CN208433827U - 一种绕组永磁调速器绕组铁芯闭口槽结构及外绕组铁芯 - Google Patents

Abstract

本专利涉及一种绕组永磁调速器绕组铁芯闭口槽结构及外绕组铁芯，该一种绕组永磁调速器绕组铁芯闭口槽结构包括平行齿铁芯、闭口槽铁芯及紧固件。其中，平行齿铁芯为平行齿冲片叠压而成，由两端压板及扣片将冲片叠压紧固形成平行齿铁芯，闭口槽铁芯由斜面扣片将闭口槽冲片叠压而成。平行齿铁芯与闭口槽铁芯通过梯形槽连接，用另一斜面扣片将平行齿铁芯及闭口槽铁芯紧固，形成一个完整铁芯。本专利采用闭口槽结构，闭口槽的槽口宽度远小于开口槽，有效地减小了气隙磁密谐波含量，降低了永磁体中的涡流损耗，提高了功率密度；锁紧斜面设置在梯形槽侧面，平行齿铁芯与闭口槽铁芯之间的结合更加紧密，结合间隙缩减至最小，减小了磁路损耗。本专利的结构精炼，传动效率高，经济效益好。

Description

一种绕组永磁调速器绕组铁芯闭口槽结构及外绕组铁芯

技术领域

本专利涉及绕组永磁耦合器技术领域，具体地，涉及一种绕组永磁调速器外绕组铁芯硅钢片闭口槽结构及外绕组铁芯。

背景技术

永磁耦合器因为具有节能效果好、后期维护工作量小、结构简单、适于各种恶劣工况等特性，正越来越多地得到应用。其中，绕组式永磁耦合器主要应用在钢铁、发电、化工、矿山等传动领域。在上述领域中一般需要应用大功率绕组式永磁耦合器，且要有较高的功率密度才能满足实际需要。

为了提高绕组式永磁耦合器的功率和功率密度，绕组式永磁耦合器中的绕组转子中的绕组需要承受较大的电压和电流。为了满足上述需求，一般绕组式永磁耦合器中的绕组转子需采用硬绕组(也称成型绕组)，而为了使硬绕组能嵌入绕组转子中，则必需采用开口槽的绕组铁芯；若使用闭口槽形式的绕组铁芯，则只能使用软绕组(也称散嵌绕组)，但使用软绕组时又不能满足大功率和高功率密度的使用要求。

大功率绕组式永磁耦合器绕组转子的电压、电流较大，一般采用硬绕组成型线圈，其绕组铁心设计成开口槽，这种结构存在以下技术问题：绕组转子铁心的开口槽设计导致气隙磁场谐波含量较大，在永磁体中会产生很大的涡流损耗，导致永磁体温度升高，极易导致永磁体退磁，影响耦合器正常运行。

中国实用新型专利(授权公告号：CN202435160U)公开了高转速水轮发电机磁轭“鸽尾”槽结构，其内转子冲片为分离的磁极与磁轭，磁极与磁轭通过燕尾槽及斜键结构连接。但此结构存在以下问题：(1)将磁极设计为“鸽尾”结构后连接处集中应力较高，受力包括电磁转矩及离心力，且由于分体结构设计，铁芯强度减弱；(2)该结构只能缠绕或放置成型线圈绕组的线圈节为1的绕组；(3)该结构将发热量集中的齿部分开，铁芯热传导体不是整体，热辐射能力降低，散热能力较差；(4)该结构在线圈缠绕过程中易损伤绕组；(5)磁极与磁轭底部斜面压紧，梯形槽两侧面受力，导致底部大面结合处气隙变大。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本专利提供方案1、一种绕组永磁调速器绕组铁芯闭口槽结构，包括平行齿铁芯和闭口槽铁芯，平行齿为绕组的电枢齿极，即为缠绕放置绕组线圈的铁芯部分，其中平行齿铁芯是由若干平行齿冲片叠压而成，平行齿冲片上的平行齿在一张整体的冲片上均布开设，与冲片轭部是一个整体，其在平行齿内圆周上开设有梯形凸台；其中闭口槽铁芯是由若干闭口槽冲片叠压而成，其闭口槽冲片上开设有梯形槽，平行齿铁芯与闭口槽铁芯通过梯形凸台与梯形槽及带有斜面的楔片互锁结构连接紧固。

