CN204334257U - 一种异步电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及通用广泛的动力控制应用领域,具体的说是一种异步电机,包括定子和转子,异步电机采用二组转定子结构同轴安装,其中一组为动力转定子结构,由主定子和主转子构成,主转子由主内转子嵌入主外转子组成,主内转子和主外转子之间设有空腔,空腔内设有相变磁性材料,主内转子连接电机输出轴;另一组为控制转定子结构,由副定子和副转子构成,副转子与主内转子同轴安装。本实用新型的外部采用超大接线控制盒的标准电机座结构,实现对电机运行进行实时控制;内部采用二组转定子结构,内外转子间灌装了流动性相变磁性材料,使电机自动具有限制电流、软性传(启)动、控制温升、过载保护和高效节能等技术特征。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及通用广泛的动力控制应用领域,具体的说是一种结合柔性传动材料、双转定子结构、调速制动技术、闭环伺服控制和标准产品工艺的一体化的交流异步电机,特别适用于电机频繁启动、负载变量较大、需要进行单机自动或集成系统控制的使用场合。
[背景技术]
现有的电动机产品按技术等级基本分为两大类,一类是传统的交直流电机,该类产品的历史悠久和种类繁多,基本采用传统电气控制手段来实施应用;另一类是较为先进的步进电机和伺服电机,主要应用在高精度的技术领域,如数控机床、加工中心设备、机器人装备等使用场合,该类产品基本采用以信号反馈、集成控制、人机通讯为核心的控制技术。
传统交流电机产品技术成熟,用途广泛,今已经发展到工艺标准规范和大规模产业化的程度,但由于产品功能简单,技术含量较低,该类电机只具有将电能转化为机械能的简单功能,在实际使用的环境里,要满足诸如过载保护、负载启动、时间控制、离合制动、自动控制等各种功能需求,还需要通过设计相应的外围电路和配套器件来实现。传统电机存在着产品单机价值低、电路配件多、使用维护复杂、综合成本高等诸多问题,最大的弱点是产品本身很难进行技术扩展和提升,急需进行产品创新来适应新的市场需求。
随着工业技术的发展,现代高端产品及零部件的精度要求愈来愈高,步进电机由于采用较为先进的电子控制技术,提高了电机的运行精度和使用性能,与传统电机相比有较大的技术优势。但该步进电机也存在缺点和局限,如:步进电机开环控制,不对速度进行测定,分辨率和控制精度相对较差;输出功率较小,应用面较狭窄,一般只适用于小微型电动负载场合。
伺服电机由于采用闭环控制方式,能容易实现电机的调速、调矩、高速平稳运行,还有很高的位置精度,能满足电机控制的各种要求。但伺服电机产品结构及电路复杂,制造成本很高;由于受到大功率电流的限制,伺服电机的功率相对较小;伺服电机在使用前,需要先解决电机的散热、隔磁、自锁和移动部件轻量化等多方面问题,因此使用、操作和维护都比较复杂;伺服电机主要用于高精度的工业装备(如CNC、机器人),不大适用于一般精度的动力设备(如产品流水线、普通工业设备),市场需求最大的往往是一般精度的工业设备;伺服电机由于产品价格高、操作难度大、适用面较小,推广应用受到限制。
随着工业的发展,电机的使用环境也发生了很大的变化,市场对电机提出了更高的使用要求,用人工操作的生产工艺逐渐被自动化工艺所取代,传统电机已不能满足现代工业发展的要求,市场需要大量功能先进,技术创新、经济实用、通用面广和节能可靠的新型电机。
[发明内容]
本实用新型是为了满足现代工业发展市场对电机提出的使用要求,设计一种能顺势适应工业发展的市场需求、能实现自保护及闭环控制等多项功能的异步电机。
为了实现上述目的,设计一种异步电机,包括定子和转子,所述的异步电机采用二组转定子结构同轴安装,其中一组为动力转定子结构,由主定子和主转子构成,主转子由主内转子嵌入主外转子组成,主内转子和主外转子之间设有空腔,空腔内设有相变磁性材料,主内转子连接电机输出轴,当主定子线圈通电后,交流电机产生主定子、主外转子和主内转子的两次异步旋转磁场,由于内外转子间灌装了流动性相变磁性材料,主外转子对主内转子及电机轴实现柔性的动力驱动;另一组为控制转定子结构,由副定子和副转子构成,副转子与主内转子同轴安装。
所述的电机具体结构如下:
电机轴穿入主内转子固定安装,主内转子嵌入主外转子,转子轴承和骨架油封装入转子端盖,主外转子两端固定安装转子端盖,主内外转子的间隙内灌装相变磁性材料,副转子穿装在电机轴上,全部零件组成电机转子部件;
绕制的主副定子线圈嵌入主副定子铁芯,组成定子部件;
强电接线桩、驱动电路板、集成控制板组成控制部件;
轴承装入前端盖和后端盖,组成电机壳体端盖部件;
