CN208754065U - 一种高转速电机以及具有该电机的鼓风机 - Google Patents

Abstract

一种高转速电机以及具有该电机的鼓风机，所述高转速电机为开关磁阻电机，其包括：输出转轴，所述输出转轴直接与待驱动机构相连；转子冲片，固定设置在所述输出转轴上，所述转子冲片上设置有两个第一凸极；定子冲片，与所述转子冲片对应设置，所述定子冲片上设置有与所述第一凸极相对设置的六个第二凸极，所述转子冲片和所述定子冲片之间具有用于防止其二者存在转矩死区的气隙。解决了现有技术中的高转速电机需要增设增速箱，增速箱会提高电机的生产加工难度并且降低高速电机可靠性从而导致高速电机产品竞争力不足的问题。

Description

一种高转速电机以及具有该电机的鼓风机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种高转速电机以及具有该电机的鼓风机。

背景技术

电机属通用机械，是被广泛应用于各行各业的关键设备，其转速的高低直接影响电机是否能够满足一些较高难度的工作，尤其是应用于高速风机的高转速电机，其生产成本的高低、可靠性好坏以及节能能力是评价其好坏的重要指标。

为了提高电机的产品竞争力，现有技术中如中国专利文献CN201196154Y，公开了一种柴油机驱动组合式高速鼓风机，它包括离心鼓风机101、齿轮增速箱102和柴油机104，柴油机104输出端与齿轮增速箱102的输入端之间连接有高弹摩擦离合器103,齿轮增速箱102通过联轴器与离心鼓风机101的主轴连接。

上述鼓风机的高转速电机需要在驱动电机与鼓风机的主轴之间设置一个增速的变速箱从而将转速提升到10000rpm以上，但是，通过设置增速变速箱的方式无异议地会提高鼓风机的生产加工难度而且增速箱在使用过程中也容易出现故障降低了高速电机的可靠性。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于现有技术中的高转速电机需要增设增速箱，增速箱会提高电机的生产加工难度并且降低高速电机可靠性从而导致高速电机产品竞争力不足的问题从而提供一种高转速电机，所述高转速电机为开关磁阻电机，其包括：

输出转轴，所述输出转轴直接与待驱动机构相连；

转子冲片，固定设置在所述输出转轴上，所述转子冲片上设置有两个第一凸极；

定子冲片，与所述转子冲片对应设置，所述定子冲片上设置有与所述第一凸极相对设置的六个第二凸极，所述转子冲片和所述定子冲片之间具有用于防止其二者存在转矩死区的气隙。

每个所述第一凸极均与两个所述第二凸极相对应。

所述定子冲片为环形结构，所述转子冲片为转动设置在所述定子冲片其内环的盘状体，所述第二凸极为均匀布置在所述定子冲片其内环并朝向所述转子冲片设置的梯形凸起结构，所述第一凸极为对称设置在所述转子冲片两侧并与所述第二凸极相适配的弧形凸起结构。