方案2、如方案1所述的绕组铁芯闭口槽结构，所述平行齿铁芯由多片平行齿冲片叠压而成，多片平行齿冲片的两端设置有压板，平行齿冲片的外周设置有若干均布的扣片槽，扣片槽中设置有第一扣片，多片平行齿冲片通过两端的压板及第一扣片叠压紧固。

方案3、如方案2所述的绕组铁芯闭口槽结构，所述平行齿铁芯包括多片平行齿冲片，平行齿冲片内周均布开设有平行齿极，开设的若干平行齿极与冲片轭部是一个整体。

方案4、如方案3所述的绕组铁芯闭口槽结构，平行齿极的两侧齿面平行。

方案5、如方案1项所述的绕组铁芯闭口槽结构，闭口槽铁芯包括多片闭口槽冲片，闭口槽冲片上开设有与平行齿上开设的梯形凸台相互配合的梯形槽。

方案6、如方案5所述的绕组铁芯闭口槽结构，闭口槽铁芯由第二扣片将闭口槽冲片叠压点焊而成。

方案7、如方案5所述的绕组铁芯闭口槽结构，第二扣片为具有单个斜面的楔形扣片，斜面的对面与闭口槽冲片的梯形槽的腰边贴合。

方案8、如方案6或7所述的绕组铁芯闭口槽结构，第二扣片两两配合使用，其中一组第二扣片用于闭口槽冲片的叠压以形成闭口槽铁芯，另一组第二扣片用于闭口槽铁芯与平行齿铁芯的整体锁紧。

方案9、如方案8所述的绕组铁芯闭口槽结构，其第二扣片为两两配合使用，结合锁紧面为第二扣片的斜面。

方案10、如方案9所述的绕组铁芯闭口槽结构，梯形槽侧面与梯形凸台侧面的两腰边面通过第二扣片相互锁紧。

方案11、如方案10所述的绕组铁芯闭口槽结构，梯形槽比梯形凸台的尺寸大且有公差配合要求。

方案12、如方案10或11所述的绕组铁芯闭口槽结构，闭口槽铁芯与平行齿铁芯锁紧后的结合面为紧密接触，接触面积最大。

方案13、如方案1‐7、9‐11之任一项所述的绕组铁芯闭口槽结构，梯形凸台设置于平行齿铁芯的平行齿极端面，梯形凹槽部设置于闭口槽铁芯的端面；相反设置亦可。

本专利还提供方案14、一种绕组永磁调速器外绕组铁芯，所述外绕组铁芯采用方案1‐13之任一项所述的绕组铁芯闭口槽结构，平行齿极上缠绕/放置绕组，绕组可单跨距缠绕/放置于一个平行齿极上，也可多跨距缠绕/放置于多个平行齿极上。

通过上述技术方案，本专利具有如下的技术效果：

1、本专利采用闭口槽结构，闭口槽的槽口宽度远小于开口槽，有效的减小了气隙磁密谐波含量，降低了永磁体中的涡流损耗，提高了功率密度。

2、本专利的平行齿冲片为整体结构，绕组产生的离心力作用在平行齿铁芯的齿极，可承受较高强度。

3、本专利的齿极是开口式的平行齿，成型线圈宽度与平行齿同宽，直接放置于齿极上，无需整形。散嵌绕组端部留有的余量长度变短，节约了线圈的用量。

4、本专利的绕组集中或非集中式绕组方式均可缠绕在完整铁心上，缠绕或放置方便、快捷简单，不易损伤绕组；绕组缠绕处的齿部冲片为整体，热传导没有隔断，热传导快，热辐射面积大。

5、本专利的锁紧斜面设置在梯形槽侧面，平行齿铁芯与闭口槽铁芯之间的结合更加紧密，结合面间隙缩减至最小，结合面面积最大，减小了磁路损耗。

附图说明

附图是用来提供对本专利的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利，但并不构成对本专利的限制。在附图中：