屏蔽信号线连接光栅编码器和弱电电路板接线端,组成传感器部件;
定子部件固定装入电机壳,控制部件装入接线控制盒,屏蔽信号线穿过电机后端盖和壳体的线孔槽,连接弱电接线端,电机转子部件穿进电机定子部件,主副定转子各自对应,主定子线圈抽头连接强电接线桩,副定子线圈抽头连接驱动电路板,电机壳体端盖部件按前后位置套进电机轴、固定于电机壳体两端面,光栅编码器穿过电机轴固定于电机后端盖,编码器与屏蔽信号线连接,风叶装入并固定于电机轴后部,后风罩固定安装于电机后端盖,最后固定接线盒盖,完成电机产品整机装配。
所述的控制转定子结构由副定子和副转子构成,当副定子线圈通电,副转子产生与主转子相同方向的旋转扭矩,如果副转子旋转频率高于主转子旋转频率,就会对电机轴产生加速度,如果副转子旋转频率低于主转子旋转频率,就会对电机轴产生减速度;当副定子线圈通电后改变线圈驱动电流,将相应改变副转子及电机轴输出扭矩;当副定子线圈通电,与副转子的永磁刚产生S→N极稳定磁场,这时主定子线圈如失电,电机进入制动状态。
所述的主转子是嵌装式双转子结构形态,主转子由主外转子和主内转子组成,主内转子安装在主外转子内部,主转子两端封装转子端盖,转子端盖上装有骨架油封和轴承,主内转子、电机轴与主外转子用轴承连接,双转子之间的空腔是密闭空间。
所述的主外转子为鼠笼式主外转子或永磁式主外转子,主内转子为鼠笼式主内转子,副转子采用永磁式结构。
本实用新型电机同现有技术相比,其优点在于:
1)本实用新型的外部采用超大接线控制盒的标准电机座结构,控制盒内分布强电接线桩与弱电电路板及接线端相隔离的功能区域,其中弱电电路板采用大规模集成电路、信号处理器和逆变驱动器,实现对电机运行进行实时控制;
2)内部采用二组转定子结构,二组转定子部件同轴安装,由于内外转子间灌装了流动性相变磁性材料,主外转子对主内转子及电机轴实现柔性的动力驱动,从而使电机自动具有限制电流、软性传(启)动、控制温升、过载保护和高效节能的技术特征;
3)本实用新型中的电机信号源采用内置式高分辨度光栅编码器,编码器安装在后端盖外的电机轴上,电机信号处理器能精确储存、分析和反馈实时运行动态,通过电机自身集成电路操作系统或上位机的控制,实现故障报警、时间循环、转速变化、扭矩控制、位移距离、旋转方向等闭环控制功能。
[附图说明]
图1是本实用新型的等角轴视图;
图2是本实用新型的正视图;
图3是本实用新型的正视剖图;
图中:1.电机轴 2.前端盖 3.主轴承 4.控制线圈 5.副定子6.强电接线桩 7.动力线圈 8.主定子 9.驱动电路板 10.集成控制板11.接线控制盒 12.频蔽电缆 13.后端盖 14.风扇 15.后风罩 16.光栅编码器 17.转子轴承 18.转子端盖 19.相变磁性材料 20.主内转子 21.主外转子 22.骨架油封 23.永磁条 24.电机壳 25.副转子;
指定图3作为本实用新型的摘要附图。
[具体实施方式]
下面结合附图对本实用新型作进一步说明,这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
本实用新型由电机轴、前端盖、主轴承、控制线圈、副定子、强电接线桩、动力线圈、主定子、驱动电路板、集成控制板、接线控制盒、频蔽电缆、后端盖、风扇、后风罩、光栅编码器、转子轴承、转子端盖、相变磁性材料、主内转子、主外转子、骨架油封、永磁条、电机壳、副转子等相应的零配件组成整机产品。
本实用新型包括定子和转子,异步电机采用二组转定子结构同轴安装,其中一组为动力转定子结构,由主定子和主转子构成,主转子由主内转子嵌入主外转子组成,主内转子和主外转子之间设有空腔,空腔内设有相变磁性材料,主内转子连接电机输出轴,当主定子线圈通电后,交流电机产生主定子、主外转子和主内转子的两次异步旋转磁场,由于内外转子间灌装了流动性相变磁性材料,主外转子对主内转子及电机轴实现柔性的动力驱动;另一组为控制转定子结构,由副定子和副转子构成,副转子与主内转子同轴安装。
其中一组为动力转定子,由主定子和主转子构成,主转子由主内转子嵌入主外转子组成,当主定子线圈通电后,交流电机产生主定子→主外转子→主内转子的两次异步旋转磁场,由于内外转子间灌装了流动性相变磁性材料,主外转子对主内转子及电机轴实现柔性的动力驱动,从而使电机自动具有限制电流、软性传(启)动、控制温升、过载保护和高效节能的技术特征。
另一组为控制转定子,由副定子和副转子构成,a)当副定子线圈通电(交流驱动),副转子产生与主转子相同方向的旋转扭矩,如果副转子旋转频率高于主转子旋转频率,就会对电机轴产生加速度,如果副转子旋转频率低于主转子旋转频率,就会对电机轴产生减速度;b)当副定子线圈通电(交流驱动)后改变线圈驱动电流,将相应改变副转子及电机轴输出扭矩;c)当副定子线圈通电(直流驱动),与副转子的永磁刚产生S→N极稳定磁场,这时主定子线圈如失电,电机进入制动状态。
