CN1290245C - 电机的双绝缘转子及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于电机的双绝缘转子，它包括：一个轴；一叠堆冲压成形的叠片结构，其形成转子铁芯，该转子铁芯具有多个凸极及一个用于容纳轴的中心孔；一个安装在轴上的换向器；以及绕组，其围绕凸极缠绕直至换向器的末端为止，其特征在于：所述轴具有被注模在该轴上的绝缘套筒；该绝缘套筒具有中心部件，该中心部件具有多边形的外部横截面，该转子铁芯中的孔具有一个相应的多边形的轮廓，以适于与中心部件压配合。本发明还提供一种用于制造电机上的双绝缘转子的方法。

Description

电机的双绝缘转子及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种电机，特别是涉及一种带双绝缘转子的电机，例如通用电机或高压直流电机。
背景技术
通常，绕线转子包括一个轴和安装在轴上的转子铁芯。转子的绕法是围绕转子铁芯上的极缠绕以形成电枢。电机的动力来自于定子与转子的磁场之间的相互作用，转子铁芯的旋转力转到定子上以做功，例如驱动负载。
转子铁芯可以以压配合直接被安装在轴上，这种压配合通常在用于传递力或扭矩时提供一种强大的连接力。然而，在某些应用领域，安全规则要求使转子铁芯与轴之间电绝缘，例如双绝缘转子。对于电源供给电压的电机也通常有这种绝缘要求。
达到上述要求的一种途径是通过模制一种绝缘材料插入转子铁芯和轴之间。用这种方法，转子铁芯和轴被松散地安装在一起并被放置在一个注射模具中，这个模具是密闭的，热塑性树脂被注射到转子铁芯和轴之间，以便将转子铁芯安装在轴上。同时，末端的间隔物和叠片结构的末端保护装置或星形轮可以与绝缘材料形成一个整体。
虽然这种方法很好地解决了将转子铁芯安全地安装在轴上这个问题，但是它费时间，并且若转子铁芯有任何改变，如直径或长度有变化，就必须再制造一个新的模具。
第二种解决问题的方法是将转子铁芯安装在一个预先制造好的塑料管子上，然后将轴压入管子中，管子膨胀并将转子铁芯锁紧到轴上。这种方法是有效的并且转子铁芯的尺寸可以改变。然而，这种方法需要一个很大的力压轴使管子膨胀变长，更困难的是，当轴被压入管子中时，轴与管子不配合。当处于一些特殊情况下如被扭转或有振动时时，转子铁芯将会相对于轴滑动。转子铁芯的内径、轴的外径、管子的内径和外径都需要精确的公差。转子铁芯和轴的尺寸越小，这种公差的精确度要求越高，在加工过程中提高公差的精密度以满足不产生滑动的要求。
从而，需要一种双绝缘转子，这种转子容易安装并能适应转子尺寸发生变化，即长度和直径的变化。
                           发明内容
因此，一方面，本发明提供的用于电机的双绝缘转子包括：一个轴；一叠堆冲压成形的叠片结构，其形成转子铁芯，该转子铁芯具有多个凸极及一个用于容纳轴的中心孔；一个安装在轴上的换向器；以及绕组，其围绕凸极缠绕直至换向器的末端为止，其特征在于：所述轴具有被注模在该轴上的绝缘套筒；该绝缘套筒具有中心部件，该中心部件具有多边形的外部横截面，该转子铁芯中的孔具有一个相应的多边形的轮廓，以适于与中心部件压配合。
第二方面，本发明提供了一种用于制造电机的双绝缘转子的方法，它包括以下步骤：
在轴上形成一个绝缘套筒；
将一些冲压成形的电机叠片结构堆叠在一起形成转子铁芯，该转子铁芯上有多个凸极和一个中心孔；
通过转子铁芯的中心孔将轴和套筒压入以使转子铁芯处于绝缘套筒的中心部件上；
在套筒上邻近转子铁芯处安装一个换向器；
绕组围绕转子铁芯的凸极缠绕并与换向器的末端相连接，
其特征在于：
绝缘套筒是直接注模在轴上形成的，该套筒的中心部件有一个基本上为多边形的横截面，并且转子铁芯上的中心孔也具有相应的形状。
                           附图说明
现仅用实例的方式对一个优选的实施例进行描述：
