CN207664848U - 开关磁阻电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关磁阻电机，其技术方案要点是包括机壳、转动连接在机壳上的主轴、固接在主轴上的电机转子、固接在机壳内的电机定子以及旋转变压器；电机定子套设在电机转子上，电机定子包括带有多个定子凸极的定子铁芯以及分别缠绕在定子凸极上的定子绕组，相邻两定子绕组之间设有隔板，定子铁芯上开有限位槽，隔板一端插接在限位槽内，达到了便于下线的效果。

Description

开关磁阻电机

技术领域

本实用新型涉及一种电机，特别涉及一种开关磁阻电机。

背景技术

开关磁阻电机是一种新型调速电机，调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无极调速系统。它的结构简单坚固，调速范围宽，调速性能优异，且在整个调速范围内都具有较高效率，系统可靠性高。

整个系统主要有开关磁阻电机、功率变换器、控制器与位置检测器四部分组成。开关磁阻电机系双凸极可变磁阻电动机，其定、转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成。转子既无绕组也无永磁体，定子极上绕有集中绕组，径向相对的两个绕组联接起来，称为“一相”，SR电动机可以设计成多种不同相数结构，且定、转子的极数有多种不同的搭配。现今应用较多的是四相（8/6）结构和三相（12/8）结构。控制器内包含功率变换器和控制电路，而转子位置检测器则一般安装在电机的一端，这种电动机一般与国产Y系列感应电动机同功率同机座号同外形。现有的开关磁阻电机，如申请公布号为CN105356630A公开了一种开关磁阻电机，包括定子凸极部、转子凸极部以及电机调整电路。

这种开关磁阻电机的相邻定子凸极的间槽内，同时存在两组绕组。通常会用隔板插在相邻绕组之间的方式实现两组绕组的定位和分离，但是这种方式下线过程中隔板无法固定，单个绕组所需要的设置空间不易控制，下线比较不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种开关磁阻电机，便于下线。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种开关磁阻电机，包括机壳、转动连接在机壳上的主轴、固接在主轴上的电机转子、固接在机壳内的电机定子以及旋转变压器；电机定子套设在电机转子上，电机定子包括带有多个定子凸极的定子铁芯以及分别缠绕在定子凸极上的定子绕组，相邻两定子绕组之间设有隔板，定子铁芯上开有限位槽，隔板一端插接在限位槽内。

通过采用上述技术方案，设置限位槽可以将隔板插在其中，使隔板的位置固定，使隔板处于较为稳定的位置，便于定子绕组的下线。同时可以预先将相邻的定子凸块间的空间分成两部分，有助于将定子绕组缠的更为规整。

较佳的，相邻两个定子凸极之间卡接有定位板，定位板设置在定子绕组靠近电机转子一端，定位板朝向定子绕组的端面上开有限位副槽，隔板远离限位槽的一端插接在限位副槽内。

通过采用上述技术方案，设置定位板可以从电机定子靠近电机转子的一端挡住定子绕组，避免定子绕组从定子凸极上脱离。设置限位副槽给隔板远离定子的一端一个支撑，加强了支撑隔板的结构，使隔板更为稳定，收到定子绕组挤压时不易发生变形。

较佳的，隔板远离电机转子的一端固设有无法穿过限位槽的防脱沿，定子铁芯上开有与防脱沿相适配的防脱槽。

通过采用上述技术方案，设置防脱槽，可以避免在初始阶段安装隔板时，隔板在重力作用下从限位槽中滑脱，进一步便于定子绕组的缠线。

较佳的，定子铁芯包括定子片以及设置在定子铁芯两端的定子端板，电机定子远离电机转子的表面上开有卡槽，卡槽内卡接有U型的卡板，卡板的两端分别与定子端板远离定子片的端面抵接。

