CN115395730A - 一种节能永磁电机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电机技术领域，尤其是涉及一种节能永磁电机。本永磁电机包括电机本体，电机本体转动设置有转轴，转轴上套设有转子；永磁电机还包括转动设置于电机本体上的风扇，风扇的中心固定有与转轴同轴的传动轴，传动轴靠近转轴的一端开设有圆形凹槽，转轴的一端固定有延伸至该圆形凹槽内的传动件，传动件的侧壁开设有若干个滑槽，滑槽内滑动设置有滑块，滑块的内端通过弹性件与滑槽的底部连接；当转子的转速低于转速n时，滑块在弹性件的作用下其外端与圆形凹槽的内壁相分离，当转子的转速大于等于转速n时，滑块在离心力的作用下部分伸出滑槽，使滑块的外端与圆形凹槽的内壁相抵紧。本永磁电机具有节能等优点。

Description

一种节能永磁电机

技术领域

本申请涉及电机技术领域，尤其是涉及一种节能永磁电机。

背景技术

随着电力电子技术的发展，伺服电机在各行各业得到了广泛的应用，其工作原理是将收到的电信号转换为伺服电机轴上的角位移或角速度输出，控制容易，体积小重量轻，输出功率和转矩大，方便调速，近年来得到广泛应用，但由于电机在输出时候需要高速转动，轴承的温度会迅速升高，若是伺服电机，则伺服电机的编码器也会因为热传导而升温，造成轴承和编码器的损坏。

相关技术中，电机为了达到散热的效果，在电机的机身后盖会设有通气孔，在后盖内会设有散热风扇，散热风扇与电机的转轴同轴固定。当电机运转时，通过转轴转动带动散热风扇转动进而形成气流对电机及时散热。

发明人发现，电机刚启动的一段时间内，其热量并不高，此时散热风扇跟随转轴会造成能量的浪费，有待改进。

发明内容

为了提高电机效率，本申请提供一种节能永磁电机。

本申请提供的一种节能永磁电机采用如下的技术方案：

一种节能永磁电机,所述永磁电机包括电机本体，所述电机本体转动设置有转轴，所述转轴上套设有转子；所述永磁电机还包括转动设置于电机本体上的风扇，所述风扇的中心固定有与所述转轴同轴的传动轴，所述传动轴靠近转轴的一端开设有圆形凹槽，所述转轴的一端固定有延伸至该圆形凹槽内的传动件，所述传动件的侧壁开设有若干个滑槽，所述滑槽内滑动设置有滑块，所述滑块的内端通过弹性件与滑槽的底部连接；当所述转子的转速低于转速n时，所述滑块在弹性件的作用下其外端与圆形凹槽的内壁相分离，当所述转子的转速大于等于转速n时，所述滑块在离心力的作用下部分伸出滑槽，使滑块的外端与所述圆形凹槽的内壁相抵紧。

通过采用上述技术方案，电机低速运行时，转子的转速低于n，此时滑块受到的离心力较小，因此可在弹性件的作用下，使滑块的外端与风扇传动轴的圆形凹槽内壁相分离，使得转轴不会带动风扇旋转，降低电机低速旋转时的能耗，电机低速旋转产生的热量较少，也无需通过风扇进行散热；当电机转速大于等于转速n时，滑块受到的离心力较大，因此能够克服弹性件的弹力，部分滑出滑槽，使滑块的外端与圆形凹槽内壁相抵紧，从而带动风扇旋转进行散热。本申请中通过滑块与弹性件的配合来实现转轴与风扇传动轴的离合，当转速达到需要散热的程度时，转轴与风扇传动轴可自动连接，实现传动，直至电机转速变小后，两者分离，保证在转轴的转速较高时风扇一直处于散热状态，有效降低电机整体温度，从而节省电机整体能耗。

