CN1870387A

CN1870387A - 无齿轮曳引机用交流永磁伺服电动机

Info

Publication number: CN1870387A
Application number: CNA2006100470341A
Authority: CN
Inventors: 唐任远; 陈丽香; 安忠良
Original assignee: Shenyang University of Technology
Current assignee: Shenyang University of Technology
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2006-11-29

Abstract

一种无齿轮曳引机用交流永磁伺服电动机，属于电动机技术领域。包括外壳、机座、转轴、轴承、转子、定子制动装置及盘车齿轮，制动装置安装于前端盖侧转轴的上方，盘车齿轮安装于后端盖侧转轴上方的齿轮轴上，电机转轴通过外壳两侧内壁上的轴承固定在外壳的中部，在转轴的周围沿径向依次设置转子、定子，转子部分包括永磁体、转子支架，转子支架固定在电机转轴上，永磁体分布在转子的外表面，定子部分包括定子轭、定子绕组，定子绕组采用特殊极槽配合下的分数槽绕组，极数与槽数比为8∶9。本发明的优点是工艺简单，绕组端部减小，铜耗减小到普通绕组的60％左右，改善了反电势及气隙磁场的波形，具有效率高、低速运行平稳、等优点。

Description

无齿轮曳引机用交流永磁伺服电动机

技术领域

本发明属于电动机技术领域，特别涉及一种无齿轮曳引机用交流永磁伺服电动机。

背景技术

随着我国经济的发展，特别是2001年加入世界贸易组织使我国经济向全球化迈进了一大步，与此同时也带动了建筑行业的大发展，高层建筑规模越来越大，对电梯的需求量不断提高，2004年全国电梯销售达11万部，约占全世界电梯销售量的三分之一，近年来中国电梯市场以每年近30％的速度增长，全球平均千人就有一部电梯，中国距这一标准，还要增加80～100万台电梯，那时，每年仅报废更新电梯就要6～7万台，因此急需高性能的曳引机用电机满足市场发展的需要。

目前在曳引机中广泛采用的仍是有齿轮结构，因此存在整体效率低、功率因数低、振动噪声大、动态性能较差等问题。而在已有的技术中，专利号：CN1387300A，名称为“无齿轮永磁同步曳引机”及专利号：CN1464623A，名称为“无齿轮永磁同步曳引机”，这两种电机槽配合均采用普通的配合方式，绕组的结构型式也为普通式，这样就会使电机存在以下缺陷：铜耗在电机总损耗中所占的比重相当大，定子冲片及绕组的加工工艺跟普通电机一样，较复杂，并且硅钢片的利用率较低。

并且常规的定子铁心冲片一般冲压为整体的圆型铁心冲片，而这种加工方式，硅钢片的利用率很低，

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种无齿轮曳引机用交流永磁伺服电动机，它是通过改变电机极槽配合方式及绕组的结构型式，使加工工艺简单，并提高了电机的效率。

本发明包括外壳、转轴、轴承、转子、定子、制动装置及盘车齿轮，制动装置安装于前端盖侧转轴的上方，盘车齿轮安装于后端盖侧转轴上方的齿轮轴上，齿轮轴固定于后端盖上，在外壳外部的齿轮轴上安装有盘车轮，电机转轴通过外壳两侧内壁上的轴承固定在外壳的中部，在转轴的周围沿径向依次设置转子、定子，定子部分包括定子轭、定子绕组，定子绕组采用跨距为1的分数槽绕组，定子槽形采用大槽，即梯形槽，本发明采用新颖的极槽配合方式，即极数与槽数比为8∶9。

本发明的优点在于：大大改善了反电动势及气隙磁密的波形，使电机性能提高，绕组的跨距为1，下线时可直接绕制，不需采用传统的嵌线方式，加工工艺简单，便于加工，端部大大减小，节省了铜，减少了铜耗，提高了电机的效率，特别对于永磁伺服电机，转子上一般认为无铁心损耗，不需要用硅钢片叠压，这种加工工艺可大大的提高硅钢片的利用率，转子不采用硅钢片，扁绕后自然形成了大槽，即梯形槽结构，这类电机具有多极少槽的特点，定子轭部小，很难制成普通电机的梨型槽结构，并且这种槽形可保证定子轭部高度相同，使磁密分布更加合理。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，

