一种具有气隙可调的定子转子组件低损耗电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域,具体为一种具有气隙可调的定子转子组件低损耗电机。
背景技术
目前的电机,例如塑封外转子电机,其包括塑封定子和电机转子,其中塑封定子中包括由若干定子冲片叠压而成的定子铁芯和绕设于定子铁芯上的主线圈绕组和副线圈绕组,现有技术中的定子冲片,模型的常规结构是每个嵌线槽大小、形状相同并且均布在圆周外。
这种结构虽然结构简单、便于模具制作,但定子齿磁密较高,从而影响了电机性能和效率,目前的电机在实际使用过程中,通常会有一下问题:第一无法根据实际需要调整气隙,电机的气隙过大或过小均会产生不利于工作的影响;第二,目前的电机在发生轴跳动的过程中,通常只能选择停机,而没有一个预防的措施;最后,电机在使用的过程中会产生较多的热量,而目前通常采用直接向电机内部吹风的技术方案,该技术方案在一些环境较为恶劣的场合很容易引发电机内部电路故障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有气隙可调的定子转子组件低损耗电机,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种具有气隙可调的定子转子组件低损耗电机,所述电机包括机壳、机座和主轴,所述机壳的两端分别设置有前端盖和后端盖,通过所述前端盖和后端盖使得机壳内部的环境与外部环境相隔开,所述机壳靠近后端盖的一端设置有机座,所述机壳的内部设置有定子铁芯、转子铁芯、环形壳和第一固定座,所述机座的内部设置有第二固定座,所述主轴贯穿于前端盖、第一固定座和第二固定座,所述环形壳设置在机壳的内壁上,所述定子铁芯设置在环形壳的内壁上,所述转子铁芯设置在主轴上,所述第一固定座的内部设置有控制组件,所述定子铁芯的内部设置有气隙调整机构,通过所述控制组件驱动气隙调整机构工作,通过所述气隙调整机构调整气隙,所述第二固定座的内部设置有冷却机构和循环机构,所述主轴在旋转时,主轴会驱动冷却机构和循环机构工作,通过所述循环机构驱动机壳内部的气体在冷却机构内循环流动,通过所述冷却机构降低机壳内部的气体温度。
进一步的,所述定子铁芯的外侧设置有定位挡板,所述定子铁芯由若干组定子冲片组成,所述定子冲片上设置有过气槽,所述定子冲片的圆周外壁上设置有定子叠放记号槽,所述定子冲片上呈圆周均匀分布有偶数组定子安装定位孔,每两组所述定子安装定位孔之间设置有气隙,所述定位挡板上设置有定子安装连接孔和挡板安装定位孔,所述定子安装定位孔与挡板安装定位孔相匹配,定子安装定位孔与挡板安装定位孔数量一致,通过所述定位挡板将若干组定子冲片叠压成定子铁芯,所述过气槽呈圆周分布有十二组,所述过气槽的形状为梯形孔,所述转子铁芯由若干组转子冲片组成,所述转子冲片上呈圆周均匀分布有若干组磁极,所述转子冲片的中间位置处设置有转子通孔,所述转子通孔上设置有转子记号槽,所述转子冲片通过转子记号槽定位后叠压整齐,所述转子通孔上设置有定位凹槽,所述定位凹槽和磁极之间设置有转子安装定位孔,所述磁极呈U型设置,所述磁极每极设有两槽,所述磁极设有十组,所述定子叠放记号槽的形状为半圆形凹槽,所述转子记号槽的形状为为半圆形凸起,所述定子叠放记号槽与转子记号槽相互配合。
进一步的,所述气隙调整机构设置有若干组,每组所述过气槽内均设置有一组气隙调整机构,所述气隙调整机构包括固定罩和伸缩架,所述伸缩架的一端设置在固定罩内,所述伸缩架的另一端伸出固定罩,所述固定罩与伸缩架之间通过柔性弹簧相连接,所述固定罩远离气隙的一端通过导管与控制组件相连接,通过所述控制组件控制伸缩架在固定罩内移动,当伸缩架向靠近转子铁芯的方向移动时,气隙会随着减小,以此减少漏磁,提高电机效率,当伸缩架向远离转子铁芯的方向移动时,气隙会随着增大,以此增加扭矩,提高电机的使用寿命,降低电机的损耗。