优选的，所述滑槽沿所述传动件的周向均匀分布，所述滑块的外端具有能够与所述圆形凹槽的内壁相抵紧的弧形摩擦面。

通过采用上述技术方案，滑块外端设置有弧形摩擦面，保证滑块外端能够与圆形凹槽抵紧时接触面积较大，形成的摩擦力也较大，更好地带动风扇旋转。

优选的，所述弹性件包括拉簧，所述拉簧的内端与所述滑槽的底部相连接，所述拉簧的外端与所述滑块的内端相连接。

通过采用上述技术方案，转轴转速低于n时，滑块可在拉簧作用下与圆形凹槽内壁相分离；转轴转速高于n时，滑块受到离心力较大，能够克服拉簧作用，与圆形凹槽相抵紧。

优选的，所述转轴的一端具有轴肩部一，所述传动件具有与所述轴肩部一相对应的轴肩部二，所述轴肩部一和轴肩部二之间设置有橡胶垫，所述轴肩部一沿自身周向开设有若干个通孔一，所述橡胶垫开设有与所述通孔一相连通的通孔二，所述轴肩部二开设有与所述通孔二相连通的螺纹孔，所述通孔一、通孔二和螺纹孔内同时插接有螺栓，所述传动件的轴向长度d1小于所述橡胶垫的轴向长度d2。

通过采用上述技术方案，当需要安装时，可先将传动件放置于传动轴的环形凹槽内，再将橡胶垫放置于轴肩部一与轴肩部二之间，最后将螺栓拧紧即可；当需要更换传动件时，将螺栓旋开，取下橡胶垫，传动件的轴向长度d1小于橡胶垫的轴向长度d2，因此可直接将传动件从圆形凹槽内取出，而无需拆卸转轴或传动轴，操作方便快捷。

优选的，所述转轴为空心轴，所述转轴的侧壁开设有与转轴内部相连通的径向通孔，所述橡胶垫靠近轴肩部一的一端开设有储油槽，所述轴肩部一开设有连通所述转轴内部及储油槽的通道。

通过采用上述技术方案，可在橡胶垫上储存润滑油，润滑油通过轴肩部一上的通道进入转轴内部，当转轴旋转时，润滑油可通过径向通孔从转轴内甩出，对电机内的部件进行润滑。

优选的，所述储油槽的开口处具有若干个扇形的弹性密封瓣，所述弹性密封瓣呈弧形的一端与所述橡胶垫连接，相邻弹性密封瓣的侧面相贴合，各弹性密封瓣组合形成圆形的密封部；所述轴肩部一的通道外缘处具有能够将所述弹性密封瓣顶开的环形凸起。

通过采用上述技术方案，在日常维护更换传动件时，需要先将橡胶垫取下，此时可在橡胶垫的储油槽内添加润滑油，由于储油槽的开口处设置有弹性密封瓣，而润滑油本身具有粘性，因此润滑油较短的时间内不会从储油槽内漏出；而将橡胶垫安装于轴肩部一与轴肩部二之间时，轴肩部一上的环形凸起可将弹性密封瓣顶开，储油槽内的润滑油可通过通道进入转轴内部，从径向通孔中甩出，对电机进行润滑；使得在更换维护传动件时，可通过在橡胶垫内添加润滑油，对电机内部进行润滑。

优选的，所述电机本体内设置有盛油槽，所述盛油槽位于所述转轴正下方，所述盛油槽内设置有温度传感器，所述温度传感器连接有控制器，所述控制器连接有语音播报单元；当温度传感器检测到的实时温度超过预定温度时，所述控制器能够向所述语音播报单元发出播报指令。

通过采用上述技术方案，润滑油从转轴内部甩出后，对电机各部件如转子、轴承等进行润滑，最终流至盛油槽内，在该过程中，润滑油会带走一定的热量，温度传感器能够将润滑油的温度转换为信号传递给控制器，控制器通过语音播报单元提醒操作者更换传动件或检测故障。

附图说明

图1是本申请实施例的永磁电机外形图。

图2是本申请实施例的永磁电机剖视图。

图3是图2的A部放大图。

附图标记说明：1、电机本体；2、转轴；3、转子；4、风扇；5、传动轴；6、圆形凹槽；7、传动件；8、滑槽；9、滑块；10、弹性件；11、轴肩部一；12、轴肩部二；13、橡胶垫；14、螺栓；15、径向通孔；16、储油槽；17、通道；18、弹性密封瓣；19、环形凸起；20、盛油槽。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