本实用新型的具体实施步续如下:
1、将电机轴穿入主内转子固定安装;主内转子嵌入主外转子;转子轴承和骨架油封装入转子端盖;主外转子两端固定安装转子端盖;主内外转子的间隙内灌装相变磁性材料;副转子穿装在电机轴上,全部零件组成电机转子部件;
2、绕制的主副定子线圈嵌入主副定子铁芯,组成定子部件;
3、强电接线桩、驱动电路板、集成控制板组成控制部件;
4、轴承装入前端盖和后端盖,组成电机壳体端盖部件;
5、屏蔽信号线连接光栅编码器和弱电电路板接线端,组成传感器部件;
6、整机组装程序:
a)定子部件固定装入电机壳;
b)控制部件装入接线控制盒;
c)屏蔽信号线穿过电机后端盖和壳体的线孔槽,连接弱电接线端;
d)电机转子部件穿进电机定子部件(主副定转子各自对应),主定子线圈抽头连接强电接线桩,副定子线圈抽头连接驱动电路板;
e)电机壳体端盖部件按前后位置套进电机轴、固定于电机壳体两端面;
f)光栅编码器穿过电机轴固定于电机后端盖,编码器与屏蔽信号线连接;
g)风叶装入并固定于电机轴后部;
h)后风罩固定安装于电机后端盖;
7、最后固定接线盒盖,完成电机产品整机装配工序。
Claims (5)
1.一种异步电机,包括定子和转子,其特征在于所述的异步电机采用二组转定子结构同轴安装,其中一组为动力转定子结构,由主定子和主转子构成,主转子由主内转子嵌入主外转子组成,主内转子和主外转子之间设有空腔,空腔内设有相变磁性材料,主内转子连接电机输出轴,当主定子线圈通电后,交流电机产生主定子、主外转子和主内转子的两次异步旋转磁场,由于内外转子间灌装了流动性相变磁性材料,主外转子对主内转子及电机轴实现柔性的动力驱动;另一组为控制转定子结构,由副定子和副转子构成,副转子与主内转子同轴安装。
2.如权利要求1所述的一种异步电机,其特征在于电机具体结构如下:
电机轴穿入主内转子固定安装,主内转子嵌入主外转子,转子轴承和骨架油封装入转子端盖,主外转子两端固定安装转子端盖,主内外转子的间隙内灌装相变磁性材料,副转子穿装在电机轴上,全部零件组成电机转子部件;
绕制的主副定子线圈嵌入主副定子铁芯,组成定子部件;
强电接线桩、驱动电路板、集成控制板组成控制部件;
轴承装入前端盖和后端盖,组成电机壳体端盖部件;
屏蔽信号线连接光栅编码器和弱电电路板接线端,组成传感器部件;
定子部件固定装入电机壳,控制部件装入接线控制盒,屏蔽信号线穿过电机后端盖和壳体的线孔槽,连接弱电接线端,电机转子部件穿进电机定子部件,主副定转子各自对应,主定子线圈抽头连接强电接线桩,副定子线圈抽头连 接驱动电路板,电机壳体端盖部件按前后位置套进电机轴、固定于电机壳体两端面,光栅编码器穿过电机轴固定于电机后端盖,编码器与屏蔽信号线连接,风叶装入并固定于电机轴后部,后风罩固定安装于电机后端盖,最后固定接线盒盖,完成电机产品整机装配。
3.如权利要求1所述的一种异步电机,其特征在于所述的控制转定子结构由副定子和副转子构成,当副定子线圈通电,副转子产生与主转子相同方向的旋转扭矩,如果副转子旋转频率高于主转子旋转频率,就会对电机轴产生加速度,如果副转子旋转频率低于主转子旋转频率,就会对电机轴产生减速度;当副定子线圈通电后改变线圈驱动电流,将相应改变副转子及电机轴输出扭矩;当副定子线圈通电,与副转子的永磁刚产生S→N极稳定磁场,这时主定子线圈如失电,电机进入制动状态。
4.如权利要求1所述的一种异步电机,其特征在于所述的主转子是嵌装式双转子结构形态,主转子由主外转子和主内转子组成,主内转子安装在主外转子内部,主转子两端封装转子端盖,转子端盖上装有骨架油封和轴承,主内转子、电机轴与主外转子用轴承连接,双转子之间的空腔是密闭空间。
5.如权利要求1所述的一种异步电机,其特征在于所述的主外转子为鼠笼式主外转子或永磁式主外转子,主内转子为鼠笼式主内转子,副转子采用永磁式结构。
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CN104506000A (zh) * | 2015-01-05 | 2015-04-08 | 上海朗汉传动科技有限公司 | 一种异步电机 |
CN106374709A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-02-01 | 广东威灵电机制造有限公司 | 电机 |
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