进一步的,所述控制组件包括环形槽、第二储液槽和第二气缸,所述第二储液槽内设置有活塞和传动液,所述活塞与第二气缸的工作端相连接,所述第二储液槽与环形槽相连接,所述环形槽通过导管与固定罩相连接,本发明中导管与气隙调整机构的数量相同,每组所述导管均与一组气隙调整机构相连通,通过第二气缸驱动第二储液槽内的活塞移动,以使得第二储液槽内的传动液进入到固定罩内,通过液压的作用驱动伸缩架移动,进而调整气隙。
进一步的,所述前端盖上设置有轴承,通过轴承支撑主轴,所述第一固定座的中间位置处设置有通孔,所述主轴穿过通孔,所述主轴位于通孔内部的一端设置有凹槽,所述第一固定座的内部设置有两组感应组件,两组所述感应组件相对设置在第一固定座的内部两端,所述感应组件包括感应槽、感应架和定位爪,所述感应架设置在感应槽的内部,所述定位爪的一端通过滑杆活动安装在感应架的内部,所述定位爪的另一端为弧形机构且设置在凹槽内,所述定位爪的硬度小于主轴的硬度,所述定位爪与主轴之间具有间隙,所述滑杆的两端均缠绕有平衡弹簧,所述感应架与感应槽之间通过升降弹簧相连接,所述感应架靠近平衡弹簧的位置处设置有第一压电片,所述感应架靠近升降弹簧的位置处设置有第二压电片,第一压电片和第二压电片均与外界电流检测装置相连接,本发明在正常工作时,主轴在两组定位爪之间旋转,同时两组定位爪均不与主轴接触,避免两组定位爪在电机正常工作时发生磨损,当轴承长时间工作而发生磨损时,主轴会出现跳动现象,此时主轴在跳动的时候会与两组定位爪接触,并对两组定定位爪产生一组作用力,若主轴产生轴向跳动,则定位爪会在感应架内轴向移动,进而使得平衡弹簧发生形变,若主轴产生径向跳动,则定位爪会带动感应架在感应槽内径向移动,进而使得升降弹簧发生形变,由于力的作用具有相互性,因此第一压电片和第二压电片均会产生一组不同与初始状态的电信号,通过外界电流检测装置检测第一压电片和第二压电片上的电流变化即可判断电机的运行状态是否稳定。
进一步的,所述感应组件还包括第一储液槽和第一气缸,第一储液槽内设置有传动液,所述第一气缸为双向气缸,所述第一储液槽设置有两组,每组所述第一储液槽均通过导液通道与一组感应槽相连接,当检测到电机运行状态不稳定时,工作人员可根据需要选择停机或者开启第一气缸,本发明在每组所述第一储液槽的内部均设置有一组活塞,通过所述双向气缸驱动两组第一储液槽内的活塞移动,通过第一储液槽内的活塞能够使得第一储液槽内的传动液被挤压进感应槽内,此时两组定位爪会与主轴相接触,通过感应槽内的液压和平衡弹簧内的弹力能够起到抑制主轴跳动的现象,从而实现应急的目的。
进一步的,所述循环机构包括排气槽和进气槽,所述排气槽通过单向出气阀和出气管与环形壳的进气端相连接,所述进气槽通过单向进气阀和进气管与环形壳的出气端相连接,所述排气槽与进气槽之间通过冷却机构相连接,所述进气槽的内部设置有活动板,所述主轴位于第二固定座的内部设置有偏心轮,所述活动板靠近偏心轮的一端设置有升降轮,所述升降轮与活动板之间通过固定杆相连接,主轴旋转时,偏心轮会同步旋转,通过偏心轮能够使得升降轮带着活动板在进气槽内移动,此时机壳内的气体会沿着进气槽、冷却机构、排气槽流动,通过冷却机构对机壳内的气体降温,以保证电机的正常运行。
进一步的,所述机座的内部设置有密封板,所述机座远离机壳的一端设置有滤网,所述冷却机构包括扇叶、换热槽和排气通道,所述扇叶与主轴相连接,所述换热槽设置在第二固定座的内部侧端,所述排气通道设置在换热槽内,换热管的一端与排气槽相连接,换热管的另一端与进气槽相连接,所述换热槽靠近机壳的一端设置有若干组排气通道,本发明通过扇叶将外界的气体吸入到换热槽内,然后通过排气通道排出,本发明在后端盖上设置有通孔,最后从排气通道排出的气体会从通孔内排出,通过该组气体一方面对换热管内的气体降温,另一方面对机壳外部的散热片清理。