如图1、图2所示，本永磁电机包括电机本体1，电机本体1转动设置有转轴2，转轴2上套设有转子3。

具体来讲，电机本体1内固定若干个与转轴2同轴的轴承，转轴2与轴承的内圈相固定，可实现转轴2转动设置于电机本体1上。当然，作为其它方案，也可在电机本体1上设置轴套，转轴2与轴套转动配合也可。

转子3与转轴2的连接，可通过键槽配合、连接件或铆压等方式实现。

如图1、图2所示，永磁电机还包括转动设置于电机本体1上的风扇4，风扇4的中心固定有与转轴2同轴的传动轴5。

具体来讲，电机本体1上同样可设计轴承或轴套，传动轴5与轴承内圈相固定，或者与轴套转动配合。风扇4位于传动轴5的后端，即靠近电机后端盖的一端，风扇与电机本体1的内腔之间具有挡板，挡板上具有供气流通过的通风孔，与风扇配合实现散热。

需要注意的是，本实施例中单独的扇叶呈“L”形，作为其它方案，扇叶的形状和数量可根据实际需要进行调整。

如图2、图3所示，传动轴5靠近转轴2的一端开设有圆形凹槽6，转轴2的一端固定有延伸至该圆形凹槽6内的传动件7。

具体来讲，传动件7呈圆柱形，转轴2、传动轴5、圆形凹槽6、传动件7四者同轴设置，传动件7与圆形凹槽6的内壁之间具有间隙。

作为优选，转轴2的一端具有轴肩部一11，轴肩部一11可设计为法兰盘的形式，与转轴2通过焊接等方式固定，也可设计为与转轴2一体成型。

如图2、图3所示，传动件7具有与轴肩部一11相对应的轴肩部二12，轴肩部二12与轴肩部一11相对应，是指两者同轴设置，并且可实现传动。轴肩部12同样可设计为法兰盘的形式，当然也可设计为与传动件7一体的形式，其具体形式与轴肩部一11相同较好，当然如两者的形式不同，则也可实现传动。

如图2、图3所示，轴肩部一11和轴肩部二12之间设置有橡胶垫13。

具体来讲，橡胶垫13的前端和后端分别与轴肩部一11、轴肩部二12相贴靠，而对于三个结构的连接，本实施例中，轴肩部一11沿自身周向开设有若干个通孔一，橡胶垫13开设有与通孔一相连通的通孔二，轴肩部二12开设有与通孔二相连通的螺纹孔，通孔一、通孔二和螺纹孔内同时插接有螺栓14。

本实施例中，设计有橡胶垫13，传动件7间接固定于转轴2上，方便后期传动件的更换维修，其中，传动件7的轴向长度d1小于橡胶垫13的轴向长度d2，当需要更换传动件7时，可先将橡胶垫13拆下，此时给将传动件7从圆形凹槽6内取出腾出空间，方便更换，不用将转轴或传动轴拆下。而作为其它方案，也可取消橡胶垫13，传动件7直接固定于转轴2上。

为了进一步丰富橡胶垫13的功能，如图2、图3所示，本实施例中，转轴2为空心轴，转轴2的侧壁开设有与转轴2内部相连通的径向通孔15，橡胶垫13靠近轴肩部一11的一端开设有储油槽16，轴肩部一11开设有连通转轴2内部及储油槽16的通道17。

转轴2的前端为封闭端，转轴2的开口端为后端，轴肩部一11固定于转轴2的后端处，径向通孔15有两排，关于转轴2的轴线对称分布，且同一排的径向通孔15之间的距离相等。

本申请中，转轴2优选为空心轴，是为了减轻转轴2载荷的同时，还能起到润滑作用。但并非转轴2只能局限于该结构，转轴2同样可选用实心轴或其它形式，同样能够通过传动件7实现与风扇4传动轴5之间的离合。