附图1是一个依照优选实施例的转子的局部透视图；
附图2是附图1所示转子的部分剖视图；
附图3图示了附图1所示转子的一个叠片结构；
附图4是附图1所示转子上的轴和模制在其上的套筒的局部剖视图；
附图5是沿附图4的V-V方向的剖面图；
附图6是沿附图4的VI-VI方向的剖面图。
                         具体实施方式
附图1是一个转子10的透视图，在这里为了清晰省略了优选实施例中提到的绕组和换向器。因为电机的运转中转子绕组和换向器是必需的，它们是已知技术并且对于理解本发明起不到什么作用。在一个完整的转子中，绕组沿着转子的极缠绕并与换向器的末端相连接。
如附图1与2所示，转子有一个轴12和一个转子铁芯14。转子铁芯14由堆叠在一起的叠片结构16形成，该叠片结构由电工钢片冲压成形。如图3所示是一个典型的叠片结构。这些叠片结构有一个中心孔18和一些呈放射状延伸的T形指状物20，这些指状物形成了转子铁芯的凸极。中心孔呈六边形。
返回来看附图1和附图2，在每一个转子铁芯的末端是一个转子铁芯末端保护器或星形轮22。该星形轮22在缠绕或使用过程中保护绕组避开转子铁芯的锋利的转角。如已知的一样，对于一个高压电机，在绕组和转子铁芯之间有一个开槽的隔层或衬垫以在它们之间提供进一步绝缘。
轴12有一个模制在其上的绝缘套筒24，且该轴也具有四个有压纹的部分，压纹26用于增强轴和模制在其上的套筒间的夹紧力。
套筒24有一个中心部件28以适于与转子铁芯进行压配合。如图5所示该中心部件28有一个带圆角的六边形的横截面。圆角是为了适应在装配转子铁芯的过程中套筒的变形和如果需要将转子铁芯粘合在套筒上时适于容纳粘合剂。
套筒还有一个止动部分30，它相对于套筒24从而相对于轴12形成了一个轴向的支座，该支座正对着转子铁芯的轴向的中心。
邻近止动部分30的是一个用于容纳换向器的换向器区32。如图6所示，换向器区32有一些沿轴向的小的波状隆起34，这些隆起34与换向器的机身形成了一个压配合以使换向器被压入其应在的位置。这些隆起间的低谷部分为用于将换向器安装在套筒上所需的粘合剂提供了空隙。
在与套筒24相对的位置的末端有一个垫圈部分36用于支撑图2中所示的环状部分38。垫圈部分36具有一个与附图6所示的换向器区32相似的横截面，其带有隆起以与环状部分夹紧，其低谷部分用于容纳将环状部分安装在套筒上时所需的粘合剂。此环状部分为转子铁芯提供了另一个轴向的支座，以防止转子铁芯14相对于轴12的轴向移动。
因此，在装配转子10时，轴12被放置在一个注模机械的模具中，套筒24被直接模制在轴12上。第一个星形轮22被逆着止动装置30安装在套筒24上，转子铁芯被压在套筒的中心部件28上直到其将星形轮22对着止动装置30压紧为止。另一个星形轮22被安置在转子铁芯14的另一端的尾部且环状部分38被压在套筒的垫圈36上从而将转子铁芯14安装在轴上。在转子铁芯14和环状部分38被压在它们在套筒上的相应位置时，一些粘合剂例如适合的环氧树脂被涂在套筒24上。
在预先将粘合剂加入换向器区36的情况下，将一个换向器(图中未示出)压在套筒24上的换向器区36上。
在电机的绕组缠绕到转子铁芯的极上之前，可以在转子铁芯上涂一层绝缘的环氧树脂或在绕组的槽间安装一些槽形衬垫。绕组与换向器的末端相连且可以安装一些槽形杆以保护绕组。
发明的优点
如我们所知的那样，转子铁芯的长度和/或直径可以在不影响套筒的模具的情况下很容易地得到改变。甚至通过对冲模的小的改变，可以实现轴的长度的变化。与此相似，当套筒被模制在轴上时，可以在轴上加一些特殊的结构以在不影响转子铁芯的外形的基础上增加轴与套筒间的夹紧力，例如设置花键、压纹、销座、凸台、凹座、变形、平台及它们的组合或其它的一些啮合结构，以防止轴与套筒间的滑动。

Claims (15)

1.一种用于电机的双绝缘转子，它包括：