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:本发明相比于目前的电机设置有控制组件和气隙调整机构,通过控制组件控制伸缩架在固定罩内移动,当伸缩架向靠近转子铁芯的方向移动时,气隙会随着减小,以此减少漏磁,提高电机效率,当伸缩架向远离转子铁芯的方向移动时,气隙会随着增大,以此增加扭矩,提高电机的使用寿命,降低电机的损耗,另外本发明在第二固定座的内部设置有冷却机构和循环机构,主轴在旋转时,主轴会驱动冷却机构和循环机构工作,通过循环机构驱动机壳内部的气体在冷却机构内循环流动,通过冷却机构降低机壳内部的气体温度,最后设置有感应机构,在正常工作时,主轴在两组定位爪之间旋转,同时两组定位爪均不与主轴接触,避免两组定位爪在电机正常工作时发生磨损,当轴承长时间工作而发生磨损时,主轴会出现跳动现象,此时工作人员可根据需要选择停机或者开启第一气缸,本发明在每组第一储液槽的内部均设置有一组活塞,通过双向气缸驱动两组第一储液槽内的活塞移动,通过第一储液槽内的活塞能够使得第一储液槽内的传动液被挤压进感应槽内,此时两组定位爪会与主轴相接触,通过感应槽内的液压和平衡弹簧内的弹力能够起到抑制主轴跳动的现象,从而实现应急的目的。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是本发明的剖视图;
图3是本发明的定子铁芯结构示意图;
图4是本发明的定子冲片叠合结构示意图;
图5是本发明的定子冲片结构示意图;
图6是本发明的图5中A部结构示意图;
图7是本发明的转子铁芯结构示意图;
图8是本发明的转子冲片结构示意图;
图9是本发明的定位挡板结构示意图;
图10是本发明的气隙调整机构结构示意图;
图11是本发明的图10中B部结构示意图;
图12是本发明的第一固定座内部结构示意图;
图13是本发明的图12中E部结构示意图;
图14是本发明的图12中D-D部结构示意图;
图15是本发明的图12中C-C部结构示意图;
图16是本发明的感应机构结构示意图;
图17是本发明的第二固定座内部结构示意图;
图18是本发明的图17中F-F部结构示意图;
图19是本发明的图17中E-E部结构示意图。
图中:1-机壳、11-定子铁芯、111-定位挡板、1111-定子安装连接孔、1112-挡板安装定位孔、112-定子冲片、113-过气槽、114-定子叠放记号槽、115-定子安装定位孔、116-气隙、12-转子铁芯、121-磁极、122-转子冲片、123-转子通孔、124-定位凹槽、125-转子安装定位孔、126-转子记号槽、13-环形壳、14-第一固定座、141-环形槽、142-导管、143-感应槽、144-感应架、145-定位爪、146-第一储液槽、147-第二储液槽、148-第一气缸、149-第二气缸、15-气隙调整机构、151-固定罩、152-伸缩架、2-机座、21-密封板、22-滤网、23-第二固定座、231-排气槽、232-扇叶、233-偏心轮、234-活动板、235-进气槽、236-升降轮、237-换热管、238-换热槽、239-排气通道、3-主轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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。
如图1-图2、图10-图19所示,一种具有气隙可调的定子转子组件低损耗电机,电机包括机壳1、机座2和主轴3,机壳1的两端分别设置有前端盖和后端盖,通过前端盖和后端盖使得机壳1内部的环境与外部环境相隔开,机壳1靠近后端盖的一端设置有机座2,机壳1的内部设置有定子铁芯11、转子铁芯12、环形壳13和第一固定座14,机座2的内部设置有第二固定座23,主轴3贯穿于前端盖、第一固定座14和第二固定座23,环形壳13设置在机壳1的内壁上,定子铁芯11设置在环形壳13的内壁上,转子铁芯12设置在主轴3上,第一固定座14的内部设置有控制组件,定子铁芯11的内部设置有气隙调整机构15,通过控制组件驱动气隙调整机构15工作,通过气隙调整机构15调整气隙116,第二固定座23的内部设置有冷却机构和循环机构,主轴3在旋转时,主轴3会驱动冷却机构和循环机构工作,通过循环机构驱动机壳1内部的气体在冷却机构内循环流动,通过冷却机构降低机壳1内部的气体温度。