如图2、图3所示，储油槽16呈“凸”字形，储油槽16的开口靠近轴肩部一11，且能够与轴肩部一11上的通道17相连通。

具体来讲，储油槽16的开口处具有若干个扇形的弹性密封瓣18，弹性密封瓣18呈弧形的一端与橡胶垫13连接，相邻弹性密封瓣18的侧面相贴合，各弹性密封瓣18组合形成圆形的密封部。

各弹性密封瓣18的形状和尺寸均相等，其与橡胶垫13连接可采用一体成型的方式，弹性密封瓣18本身可完全采用橡胶制成；作为其它方案，弹性密封瓣18可与橡胶垫13采用分体式，弹性密封瓣18通过铰接轴的方式与橡胶垫13铰接，并采用扭簧来提供弹性的预紧力。弹性密封瓣18可采用金属片与橡胶相结合的方式，提高弹性密封瓣18的使用寿命。

如图2、图3所示，轴肩部一11的通道17外缘处具有能够将弹性密封瓣18顶开的环形凸起19。

具体来讲，环形凸起19与轴肩部一11为一体式，作为其它方案，也可采用分体式，并通过焊接、卡簧、螺钉、铆接件等方式实现连接。当橡胶垫13安装完毕后，环形凸起19能够通过与弹性密封瓣18呈弧形的一段附近区域相接触，将弹性密封瓣18向储油槽16内顶起一定距离，使各弹性密封瓣18之间出现供润滑油从储油槽16流至通道17的空间。

需要注意的是，环形凸起19本身可为一体式，也可为若干个凸起组合形成环形凸起19。

如图2、图3所示，电机本体1内设置有盛油槽20，盛油槽20位于转轴2正下方。

盛油槽20可直接开设于电机本体1上，也可设计为一个箱式结构，通过焊接、紧固件等固定于电机本体1内，其开口对准转轴2即可。

为了方便使用者实时了解电机温度，盛油槽20内设置有温度传感器，温度传感器连接有控制器，控制器连接有语音播报单元；当温度传感器检测到的实时温度超过预定温度时，控制器能够向语音播报单元发出播报指令。

盛油槽20处盛接的油液，既可以是转轴2甩出的油液，也可以是电机内部其它部件润滑或油冷时产生的油液，其中，语音播报单元可以是固定于电机本体1上的音响，也可以是设计于使用者手机、电脑等远程终端上的小程序或软件，当温度传感器检测到的实时温度超过预定温度，控制器向远程终端上的小程序或软件发送指令，使远程终端上的扬声器发出提醒。

如图2、图3所示，传动件7的侧壁开设有若干个滑槽8，滑槽8内滑动设置有滑块9，滑块9的内端通过弹性件10与滑槽8的底部连接。

具体来讲，滑槽8的内端朝向传动件7的中心，滑槽8的外端为开口端，朝向传动轴5上的圆形凹槽6，各滑槽8关于传动件7的周向均匀分布。

本实施例中，弹性件10包括拉簧，拉簧的内端与滑槽8的底部相连接，拉簧的外端与滑块9的内端相连接。

作为其它方案，弹性件10也可设计为弹性拉索，弹性拉索的工作原理与拉簧一样。

滑块9的侧面与滑槽8的内壁之间具有一定间隙，保证滑块9在离心力的作用下能够朝圆形凹槽6移动，或者在弹性件10的使用下复位。

滑块9的外端具有能够与圆形凹槽6的内壁相抵紧的弧形摩擦面。该弧形摩擦面可根据实际需要选择对应的材料，如耐磨性的、减震的等，弧形摩擦面可通过喷涂、焊接等实现与滑块9的连接。

本申请的工作原理如下：

预设转子3的转速n，使转子3的实时转速相对预设转速n满足以下条件时，风扇4可实现转动或不转动。转速n的大小是个预设值，可通过调节弹性件10的弹力、滑块9的长度、重量等来实现。

电机低速运行时，转子3的转速低于n，此时滑块9受到的离心力较小，因此可在弹性件10的作用下，使滑块9的外端与风扇4传动轴5的圆形凹槽6内壁相分离，使得转轴2不会带动风扇4旋转，降低电机低速旋转时的能耗，电机低速旋转产生的热量较少，也无需通过风扇4进行散热；