图1是本专利的一种优选的绕组永磁调速器外绕组铁芯硅钢片闭口槽结构的剖面示意图。

图2是本专利的一种优选的带有绕组的平行齿铁芯的结构示意图。

图3是本专利的一种优选的闭口槽齿铁芯的结构示意图。

图4是本专利的一种优选的平行齿的冲片的结构示意图。

图5是本专利的一种优选的闭口槽的冲片的结构示意图。

图6是本专利的一种优选的紧固平行齿铁芯与闭口槽铁芯的紧固扣片的结构示意图。

图7是本专利的一种优选的线圈缠绕单跨距及多跨距示意图。

附图标记说明

1、平行齿铁芯；2、闭口槽铁芯；3、绕组；4、紧固件；11、平行齿冲片；12、第一扣片；13、压板；111、扣片槽；112、平行齿极；113、梯形凸台；21、闭口槽冲片；22、第二扣片；211、梯形槽；31、单跨距线圈， 32、33多跨距线圈。

具体实施方式

以下结合附图对本专利的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利，并不用于限制本专利。

如图1-7所示，该绕组永磁调速器外绕组铁芯，主要由平行齿铁芯1、闭口槽铁芯2、绕组3及紧固件4组成。其中，带有绕组的平行齿铁芯1包括平行齿冲片11、第一扣片12、压板13；闭口槽铁芯2包括闭口槽冲片21、具有斜面的第二扣片22。

其中，平行齿冲片11包括扣片槽111、平行齿极112、梯形凸台113，扣片槽111中设置有第一扣片12，用于将平行齿冲片及压板叠压固定。

其中平行齿极11叠压后成具有一定厚度的平行齿极112，用于缠绕放置绕组3，形成电枢齿极。

其中平行齿11上梯形凸台113用于卡接闭口槽冲片21上的梯形槽211。闭口槽冲片21的梯形槽211与平行齿冲片11的梯形凸台113的斜边之间设置有第二扣片22。

如图6所示，第二扣片22为具有单个斜面的楔形扣片，斜面的对面与闭口槽冲片的梯形槽的腰边贴合，即第二扣片22为横剖面具有一直角边和一斜边的楔形件，其中第二扣片22为两两斜面配合使用，一组第二扣片22 与闭口槽冲片21叠压点焊形成闭口槽铁芯2，第二扣片22的非斜面与闭口槽冲片21的梯形槽的一腰边贴合，并通过焊接形成闭口槽铁芯2。

第二扣片22的另一组与已经点焊在闭口槽铁芯2的第二扣片22的斜面反向安装，用于紧固平行齿铁芯1与闭口槽铁芯2。紧固平行齿铁芯1与闭口槽铁芯2后将第二扣片22两端头与平行齿铁芯1点焊加固。

绕组3缠绕平行齿极设置，可单跨距或多跨距。如图7所示，31为单跨距线圈，32、33为两个或以上的多跨距线圈。

本专利所述的绕组永磁调速器外绕组铁芯硅钢片闭口槽结构，包括平行齿铁芯、闭口槽铁芯及紧固件。其中平行齿铁芯为平行齿冲片叠压而成，由两端压板及扣片将冲片叠压紧固形成平行齿铁芯；闭口槽铁芯由第二扣片将闭口槽冲片叠压而成，平行齿铁芯与闭口槽铁芯通过梯形槽连接，用第二扣片的另一组将平行齿铁芯及闭口槽铁芯紧固，形成一个完整铁芯。

本专利的组装顺序为：组合平行齿铁芯1—组合闭口槽铁芯2—缠绕/放置绕组3—将平行齿铁芯1与闭口槽铁芯2的梯形槽卡接—第二扣片22斜面紧固平行齿铁芯与闭口槽铁芯。

本专利采用绕组永磁调速器外绕组铁芯硅钢片闭口槽结构，避免了因采用开口槽带来的问题。本专利采用的绕组产生的离心力作用在平行齿铁芯的齿极，平行齿极冲片为整体，强度高，而闭口槽冲片只仅受很小的离心力。同时，闭口槽的槽口宽度远小于开口槽，有效的减小了气隙磁密谐波含量，降低了永磁体中的涡流损耗，提高了功率密度。本新型的齿极采用开口式的平行齿，成型线圈宽度制作成与平行齿同宽，直接放置在齿极上，无需整形。散嵌绕组端部留有的余量长度变短，节约了线圈的用量。集中绕组或非集中式绕组方式均可缠绕在上述完整铁心上。另外，本专利绕组缠绕处的齿部冲片为整体热传导没有隔断，热传导快，热辐射面积大。