通过采用上述技术方案，设置定子端板可以将定子片压紧，避免定子片的边缘翘起。设置卡板和卡槽将定子片和定子端板，避免电机定子的结构分离。

较佳的，限位槽开且仅开在各定子片上。

通过采用上述技术方案，定子端板上没有限位槽，定子片上设置限位槽，可以利用定子端板作为隔板在定子轴向上的限位结构，可以避免在绕线过程中隔板意外从限位槽上滑出。

较佳的，卡槽数量与定子凸极数量一致，且各卡槽分别与其中一个定子凸极对齐。

通过采用上述技术方案，一方面可以使卡槽均匀的分布在电机定子上，使卡板固定电机定子的结构更为稳定；另一方面可以将卡槽与限位槽的位置错开，避免定子片局部位置槽结构较多，降低定子片整体的强度。

较佳的，电子转子包括转子片以及设置在转子两端的转子端板，转子片的中心开有轴孔，所述轴孔的圆周上固接有键台，键台设有两个且均匀的分布在轴孔的圆周面上，主轴上开有两个与键台相适配的键槽。

通过采用上述技术方案，转子片压装形成转子后，键台集合成为键结构，键结构与电机转子之间无间隙，电机转子的转动能够更好的传递给主轴，可以提高主轴动力输出的效率，同时可以使主轴给磁阻式旋转变压器传递的位置信息更接近与转子的真实情况，有助于提高开关磁阻电机上控制器的控制精确度。此外，键与电机转子集成在一起可以减少转动结构连接处的碰撞，有助于保护电机转子与主轴，提高其使用寿命。设置两个键台，可以增加压装后转子的转动惯量，避免转子出现偏心情况，有助于保证转子旋转结构的稳定性和准确性。此外，集成后的转子与主轴进行安装时，不许单独安装键，可以简化安装步骤。

较佳的，每个键台的两侧分别开有贯穿转子片两个轴向端面的变形槽。

通过采用上述技术方案，设置变形槽，便于键台进入主轴上的键槽，相当于加长了键台伸出轴孔的长度，键台处与转子片体连接更易发生弹性变形，有助于降低转子的安装难度。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：使隔板；有助于提高转子片的强度；有助于保证转子旋转结构的稳定性和准确性；可以简化安装步骤；助于降低转子的安装难度。

附图说明

图1是开关磁阻电机的结构示意图；

图2是开关磁阻电机内部的结构示意图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是电机转子的爆炸示意图；

图5是图4中B处的放大图；

图6是电机定子的结构示意图；

图7是显示定子片结构的电机定子局部剖视图；

图8是图2中C处的放大图；

图9是图7中D处的放大图；

图10是图7中E处的放大图；

图11是图7中F处的放大图；

图12是旋转变压器连接处的示意图。

图中，1、机壳；11、机座；12、前端盖；13、后端盖；14、前轴承内端盖；15、前轴承外端盖；16、后轴承内端盖；17、后轴承外端盖；18、固定螺栓；2、主轴；21、转子键槽；3、电机转子；31、转子片；311、片体；312、转子凸极；313、键台；314、轴孔；315、变形槽；32、转子端板；4、电机定子；41、定子铁芯；411、定子片；412、定子端板；413、卡板；414、卡槽；415、限位槽；416、防脱槽；417、定子凸极；418、卡板槽；42、定子绕组；43、隔板；431、防脱沿；44、定位板；441、限位副槽；5、旋转变压器；51、旋变器定子；52、旋变器转子；6、散热叶轮；7、风罩。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种开关磁阻电机，如图1和图2所示，包括机壳1、与机壳1转动连接的主轴2、固接在主轴2上的电机转子3、固接在机壳1内的电机定子4以及检测电机转子3位置的旋转变压器5。

机壳1包括两端开口的机座11、法兰连接在机座11一端的前端盖12以及法兰连接在机座11另一端的后端盖13。机座11整体呈圆管状，机座11的外壁上固接有多片散热片。前端盖12和后端盖13的中心分别开有轴承孔，所述轴承孔内设有支撑主轴2转动的轴承。

前端盖12上固接有锁定前端盖12上轴承轴向位置的前轴承内端盖14和前轴承外端盖15。所述前轴承内端盖14位于前端盖12靠近后端盖13的一侧，所述前轴承外端盖15位于前端盖12远离后端盖13的一侧。

相似的，后端盖13上固接有锁定后端盖13上轴承轴向位置的后轴承内端盖16和后轴承外端盖17。所述后轴承内端盖16位于后端盖13靠近前端盖12的一侧，所述后轴承外端盖17位于后端盖13远离前端盖12的一侧。