所述弧形凸起结构的两侧分别与其中一个所述第二凸极形成所述气隙。

所述气隙为从所述弧形凸起结构的两侧边缘位置朝向所述弧形凸起结构中央位置逐渐收窄的相对间隙。

所述梯形凸起结构的上底朝向所述转子冲片设置，且所述上底为与所述弧形凸起结构其中央位置相适配的弧形槽，所述弧形凸起结构的两侧边缘位置与所述弧形槽构成所述气隙。

所述第一凸极与所述转子冲片一体成型，和/或所述第二凸极与所述定子冲片一体成型。

高转速电机还包括与相互配合的所述转子冲片和所述定子冲片对应设置的吹风机构，所述吹风机构朝向所述转子冲片的轴向方向吹风。

所述转子冲片通过连接键与所述输出转轴固定相连，所述转子冲片为环形结构，所述转子冲片的内环具有用于安装所述连接键的键槽。

一种鼓风机，包括：上述高转速电机以及与所述输出转轴直接相连的鼓风机。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的高转速电机，为了解决转速超过10000rpm和功率超过100kW的高转速、大功率电机目前不能使用变频电源直接驱动需要加装增速箱，增速箱会导致电机的生产加工难度提高并且高速电机可靠性降低从而致使高速电机产品竞争力不足的问题，本实用新型首次将开关磁阻电机应用于转速超过10000rpm且功率超过100kW的高速电机替代现有的变频电机，开关磁阻电机没有鼠笼绕组和嵌镶磁钢不会遇到现有的高转速电机在高功率和高转速情况下鼠笼结构和/或嵌镶永磁块的转子难以承受较大离心力的问题，且为了进一步地提高开关磁阻电机的可靠性使其可以承受由于高功率和高转速而产生的较大离心力和发热严重温度过高的问题，且本申请中将开关磁阻电机其转子冲片的凸极设置为两个，定子冲片的凸极设置为六个，2比6开关磁阻电机相对于现有的4比6开关磁阻电机其转子冲片的凸极体积更大、刚性更强且结构更牢固不容易在极端情况下发生损坏，且采用2/6比开关磁阻电机，使得转子冲片磁通变化频率比4/6比的常用开关磁阻电机缩小3倍，对于高速、大功率电机而言，这是降低消耗降低温升的有效措施；并且为了克服2比6开关磁阻电机应用于转速超过10000rpm且功率超过100kW的高速开关磁阻电机时，开关磁阻电机存在转矩死区会出现启动困难和转向不定的问题，在定子冲片和转子冲片设置了气隙从而有效地克服上述转矩死区的问题，使开关磁阻电机在转速超过 10000rpm且功率超过100kW的情况下无需增速箱即可输出高转速。

2.本实用新型提供的高转速电机，通过将转子冲片的每个第一凸极设置为与定子冲片的两个第二凸极相对应，从而可以使转子冲片的凸极其体积更大且刚性更强不容易在高转速和高扭矩的极端情况下发生损坏。

3.本实用新型提供的高转速电机，通过将第二凸极设计为成型于定子冲片其内环的梯形凸起结构，梯形结构有效的提高了第二凸极的牢固程度从而提高高转速电机的可靠性，且

4.本实用新型提供的高转速电机，通过在转子冲片上弧形凸起结构的第一凸极两侧分别设置与第二凸极相适配的气隙，使每个第一凸极和每个第二凸极之间均具有气隙，保证开关磁阻电机不会出现转矩死区，避免出现启动困难和转向不定的问题。

5.本实用新型提供的高转速电机，梯形凸起结构的上底为与所述弧形凸起结构其中央位置相适配的弧形槽，弧形凸起结构的两侧边缘位置与弧形槽构成气隙，通过改变弧形凸起结构从而使转子冲片和定子冲片其二者形成气隙，只需要加工转子冲片的两个第一凸极即可与六个第二凸极形成气隙，具有加工简单方便的优点。

6.本实用新型提供的高转速电机，第一凸极与转子冲片一体成型，且第二凸极与定子冲片一体成型，一体成型结构的转子冲片和定子冲片可以有效地提高电机的可靠性以适应高转速高温工作环境。

7.本实用新型提供的高转速电机，还包括与相互配合的转子冲片和定子冲片对应设置的吹风机构，吹风机构朝向所述转子冲片的轴向方向吹风，可以有效地对转子冲片和定子冲片进行降温从而提高电机的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的定子冲片的结构示意图；

图2为本实用新型提供的输出转轴的结构示意图；

图3为本实用新型提供的鼓风机的结构示意图。

附图标记说明：

1-输出转轴；2-转子冲片；3-第一凸极；4-定子冲片；5-第二凸极； 6-气隙；7-吹风机构；8-连接键；101-离心鼓风机；102-齿轮增速箱；103- 高弹摩擦离合器；104-柴油机。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

记载了一种鼓风机，如图1和图2所示，所述高转速电机为开关磁阻电机，其包括：

输出转轴1，所述输出转轴1直接与待驱动机构相连；

转子冲片2，通过连接键8与所述输出转轴1固定相连，所述转子冲片 2为环形结构，所述转子冲片2的内环具有用于安装所述连接键8的键槽，所述转子冲片2上设置有两个第一凸极3，所述第一凸极3为对称设置在所述转子冲片2两侧并与所述第二凸极5相适配的弧形凸起结构；

定子冲片4，与所述转子冲片2对应设置，所述定子冲片4上设置有与所述第一凸极3相对设置的六个第二凸极5，所述第二凸极5为均匀布置在所述定子冲片4其内环并朝向所述转子冲片2设置的梯形凸起结构，所述转子冲片2和所述定子冲片4之间具有用于防止其二者存在转矩死区的气隙6，所述气隙6为从所述弧形凸起结构的两侧边缘位置朝向所述弧形凸起结构中央位置逐渐收窄的相对间隙，本申请中通过将所述弧形凸起结构的两侧边缘位置变窄从而与所述梯形凸起结构的上底构成上述气隙6；