如图2-图9所示,定子铁芯11的外侧设置有定位挡板111,定子铁芯11由若干组定子冲片112组成,定子冲片112上设置有过气槽113,定子冲片112的圆周外壁上设置有定子叠放记号槽114,定子冲片112上呈圆周均匀分布有偶数组定子安装定位孔115,每两组定子安装定位孔115之间设置有气隙116,定位挡板111上设置有定子安装连接孔1111和挡板安装定位孔1112,定子安装定位孔115与挡板安装定位孔1112相匹配,定子安装定位孔115与挡板安装定位孔1112数量一致,通过定位挡板111将若干组定子冲片112叠压成定子铁芯11,过气槽113呈圆周分布有十二组,过气槽113的形状为梯形孔,转子铁芯12由若干组转子冲片122组成,转子冲片122上呈圆周均匀分布有若干组磁极121,转子冲片122的中间位置处设置有转子通孔123,转子通孔123上设置有转子记号槽126,转子冲片122通过转子记号槽126定位后叠压整齐,转子通孔123上设置有定位凹槽124,定位凹槽124和磁极121之间设置有转子安装定位孔125,磁极121呈U型设置,磁极121每极设有两槽,磁极121设有十组,定子叠放记号槽114的形状为半圆形凹槽,转子记号槽126的形状为为半圆形凸起,定子叠放记号槽114与转子记号槽126相互配合。
如图2、图10-图11所示,气隙调整机构15设置有若干组,每组过气槽113内均设置有一组气隙调整机构15,气隙调整机构15包括固定罩151和伸缩架152,伸缩架152的一端设置在固定罩151内,伸缩架152的另一端伸出固定罩151,固定罩151与伸缩架152之间通过柔性弹簧相连接,固定罩151远离气隙116的一端通过导管142与控制组件相连接,通过控制组件控制伸缩架152在固定罩151内移动,当伸缩架152向靠近转子铁芯12的方向移动时,气隙116会随着减小,以此减少漏磁,提高电机效率,当伸缩架152向远离转子铁芯12的方向移动时,气隙116会随着增大,以此增加扭矩,提高电机的使用寿命,降低电机的损耗。
如图2、图10-图15所示,控制组件包括环形槽141、第二储液槽147和第二气缸149,第二储液槽147内设置有活塞和传动液,活塞与第二气缸149的工作端相连接,第二储液槽147与环形槽141相连接,环形槽141通过导管142与固定罩151相连接,本发明中导管142与气隙调整机构15的数量相同,每组导管142均与一组气隙调整机构15相连通,通过第二气缸149驱动第二储液槽147内的活塞移动,以使得第二储液槽147内的传动液进入到固定罩151内,通过液压的作用驱动伸缩架152移动,进而调整气隙116。
如图2、图10-图16所示,前端盖上设置有轴承,通过轴承支撑主轴3,第一固定座14的中间位置处设置有通孔,主轴3穿过通孔,主轴3位于通孔内部的一端设置有凹槽,第一固定座14的内部设置有两组感应组件,两组感应组件相对设置在第一固定座14的内部两端,感应组件包括感应槽143、感应架144和定位爪145,感应架144设置在感应槽143的内部,定位爪145的一端通过滑杆活动安装在感应架144的内部,定位爪145的另一端为弧形机构且设置在凹槽内,定位爪145的硬度小于主轴3的硬度,定位爪145与主轴3之间具有间隙,滑杆的两端均缠绕有平衡弹簧,感应架144与感应槽143之间通过升降弹簧相连接,感应架144靠近平衡弹簧的位置处设置有第一压电片,感应架144靠近升降弹簧的位置处设置有第二压电片,第一压电片和第二压电片均与外界电流检测装置相连接,本发明在正常工作时,主轴3在两组定位爪145之间旋转,同时两组定位爪145均不与主轴3接触,避免两组定位爪145在电机正常工作时发生磨损,当轴承长时间工作而发生磨损时,主轴3会出现跳动现象,此时主轴3在跳动的时候会与两组定位爪145接触,并对两组定定位爪145产生一组作用力,若主轴3产生轴向跳动,则定位爪145会在感应架144内轴向移动,进而使得平衡弹簧发生形变,若主轴3产生径向跳动,则定位爪145会带动感应架144在感应槽143内径向移动,进而使得升降弹簧发生形变,由于力的作用具有相互性,因此第一压电片和第二压电片均会产生一组不同与初始状态的电信号,通过外界电流检测装置检测第一压电片和第二压电片上的电流变化即可判断电机的运行状态是否稳定。