主轴2与前端盖12和后端盖13内的轴承内圈固接。主轴2的一端从前端盖12中伸出，作为开关磁阻电机的输出端。如图3所示，主轴2上开有两个用于连接电机转子3的转子键槽21，两个转子键槽21相对设置，转子键槽21位于前端盖12与后端盖13之间。

结合图2和图4所示，电机转子3包括多张被叠放压紧的转子片31以及电机转子3两端的转子端板32。

转子片31为硅钢片冲压而成的薄片状（图中只示出转子片31压叠后的形状）。转子片31包括圆形的片体311、一体固接在片体311上转子凸极312以及一体固接在片体311上的键台313。片体311为圆形片状，片体311上开有与片体311同轴的轴孔314。转子凸极312设置有八个，且均匀的分布在片体311的外圆周上。键台313设置有两个，且分别与两个转子键槽21相适配。两个键台313分别固接在轴孔314的圆周面上。两个键台313相对设置，转子片绕其自身轴线旋转180°后，键台313与转动前的另一键台313重合。如图5所示，轴孔314的圆周面上开有变形槽315。每个键台313的两侧分别设置有一个变形槽315，变形槽315紧贴键台313。

转子端板32为环形，并套设在主轴2上，从两端压紧转子片。主轴2上设有用于电机转子3轴向定位的台阶结构，其中一个转子端板32与所述台阶结构的端面抵接。转子端板32的内圈与主轴2相适配，靠近主轴2台阶结构的转子端板32内圈与主轴2采用过渡配合，另一转子端板32内圈与主轴2采用间隙配合。转子端板32的外径与转子片的最大直径相同。

如图2和图6所示，电机定子4包括定子铁芯41和定子绕组42。

结合图7所示，定子铁芯41包括多张叠压在一起的定子片411（图中只示出定子片411压叠后的形状）、设置在定子片411两侧的定子端板412以及卡板413。回看图2，定子铁芯41嵌在机座11内并套设在电机转子3处，机座11上螺纹连接有与定子铁芯41抵接的固定螺栓18。

定子片411为硅钢片冲压而成的薄片状。定子片411大致为环形，其内圈一体固设有十二个定子凸极417，定子凸极417均匀的分布在定子片411内圈的圆周面上。定子片411的外圈与机座11内圈相适配。

结合图6和图8所示，定子端板412为形状与定子片411相同的板状，且厚度大于定子片411厚度。

如图9所示，定子片411和定子端板412的外圈上分别开有卡槽414，卡板413卡接在卡槽414内。定子铁芯41的外圆周上共设有十二个卡槽414。卡槽414的长度方向与定子片411的轴线平行，且与相邻的定子凸极417对齐。卡槽414的横截面为等腰梯形，结合图2，且所述等腰梯形的下底朝向电机转子3。如图8所示，卡板413为U型，卡板413的U型两端的间距与定子片411与定子端板412的厚度之和相同。卡板413的U型的中段部分卡入卡槽414中，卡板413的两端将定子片411和定子端板412夹在其中。

结合图6和图7所示，定子绕组42采用1跨2方式下线。每个定子凸极417上缠绕一组定子绕组42，既相邻两个定子凸极417间缝隙之中有两组定子绕组42。每组定子绕组42上分别包裹有绝缘纸。

结合图7和图10所示，定子凸极417上开有卡板槽418，卡板槽418设置定子凸极417朝向相邻定子凸极417的端面。卡板槽418的长度方向与电机定子4的轴线平行。相邻两个定子凸极417的卡板槽418之间卡接有定位板44。定位板44位于定子绕组42靠近转子的一侧。

如图11所示，相邻两个定子凸极417之间的凹槽内分别开设有限位槽415。限位槽415开在定子片411朝向电机转子3的圆周面上。限位槽415的长度方向与定子片411的一条半径重合，且限位槽415到相邻两个定子凸极417的距离相等。如图10所示，定位板44朝向相邻限位槽415的端面上开有限位副槽441。限位副槽441与限位槽415之间设有隔板43，隔板43的两端分别插接在限位槽415和限位副槽441中，将处于同一定子凸极417间缝隙中的两组定子绕组42隔开。