风扇，与相互配合的所述转子冲片2和所述定子冲片4对应设置，所述风扇朝向所述转子冲片2的轴向方向吹风。本申请为了解决转速超过 10000rpm和功率超过100kW的高转速、大功率电机目前不能使用变频电源直接驱动需要加装增速箱，增速箱会导致电机的生产加工难度提高并且高速电机可靠性降低从而致使高速电机产品竞争力不足的问题，本实用新型首次将开关磁阻电机应用于转速超过10000rpm且功率超过100kW的高速电机替代现有的变频电机，开关磁阻电机没有鼠笼绕组和嵌镶磁钢不会遇到现有的高转速电机在高功率和高转速情况下鼠笼结构和/或嵌镶永磁块的转子难以承受较大离心力的问题，且为了进一步地提高开关磁阻电机的可靠性使其可以承受由于高功率和高转速而产生的较大离心力和发热严重温度过高的问题，且本申请中将开关磁阻电机其转子冲片的凸极设置为两个，定子冲片的凸极设置为六个，2比6开关磁阻电机相对于现有的4比6开关磁阻电机其转子冲片的凸极体积更大、刚性更强且结构更牢固不容易在极端情况下发生损坏，且采用2/6比开关磁阻电机，使得转子冲片磁通变化频率比4/6比的常用开关磁阻电机缩小3倍，对于高速、大功率电机而言，这是降低消耗降低温升的有效措施；并且为了克服2比6开关磁阻电机应用于转速超过10000rpm且功率超过100kW的高速开关磁阻电机时，开关磁阻电机存在转矩死区会出现启动困难和转向不定的问题，在定子冲片和转子冲片设置了气隙从而有效地克服上述转矩死区的问题，使开关磁阻电机在转速超过10000rpm且功率超过100kW的情况下无需增速箱即可输出高转速。

在本申请中，所述第一凸极3与所述转子冲片2一体成型，且所述第二凸极5与所述定子冲片4一体成型。一体成型结构的转子冲片和定子冲片可以有效地提高电机的可靠性以适应高转速高温工作环境。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，转子冲片2上的第一凸极3可以为三个，与所述转子冲片2对应的定子冲片4其第二凸极5为六个，用户可以根据需要选择不同的转子冲片2和定子冲片4的凸极比值。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种高转速电机，其特征在于，所述高转速电机为开关磁阻电机，其包括：

输出转轴(1)，所述输出转轴(1)直接与待驱动机构相连；

转子冲片(2)，固定设置在所述输出转轴(1)上，所述转子冲片(2)上设置有两个第一凸极(3)；

定子冲片(4)，与所述转子冲片(2)对应设置，所述定子冲片(4)上设置有与所述第一凸极(3)相对设置的六个第二凸极(5)，所述转子冲片(2)和所述定子冲片(4)之间具有用于防止其二者存在转矩死区的气隙(6)。

2.根据权利要求1所述的高转速电机，其特征在于，每个所述第一凸极(3)均与两个所述第二凸极(5)相对应。

3.根据权利要求2所述的高转速电机，其特征在于，所述定子冲片(4)为环形结构，所述转子冲片(2)为转动设置在所述定子冲片(4)其内环的盘状体，所述第二凸极(5)为均匀布置在所述定子冲片(4)其内环并朝向所述转子冲片(2)设置的梯形凸起结构，所述第一凸极(3)为对称设置在所述转子冲片(2)两侧并与所述第二凸极(5)相适配的弧形凸起结构。

4.根据权利要求3所述的高转速电机，其特征在于，所述弧形凸起结构的两侧分别与其中一个所述第二凸极(5)形成所述气隙(6)。

5.根据权利要求4所述的高转速电机，其特征在于，所述气隙(6)为从所述弧形凸起结构的两侧边缘位置朝向所述弧形凸起结构中央位置逐渐收窄的相对间隙。

6.根据权利要求5所述的高转速电机，其特征在于，所述梯形凸起结构的上底朝向所述转子冲片(2)设置，且所述上底为与所述弧形凸起结构其中央位置相适配的弧形槽，所述弧形凸起结构的两侧边缘位置与所述弧形槽构成所述气隙(6)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的高转速电机，其特征在于，所述第一凸极(3)与所述转子冲片(2)一体成型，和/或所述第二凸极(5)与所述定子冲片(4)一体成型。

8.根据权利要求1所述的高转速电机，其特征在于，还包括与相互配合的所述转子冲片(2)和所述定子冲片(4)对应设置的吹风机构(7)，所述吹风机构(7)朝向所述转子冲片(2)的轴向方向吹风。

9.根据权利要求8所述的高转速电机，其特征在于，所述转子冲片(2)通过连接键(8)与所述输出转轴(1)固定相连，所述转子冲片(2)为环形结构，所述转子冲片(2)的内环具有用于安装所述连接键(8)的键槽。

10.一种鼓风机，其特征在于，包括：

权利要求1-9中任一项所述的高转速电机以及与所述输出转轴(1)直接相连的鼓风机。