当电机转速大于等于转速n时，滑块9受到的离心力较大，因此能够克服弹性件10的弹力，部分滑出滑槽8，使滑块9的外端与圆形凹槽6内壁相抵紧，从而带动风扇4旋转进行散热。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种节能永磁电机,其特征在于，所述永磁电机包括电机本体（1），所述电机本体（1）转动设置有转轴（2），所述转轴（2）上套设有转子（3）；所述永磁电机还包括转动设置于电机本体（1）上的风扇（4），所述风扇（4）的中心固定有与所述转轴（2）同轴的传动轴（5），所述传动轴（5）靠近转轴（2）的一端开设有圆形凹槽（6），所述转轴（2）的一端固定有延伸至该圆形凹槽（6）内的传动件（7），所述传动件（7）的侧壁开设有若干个滑槽（8），所述滑槽（8）内滑动设置有滑块（9），所述滑块（9）的内端通过弹性件（10）与滑槽（8）的底部连接；当所述转子（3）的转速低于转速n时，所述滑块（9）在弹性件（10）的作用下其外端与圆形凹槽（6）的内壁相分离，当所述转子（3）的转速大于等于转速n时，所述滑块（9）在离心力的作用下部分伸出滑槽（8），使滑块（9）的外端与所述圆形凹槽（6）的内壁相抵紧。

2.根据权利要求1所述的节能永磁电机,其特征在于，所述滑槽（8）沿所述传动件（7）的周向均匀分布，所述滑块（9）的外端具有能够与所述圆形凹槽（6）的内壁相抵紧的弧形摩擦面。

3.根据权利要求2所述的节能永磁电机,其特征在于，所述弹性件（10）包括拉簧，所述拉簧的内端与所述滑槽（8）的底部相连接，所述拉簧的外端与所述滑块（9）的内端相连接。

4.根据权利要求3所述的节能永磁电机,其特征在于，所述转轴（2）的一端具有轴肩部一（11），所述传动件（7）具有与所述轴肩部一（11）相对应的轴肩部二（12），所述轴肩部一（11）和轴肩部二（12）之间设置有橡胶垫（13），所述轴肩部一（11）沿自身周向开设有若干个通孔一，所述橡胶垫（13）开设有与所述通孔一相连通的通孔二，所述轴肩部二（12）开设有与所述通孔二相连通的螺纹孔，所述通孔一、通孔二和螺纹孔内同时插接有螺栓（14），所述传动件（7）的轴向长度d1小于所述橡胶垫（13）的轴向长度d2。

5.根据权利要求4所述的节能永磁电机,其特征在于，所述转轴（2）为空心轴，所述转轴（2）的侧壁开设有与转轴（2）内部相连通的径向通孔（15），所述橡胶垫（13）靠近轴肩部一（11）的一端开设有储油槽（16），所述轴肩部一（11）开设有连通所述转轴（2）内部及储油槽（16）的通道（17）。

6.根据权利要求5所述的节能永磁电机,其特征在于，所述储油槽（16）的开口处具有若干个扇形的弹性密封瓣（18），所述弹性密封瓣（18）呈弧形的一端与所述橡胶垫（13）连接，相邻弹性密封瓣（18）的侧面相贴合，各弹性密封瓣（18）组合形成圆形的密封部；所述轴肩部一（11）的通道（17）外缘处具有能够将所述弹性密封瓣（18）顶开的环形凸起（19）。

7.根据权利要求6所述的节能永磁电机,其特征在于，所述电机本体（1）内设置有盛油槽（20），所述盛油槽（20）位于所述转轴（2）正下方，所述盛油槽（20）内设置有温度传感器，所述温度传感器连接有控制器，所述控制器连接有语音播报单元；当温度传感器检测到的实时温度超过预定温度时，所述控制器能够向所述语音播报单元发出播报指令。

8.根据权利要求7所述的节能永磁电机,其特征在于，所述语音播报单元包括设置于使用者远程终端上的程序，所述控制器能够向远程终端上的程序发送指令，使所述程序控制远程终端上的扬声器发出播报指令。

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