CN211266640U - 串激电机转子及具有其的串激电机和破壁机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种串激电机转子及具有其的串激电机和破壁机。该串激电机转子包括：转轴；转子铁芯，所述转子铁芯安装在所述转轴上；电枢绕组，所述电枢绕组缠绕在所述转子铁芯上；非轴伸轴承，所述非轴伸轴承安装在所述转轴上，且所述非轴伸轴承至少部分地位于所述电枢绕组的内周面与所述转轴的外周面之间形成的容置空间内。根据本实用新型的串激电机转子，非轴伸轴承至少部分地位于电枢绕组的轮廓内，转轴的长度可以缩短，使得串激电机转子的刚性增强，进一步使得串激电机转子具有更高的第一挠性的固有频率，同时串激电机转子的整体高度大幅度降低，既能满足降低成本的要求，又能满足节省安装空间的要求。

Description

串激电机转子及具有其的串激电机和破壁机

技术领域

本实用新型涉及电机领域，具体而言，涉及一种串激电机转子及具有其的串激电机和破壁机。

背景技术

传统的超薄破壁机产品通常选用两极串激电机作为驱动电机，串激电机具有高转速、体积小，启动转矩大的性能优势。随着市场竞争日益激烈，原材料价格不断上涨，如何降低串激电机的成本和提高电机性能成为生产厂家越来越关注的问题。现有的两极串激电机转子的转轴总长尺寸、转子铁芯长度尺寸、伸端轴承与非轴伸端轴承距离均不能满足用户要求。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型提出一种串激电机转子，有利于缩短转轴长度。

本实用新型还提出了一种具有上述串激电机转子的串激电机。

本实用新型又提出了一种具有上述串激电机的破壁机。

根据本实用新型实施例的串激电机转子包括：转轴；转子铁芯，所述转子铁芯安装在所述转轴上；电枢绕组，所述电枢绕组缠绕在所述转子铁芯上；非轴伸轴承，所述非轴伸轴承安装在所述转轴上，且所述非轴伸轴承至少部分地位于所述电枢绕组的内周面与所述转轴的外周面之间形成的容置空间内。

根据本实用新型实施例的串激电机转子，非轴伸轴承至少部分地位于所述电枢绕组的轮廓内，转轴的长度可以缩短，使得串激电机转子的刚性增强，进一步使得串激电机转子具有更高的第一挠性的固有频率。

根据本实用新型的一些实施例，所述电枢绕组的端部平面与所述转轴的轴线垂直。

根据本实用新型的一些实施例，所述电枢绕组的内周面直径大于所述非轴伸轴承的外径。

根据本实用新型的一些实施例，所述容置空间为锥形容置空间，且所述锥形容置空间的小径端靠近所述转子铁芯，所述锥形容置空间的大径端远离所述转子铁芯。

可选地，所述小径端的直径大于所述非轴伸轴承的外径。

根据本实用新型的一些实施例，位于所述容置空间内的所述非轴伸轴承的轴向长度不小于位于所述容置空间外的所述非轴伸轴承的轴向长度。

根据本实用新型的一些实施例，所述电枢绕组的最高点到所述转子铁芯的高度大于所述非轴伸轴承的下端到所述转子铁芯的高度。

根据本实用新型的一些实施例，所述串激电机转子还包括：换向器，所述换向器安装在所述转轴的一端，且所述换向器与所述转子铁芯之间具有电气间隙。

可选地，所述电气间隙的轴向尺寸范围为5mm-8.5mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述非轴伸轴承设置在所述电枢绕组的背离所述换向器的一端，所述电枢绕组的朝向所述换向器的一端设置有绝缘漆。

根据本实用新型的一些实施例，所述换向器的背离所述非轴伸轴承的一侧还设置有轴伸轴承，所述轴伸轴承安装在所述转轴上，且所述轴伸轴承与所述非轴伸轴承之间的距离为50mm-75mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述转子铁芯具有多个转子齿部，相邻两个所述转子齿部之间形成转子齿槽，所述电枢绕组缠绕在所述转子齿槽内。

根据本实用新型第二方面实施例的串激电机，包括上述的串激电机转子。

根据本实用新型第三方面实施例的破壁机，包括上述的串激电机。

所述串激电机、所述破壁机与上述的串激电机转子相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是串激电机转子的示意图，显示电枢绕组与非轴伸轴承的位置关系；

图2是串激电机转子的示意图，显示电枢绕组的横截面以及与非轴伸轴承的位置关系。

附图标记：

串激电机转子10、轴伸轴承1、转轴2、非轴伸轴承3、电枢绕组4、转子铁芯5、换向器6、绝缘漆7。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“轴向”、“径向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合图1-图2详细描述根据本实用新型实施例的串激电机转子10。