如图2、图10-图16所示,感应组件还包括第一储液槽146和第一气缸148,第一储液槽146内设置有传动液,第一气缸148为双向气缸,第一储液槽146设置有两组,每组第一储液槽146均通过导液通道与一组感应槽143相连接,当检测到电机运行状态不稳定时,工作人员可根据需要选择停机或者开启第一气缸148,本发明在每组第一储液槽146的内部均设置有一组活塞,通过双向气缸驱动两组第一储液槽内的活塞移动,通过第一储液槽内的活塞能够使得第一储液槽内的传动液被挤压进感应槽143内,此时两组定位爪145会与主轴3相接触,通过感应槽143内的液压和平衡弹簧内的弹力能够起到抑制主轴3跳动的现象,从而实现应急的目的。
如图2、图17-图19所示,循环机构包括排气槽231和进气槽235,排气槽231通过单向出气阀和出气管与环形壳13的进气端相连接,进气槽235通过单向进气阀和进气管与环形壳13的出气端相连接,排气槽231与进气槽235之间通过冷却机构相连接,进气槽235的内部设置有活动板234,主轴3位于第二固定座23的内部设置有偏心轮233,活动板234靠近偏心轮233的一端设置有升降轮236,升降轮236与活动板234之间通过固定杆相连接,主轴3旋转时,偏心轮233会同步旋转,通过偏心轮233能够使得升降轮236带着活动板234在进气槽235内移动,此时机壳1内的气体会沿着进气槽235、冷却机构、排气槽231流动,通过冷却机构对机壳1内的气体降温,以保证电机的正常运行。
如图2、图17-图19所示,机座2的内部设置有密封板21,机座2远离机壳1的一端设置有滤网22,冷却机构包括扇叶232、换热槽238和排气通道239,扇叶232与主轴3相连接,换热槽238设置在第二固定座23的内部侧端,排气通道239设置在换热槽238内,换热管237的一端与排气槽231相连接,换热管237的另一端与进气槽235相连接,换热槽238靠近机壳1的一端设置有若干组排气通道239,本发明通过扇叶232将外界的气体吸入到换热槽238内,然后通过排气通道239排出,本发明在后端盖上设置有通孔,最后从排气通道239排出的气体会从通孔内排出,通过该组气体一方面对换热管237内的气体降温,另一方面对机壳1外部的散热片清理。
本发明的工作原理:本发明在第一固定座14的内部设置有控制组件,定子铁芯11的内部设置有气隙调整机构15,通过控制组件控制伸缩架152在固定罩151内移动,当伸缩架152向靠近转子铁芯12的方向移动时,气隙116会随着减小,以此减少漏磁,提高电机效率,当伸缩架152向远离转子铁芯12的方向移动时,气隙116会随着增大,以此增加扭矩,提高电机的使用寿命,降低电机的损耗,另外本发明在第二固定座23的内部设置有冷却机构和循环机构,主轴3在旋转时,主轴3会驱动冷却机构和循环机构工作,通过循环机构驱动机壳1内部的气体在冷却机构内循环流动,通过冷却机构降低机壳1内部的气体温度,最后当检测到电机运行状态不稳定时,工作人员可根据需要选择停机或者开启第一气缸148,本发明在每组第一储液槽146的内部均设置有一组活塞,通过双向气缸驱动两组第一储液槽内的活塞移动,通过第一储液槽内的活塞能够使得第一储液槽内的传动液被挤压进感应槽143内,此时两组定位爪145会与主轴3相接触,通过感应槽143内的液压和平衡弹簧内的弹力能够起到抑制主轴3跳动的现象,从而实现应急的目的。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。