本专利的锁紧斜面在梯形槽侧面而不是底面，有助于将平行齿铁芯与闭口槽铁芯之间的结合间隙缩减至最小。减小了磁路损耗。梯形槽侧面压紧则会令平行齿铁芯与闭口槽铁芯之间的结合更加紧密。同时，本专利的绕组缠绕或放置比现有专利更方便、快捷简单，不易损伤绕组。

以上结合附图详细描述了本专利的优选实施方式，但是，本专利并不限于上述实施方式中的具体细节，在本专利的技术构思范围内，可以对本专利的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本专利的保护范围。

Claims (14)

1.一种绕组永磁调速器绕组铁芯闭口槽结构，其特征在于：包括平行齿铁芯和闭口槽铁芯，平行齿为绕组的电枢齿极，即为缠绕放置绕组线圈的铁芯部分，其中平行齿铁芯是由若干平行齿冲片叠压而成，平行齿冲片上的平行齿在一张整体的冲片上均布开设，与冲片轭部是一个整体，其在平行齿内圆周上开设有梯形凸台；其中闭口槽铁芯是由若干闭口槽冲片叠压而成，其闭口槽冲片上开设有梯形槽，平行齿铁芯与闭口槽铁芯通过梯形凸台与梯形槽及带有斜面的楔片互锁结构连接紧固。

2.如权利要求1所述的绕组铁芯闭口槽结构，其特征在于：所述平行齿铁芯由多片平行齿冲片叠压而成，多片平行齿冲片的两端设置有压板，平行齿冲片的外周设置有若干均布的扣片槽，扣片槽中设置有第一扣片，多片平行齿冲片通过两端的压板及第一扣片叠压紧固。

3.如权利要求2所述的绕组铁芯闭口槽结构，其特征在于：所述平行齿铁芯包括多片平行齿冲片，平行齿冲片内周均布开设有平行齿极，开设的若干平行齿极与冲片轭部是一个整体。

4.如权利要求3所述的绕组铁芯闭口槽结构，其特征在于：平行齿极的两侧齿面平行。

5.如权利要求1项所述的绕组铁芯闭口槽结构，其特征在于：闭口槽铁芯包括多片闭口槽冲片，闭口槽冲片上开设有与平行齿上开设的梯形凸台相互配合的梯形槽。

6.如权利要求5所述的绕组铁芯闭口槽结构，其特征在于：闭口槽铁芯由第二扣片将闭口槽冲片叠压点焊而成。

7.如权利要求5所述的绕组铁芯闭口槽结构，其特征在于：第二扣片为具有单个斜面的楔形扣片，斜面的对面与闭口槽冲片的梯形槽的腰边贴合。

8.如权利要求6或7所述的绕组铁芯闭口槽结构，其特征在于：第二扣片两两配合使用，其中一组第二扣片用于闭口槽冲片的叠压以形成闭口槽铁芯，另一组第二扣片用于闭口槽铁芯与平行齿铁芯的整体锁紧。

9.如权利要求8所述的绕组铁芯闭口槽结构，其特征在于：其第二扣片为两两配合使用，结合锁紧面为第二扣片的斜面。

10.如权利要求9所述的绕组铁芯闭口槽结构，其特征在于：梯形槽侧面与梯形凸台侧面的两腰边面通过第二扣片相互锁紧。

11.如权利要求10所述的绕组铁芯闭口槽结构，其特征在于：梯形槽比梯形凸台的尺寸大且有公差配合要求。

12.如权利要求10或11所述的绕组铁芯闭口槽结构，其特征在于：闭口槽铁芯与平行齿铁芯锁紧后的结合面为紧密接触，接触面积最大。

13.如权利要求1-7、9-11之任一项所述的绕组铁芯闭口槽结构，其特征在于：梯形凸台设置于平行齿铁芯的平行齿极端面，梯形凹槽部设置于闭口槽铁芯的端面；相反设置亦可。

14.一种绕组永磁调速器外绕组铁芯，其特征在于：所述外绕组铁芯采用权利要求1-13之任一项所述的绕组铁芯闭口槽结构，平行齿极上缠绕/放置绕组，绕组可单跨距缠绕/放置于一个平行齿极上，也可多跨距缠绕/放置于多个平行齿极上。