参照图1-图2所示，根据本实用新型实施例的串激电机转子10可以包括：转轴2、非轴伸轴承3、电枢绕组4、转子铁芯5，转子铁芯5安装在转轴2上，电枢绕组4缠绕在转子铁芯5上。

非轴伸轴承3安装在转轴2上，且非轴伸轴承3至少部分地位于电枢绕组4的内周面与转轴2的外周面之间形成的容置空间内。也就是说，在电枢绕组4的靠近非轴伸轴承3的一端(即图1中电枢绕组4的上端)，电枢绕组4的内周面与转轴2的外周面分离开，以形成用于容纳非轴伸轴承3的容置空间。

这样，非轴伸轴承3至少部分地位于电枢绕组4的轮廓内，可以缩短非轴伸轴承3与电枢绕组4的总长度，进而可以将转轴2的长度设计得短一些，由于转轴2的刚性与其长度成反比，因此转轴2的刚性得以增强，这样，串激电机转子10的刚性便得以增强，进一步使得串激电机转子10具有更高的第一挠性固有频率，同时，转轴2的长度较短，还有利于节省原材料用量，从而节约成本。

在一些可选的实施例中，可以是非轴伸轴承3的一部分位于电枢绕组4的轮廓内，也可以是非轴伸轴承3的整体位于电枢绕组4的轮廓内。

根据本实用新型实施例的串激电机转子10，非轴伸轴承3至少部分地位于电枢绕组4的轮廓内，转轴2的长度可以缩短，使得串激电机转子10的刚性增强，进一步使得串激电机转子10具有更高的第一挠性的固有频率，同时串激电机转子10的整体高度大幅度降低，既能满足降低成本的要求，又能满足节省安装空间的要求。

电枢绕组4的端部平面与转轴2的轴线垂直，换言之，通过合理的电枢绕组4嵌线方式，使得电枢绕组4的端部尽量平整，即电枢绕组4的端部在高度方向上尽可能扁平，由此可以进一步减小电枢绕组4的轴向尺寸，从而进一步缩短转轴2的长度，并且可以节省电枢绕组4的铜线。

通过整型使得电枢绕组4的内周面直径大于非轴伸轴承3的外径，由此保证非轴伸轴承3可以顺利进入电枢绕组4的内周面与转轴2的外周面之间形成的容置空间内，而不刮碰电枢绕组4的内周面，从而有利于保证电枢绕组4使用寿命较长。

参照图2所示的实施例，容置空间为锥形容置空间，且锥形容置空间的小径端(即图2中的下端)靠近转子铁芯5，锥形容置空间的大径端(即图2中的上端)远离转子铁芯5。

小径端的直径大于非轴伸轴承3的外径，由此保证非轴伸轴承3可以进入锥形容置空间的小径端与转轴2之间，使串激电机转子10的轴向布置更加紧凑。

参照图1-图2，位于容置空间内的非轴伸轴承3的轴向长度不小于位于容置空间外的非轴伸轴承3的轴向长度。换言之，位于容置空间内的非轴伸轴承3的轴向长度可以等于位于容置空间外的非轴伸轴承3的轴向长度，也可以大于位于容置空间外的非轴伸轴承3的轴向长度，从而最大限度地节省轴向布置空间，进而有利于进一步减小转轴2的轴向长度。

参照图2所示，电枢绕组4的最高点到转子铁芯5的高度为L2，非轴伸轴承3的下端到转子铁芯的高度为L1，L1与L2满足关系式：L2大于L1，由此保证非轴伸轴承3的下端位于容置空间内。

串激电机转子10还包括：换向器6，换向器6安装在转轴2的一端，例如图1-图2中，换向器6安装在转轴2的下端，且换向器6与转子铁芯5之间具有电气间隙，以满足串激电机转子10的正常使用要求。

可选地，电气间隙的轴向尺寸范围为5mm-8.5mm，例如电气间隙的轴向尺寸可以为6.5mm。

非轴伸轴承3设置在电枢绕组4的背离换向器6的一端，电枢绕组4的朝向换向器6的一端设置有绝缘漆7。如图1所示，非轴伸轴承3设置在电枢绕组4的上端，电枢绕组4的下端设置有绝缘漆7，绝缘漆7起到绝缘作用，还可以将电枢绕组4固定，防止高速旋转时电枢绕组4脱离整体。

换向器6的背离非轴伸轴承3的一侧还设置有轴伸轴承1，轴伸轴承1安装在转轴2上，且轴伸轴承1与非轴伸轴承3之间的距离为50mm-75mm。如图1所示，轴伸轴承1位于换向器6的下侧，并且由于非轴伸轴承3至少部分地位于电枢绕组4的内周面内侧，可以使轴伸轴承1与非轴伸轴承3之间的距离缩短，轴伸轴承1与非轴伸轴承3的受力减小，因此轴伸轴承1与非轴伸轴承3的使用寿命将被延长。可选地，轴伸轴承1与非轴伸轴承3之间的距离为60mm。