一个轴(12)；
一叠堆冲压成形的叠片结构(16)，其形成转子铁芯(14)，该转子铁芯(14)具有多个凸极(20)及一个用于容纳轴(12)的中心孔(18)；
一个安装在轴(12)上的换向器；以及
绕组，其围绕凸极(20)缠绕直至换向器的末端为止，
其特征在于：
所述轴(12)具有被注模在该轴(12)上的绝缘套筒(24)；该绝缘套筒(24)具有中心部件(28)，该中心部件(28)具有多边形的外部横截面，该转子铁芯(14)中的中心孔(18)具有一个相应的多边形的轮廓，以适于与中心部件(28)压配合。
2.如权利要求1所述的转子，其特征在于：中心部件(28)的多边形横截面是带圆角的。
3.如权利要求2所述的转子，其特征在于：绝缘套筒的中心部件(28)是一个带圆角的六边形，中心孔(18)是一个六边形，在六边形孔的边角处绝缘套筒(24)与转子铁芯(14)之间留有空隙。
4.如权利要求3所述的转子，其特征在于：在空隙处盛有粘合剂。
5.如权利要求1所述的转子，其特征在于：转子铁芯(14)通过套筒(24)的止动部分(30)轴向设置在套筒(24)上。
6.如权利要求1所述的转子，其特征在于：轴(12)上有一个啮合结构(26)，以使绝缘套筒(24)可旋转地固定在轴(12)上。
7.如权利要求6所述的转子，其特征在于：啮合结构(26)选自花键、压纹、销座、凸台、凹座、变形、平台及它们的组合。
8.一种用于制造电机上的双绝缘转子的方法，包括下列步骤：
在轴(12)上形成一个绝缘套筒(24)；
将一些冲压成形的电机叠片结构(16)堆叠在一起形成转子铁芯(14)，该转子铁芯上有多个凸极(20)和一个中心孔(18)；
通过转子铁芯(14)的中心孔(18)将轴(12)和套筒(24)压入以使转子铁芯(14)处于绝缘套筒(24)的中心部件(28)上；
在套筒(24)上邻近转子铁芯(14)处安装一个换向器；
绕组围绕转子铁芯(14)的凸极(20)缠绕并与换向器的末端相连接，
其特征在于：
绝缘套筒(24)是直接注模在轴(12)上形成的，该套筒的中心部件(28)有一个多边形的横截面，并且转子铁芯(14)上的中心孔(18)也具有相应的形状。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：套筒(24)形成有止动部分(30)，并且将转子铁芯(14)压在套筒(24)上直至转子铁芯对着止动部分(30)，从而转子铁芯(14)相对于轴(12)轴向设置。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：邻近转子铁芯(14)上远离止动部分(30)一侧的末端安装一个环状结构(38)，以防止转子铁芯(14)轴向移动。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于：中心部件(28)的多边形横截面为一个带圆角的六边形。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：转子铁芯的中心孔(18)也具有六边形的形状以使转子铁芯(14)与套筒(24)之间沿着六边形的边角处留有空隙。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：将粘合剂填充在空隙处。
14.如权利要求8所述的方法，其特征在于：在将套筒(24)模制在轴(12)上之前，在轴(12)上形成一个啮合结构(26)从而套筒(24)与啮合结构(26)啮合在一起。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于：啮合结构(26)选自花键、压纹、销座、凸台、凹座、变形、平台及它们的组合。
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