定子铁芯41上开有防脱槽416。防脱槽416设置在限位槽415远离电机转子3的一端，且与限位槽415连通。隔板43远离限位副槽441的一端一体固接有防脱沿431，防脱沿431位于防脱槽416内且与防脱槽416相适配。

结合图2和图12所示，磁阻式旋转变压器5包括与主轴2固定相连的旋变器转子52以及固接在机壳1上的旋变器定子51，磁阻式旋转变压器5的原理为现有技术，其具体结构可以参考公告号为CN201853570U的中国专利，此处不再赘述。旋变器定子51固接在后轴承外端盖17远离电机转子3的一侧。

回看图2，主轴2伸出后轴承外端盖17，伸出部分上固接有散热叶轮6。机座11上固接有风罩7。风罩7和后端盖13将磁阻式旋转变压器5和散热叶轮6罩在其中。

加工定子时，先将定子片411压叠在一起，在各限位槽415内插入隔板43，将定子端板412固定在被压合的定子片411两端，在定子凸极417与隔板43之间铺上绝缘纸，在定子凸极417上缠上定子绕组42，在卡板413槽中插入定位板44，同时隔板43插入定位板44上限位副槽441。加工电机转子3时，将多张转子片31对齐并叠放在一起，将转子片31一张一张套设在主轴2上，使键台313滑入主轴2上的转子键槽21内，而后将所有转子片31压紧形电机转子3。

在使用电机时，定子绕组42按相序依次通电，由于磁通总要沿着磁阻最小的路径闭合，因此电机转子凸极312移动与依次与通电定子绕组42对应定子凸极417对齐，从而带动主轴2转动。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种开关磁阻电机，包括机壳(1)、转动连接在机壳(1)上的主轴(2)、固接在主轴(2)上的电机转子(3)、固接在机壳(1)内的电机定子(4)以及旋转变压器(5)；电机定子(4)套设在电机转子(3)上，电机定子(4)包括带有多个定子凸极(417)的定子铁芯(41)以及分别缠绕在定子凸极(417)上的定子绕组(42)，相邻两定子绕组(42)之间设有隔板(43)，其特征在于：定子铁芯(41)上开有限位槽(415)，隔板(43)一端插接在限位槽(415)内。

2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于：相邻两个定子凸极(417)之间卡接有定位板(44)，定位板(44)设置在定子绕组(42)靠近电机转子(3)一端，定位板(44)朝向定子绕组(42)的端面上开有限位副槽(441)，隔板(43)远离限位槽(415)的一端插接在限位副槽(441)内。

3.根据权利要求2所述的开关磁阻电机，其特征在于：隔板(43)远离电机转子(3)的一端固设有无法穿过限位槽(415)的防脱沿(431)，定子铁芯(41)上开有与防脱沿(431)相适配的防脱槽(416)。

4.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于：定子铁芯(41)包括定子片(411)以及设置在定子铁芯(41)两端的定子端板(412)，电机定子(4)远离电机转子(3)的表面上开有卡槽(414)，卡槽(414)内卡接有U型的卡板(413)，卡板(413)的两端分别与定子端板(412)远离定子片(411)的端面抵接。

5.根据权利要求4所述的开关磁阻电机，其特征在于：限位槽(415)开且仅开在各定子片(411)上。

6.根据权利要求4所述的开关磁阻电机，其特征在于：卡槽(414)数量与定子凸极(417)数量一致，且各卡槽(414)分别与其中一个定子凸极(417)对齐。

7.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于：电子转子包括转子片以及设置在转子两端的转子端板(32)，转子片的中心开有轴孔(314)，所述轴孔(314)的圆周上固接有键台(313)，键台(313)设有两个且均匀的分布在轴孔(314)的圆周面上，主轴(2)上开有两个与键台(313)相适配的键槽。

8.根据权利要求7所述的开关磁阻电机，其特征在于：每个键台(313)的两侧分别开有贯穿转子片两个轴向端面的变形槽(315)。