图2是图1的左视图，

图3是本发明采用极槽配合为8∶9情况下绕组的槽电势星形图，本图以32极36槽电机为例，

图4是本发明采用极槽配合为8∶9情况下绕组的接线图，本图以32极36槽电机为例，

图5是定子铁心冲片制作工艺过程的示意图，其中(a)为冲压后的铁心冲片示意图，(b)为扁绕后的铁心冲片示意图。

图中1.外壳，2.编码器，3.盘车齿轮，4.后端盖，5.齿轮轴，6.盘车轮，7.螺钉，8.转子，9.摩擦片，10.定子，11.电磁铁，12.螺栓，13.前端盖，14.轴承，15.摩擦轮，16.转轴，17.制动蹄，18.制动臂。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步叙述本发明的内容：

实施例：本发明的机械结构如图1所示，包括外壳1、转轴16、轴承14、转子8、定子10、制动装置及盘车齿轮3，制动装置包括摩擦轮15、制动蹄17，制动臂18，摩擦片9及电磁铁11，安装于前端盖13侧转轴16的上方，其作用是：电机停转后，迅速制动；盘车齿轮3安装于后端盖4侧转轴16上方的齿轮轴5上，齿轮轴5固定于后端盖4上，在外壳1外部的齿轮轴5上安装有盘车轮6，在电梯运行过程中出现故障时，例如在两楼层间停止时，手动使盘车轮6运转，通过齿轮轴5带动转轴16运转，从而带动电梯升降，使被困于电梯中的人员安全转移；电机转轴16通过外壳1两侧内壁上的轴承14固定在外壳1的中部，在转轴16的周围沿径向依次设置转子8、定子10，转子8部分包括永磁体、转子支架，转子支架固定在电机转轴16上，永磁体分布在转子的外表面；定子10部分包括定子轭、定子绕组，定子绕组采用跨距为1的分数槽绕组，定子的槽形采用梯形槽；本发明的极数与槽数比为8∶9。在转轴16的后端盖4端还安装有编码器21，用于检测信号。

本例以32极36槽电机为例，其分数槽绕组槽电势星形图，如图3所示，每极每相槽数为3/8，可有效地改善反电动势及气隙磁密地波形，减小振动噪声及转矩波动等，并且跨距为1，绕组可直接绕制，直接绕到齿上，不需要嵌线，工艺简单便于加工，绕组的端部可做得最短，并且通过图3所示把2、11、20、29和5、14、23、32及8、17、26、35槽内线圈反接，如图3中虚线所示，分成A、B、C三相，可实现相邻槽的连线，保证接线最短，减小了铜耗，提高了电机的效率；其接线图如图4所示，定子冲片采用如图5所示的加工工艺，定子冲片不需要象普通电机那样整片冲剪，而是先冲压成图5(a)所示样式，再扁绕成图5(b)所示样式，扁绕后接缝处焊接，并且扁绕后保证定子内外径及槽底均为同心圆。角θ1、角θ2相等，随极数的变化而变化，如极数为8、16、24、32时，θ1、θ2为40°、20°、13.3°、10°。这种结构和加工工艺大大提高了硅钢片的利用率，特别对于永磁伺服电机，转子上一般认为无铁心损耗，不需要用硅钢片叠压，这种结构及加工工艺就显得更加必要了。其工作原理：定子绕组由变频电源供电，定子绕组产生旋转磁场，带动有永磁体的转子转动，转速随变频电源的频率变化而变化，通过改变变频电源频率达到调速的目的。

按上述结构做出一台无齿轮曳引机用永磁交流伺服电动机，曳引机的额定载重为1000kg，电机转速为150r/min，定子绕组为32极36槽结构，θ1、θ2均为13.3°，采用此结构的绕组端部减小，铜耗减小到普通绕组的60％左右，振动噪声较小，而且转矩密度较高。同时本发明的技术内容可适用于其它类低速大转矩电机。

Claims

1、一种无齿轮曳引机用交流永磁伺服电动机，包括外壳、机座、转轴、轴承、转子、定子制动装置及盘车齿轮，制动装置安装于前端盖侧转轴的上方，盘车齿轮安装于后端盖侧转轴上方的齿轮轴上，电机转轴通过外壳两侧内壁上的轴承固定在外壳的中部，在转轴的周围沿径向依次设置转子、定子，转子部分包括永磁体、转子支架，转子支架固定在电机转轴上，永磁体分布在转子的外表面，定子部分包括定子轭、定子绕组，其特征在于定子绕组的极数与槽数比为8∶9。

2、根据权利要求1所述的无齿轮曳引机用交流永磁伺服电动机，其特征在于所述的定子绕组采用跨距为1的分数槽绕组结构型式。

3、根据权利要求1所述的无齿轮曳引机用交流永磁伺服电动机，其特征在于所述的定子的槽形为梯形槽。