转子铁芯5具有多个转子齿部，相邻两个转子齿部之间形成转子齿槽，电枢绕组4缠绕在转子齿槽内。例如，转子铁芯5具有20个转子齿部，20个转子齿部形成20个转子齿槽，电枢绕组4缠绕在20个转子齿槽内。

换向器6的换向片数量不少于40片。

可选地，转子铁芯5的外径为40mm-70mm，例如55mm。

由于转子铁芯5的直径相对较大，当串激电机转子10在高速旋转时，在转子铁芯5中的任何不平衡将在转轴2上产生较大的力矩。非轴伸轴承3需要额外承受瞬间较大的力，以保持转轴2的相对位置。由非轴伸轴承3承受的力矩为：M＝S*F*sinA。

其中，S是非轴伸轴承3和转子铁芯5的质量中心之间的距离，F是力的大小(该力与转子铁芯5的质量和旋转速度，以及转子铁芯5的质量中心相对于旋转轴线的径向偏移有关)，A是形成在非轴伸轴承3和转子铁芯5的质量中心之间的角度。也就是说，非轴伸轴承3承受的力矩M与非轴伸轴承3和转子铁芯5的质量中心之间的距离S成正比。

通过将非轴伸轴承3至少部分地位于电枢绕组4的端部轮廓内，非轴伸轴承3和转子铁芯5的质量中心之间的距离S相应减小。因此，在转子铁芯5中的任何不平衡(导致转子铁芯5的质量中心从旋转轴线偏移)引起的力矩要变小，从而使得非轴伸轴承3的径向负荷M明显降低。

另外，将非轴伸轴承3定位于电枢绕组4的端部轮廓内，减小了串激电机转子10的整体长度，同时增加了串激电机转子10的刚性，使其具备更高的第一挠性固有频率。串激电机转子10可以保持更高转速下进行低于临界转速的运行(即在第一固有频率之下)。通过在低于临界转速下运行，使得串激电机转子10的动平衡得到简化，比如在瞬时改变状态下(例如，串激电机转子10在瞬间增速或减速时)，串激电机转子10仍能保持平衡。

根据本实用新型另一方面实施例的串激电机，包括上述实施例的串激电机转子10。非轴伸轴承3至少部分地位于电枢绕组4的端部轮廓内，因此，转子铁芯5的任何不平衡导致的作用于转轴2的力矩将减小。由于转子铁芯5不平衡引起的非轴伸轴承3径向负荷同时减小，且延长了非轴伸轴承3的寿命。除此之外，非轴伸轴承3与轴伸轴承1之间的距离缩短，使得串激电机转子10具有更高的临界转速，提高了整个串激电机转子10的刚性。

根据本实用新型第三方面实施例的破壁机，包括上述实施例的串激电机。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种串激电机转子，其特征在于，包括：

转轴；

转子铁芯，所述转子铁芯安装在所述转轴上；

电枢绕组，所述电枢绕组缠绕在所述转子铁芯上；

非轴伸轴承，所述非轴伸轴承安装在所述转轴上，且所述非轴伸轴承至少部分地位于所述电枢绕组的内周面与所述转轴的外周面之间形成的容置空间内。

2.根据权利要求1所述的串激电机转子，其特征在于，所述电枢绕组的端部平面与所述转轴的轴线垂直。

3.根据权利要求1所述的串激电机转子，其特征在于，所述电枢绕组的内周面直径大于所述非轴伸轴承的外径。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的串激电机转子，其特征在于，所述容置空间为锥形容置空间，且所述锥形容置空间的小径端靠近所述转子铁芯，所述锥形容置空间的大径端远离所述转子铁芯。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的串激电机转子，其特征在于，位于所述容置空间内的所述非轴伸轴承的轴向长度不小于位于所述容置空间外的所述非轴伸轴承的轴向长度。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的串激电机转子，其特征在于，所述电枢绕组的最高点到所述转子铁芯的高度大于所述非轴伸轴承的下端到所述转子铁芯的高度。

7.根据权利要求1所述的串激电机转子，其特征在于，还包括：换向器，所述换向器安装在所述转轴的一端，且所述换向器与所述转子铁芯之间具有电气间隙。

8.根据权利要求7所述的串激电机转子，其特征在于，所述换向器的背离所述非轴伸轴承的一侧还设置有轴伸轴承，所述轴伸轴承安装在所述转轴上，且所述轴伸轴承与所述非轴伸轴承之间的距离为50mm-75mm。

9.一种串激电机，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的串激电机转子。

10.一种破壁机，其特征在于，包括权利要求9所述的串激电机。

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