ja) 送風ファン
CN107542827A (zh) 一种复合结构声子晶体隔振支座
US4947067A (en) Vibrator/dampener having magnetic suspension and servo-control along three axes
US7456534B2 (en) Rotating electrical machine
CN115118037A (zh) 电机转子、电机
CN105485230B (zh) 一种采用非对称磁齿结构实现准零刚度特性的电磁式半主动隔振器
CN102377298A (zh) 一种五自由度无轴承永磁同步电机
US6619221B2 (en) Oscillation suppression device
CN104967279A (zh) 低速转子侧采用定子永磁型结构的轴向磁齿轮
EP2378630B1 (en) A mounting arrangement for an electrical machine
CN103748768A (zh) 用于电动车辆的驱动装置
JP3570204B2 (ja) イナーシャダンパ
CN103486176A (zh) 卫星飞轮用微振动一体化动力吸振器
CN103758916B (zh) 一种阻尼减振器
CN113381541B (zh) 转子组件和电机
CN204559269U (zh) 一种永磁电机的单元式转子结构
CN111052562A (zh) 转子和电机
JP4490736B2 (ja) 回転電機
JP4848895B2 (ja) 立軸回転電機の回転子
CN203104142U (zh) 一种电机定子芯体
KR100839890B1 (ko) 외부댐퍼가 구비된 영구자석을 이용한 회전장치
CN114476903B (zh) 电梯曳引机
WO2021137275A1 (ja) ロータコア及び当該ロータコアを有するモータ
CN214788601U (zh) 一种防震动内燃机轴套
TWI780639B (zh) 磁性齒輪及其磁極構件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination