CN2146081Y - 片式电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于一种片式电机，包括机座、片式 转子、两个片式定子、定子支架、转子轴、转子绕组、定 子绕组和转子滑环，定子与转子绕组的绕线方向为径 向。该片式电机磁路短，铜损或铁损小，转子转矩大， 自冷效果好、温升小，安装维修方便，生产工艺极大地 简化，尤其该机体积和重量减小35％～55％，轴向长 度减小45％～70％。

Description

本实用新型属于一种电动机，特别是一种片型电动机。

既往各种类型的电动机，包括交流、直流电动机以及步进电动机等，从其结构上说，都是“筒式”的定子套在“柱式”的转子外边，即“外套”式结构。这是当前所有电动机的基本模式，这种传统的电动机有如下缺欠：

1.磁路长，其有效磁路长度为转子半径的4～7倍，不仅浪费了导线和导磁材料，并加大了体积和重量，而且使铁心和导线造成的损耗较大，因而导致成本高、效率低。

2.转子半径小，转子力矩没有获得力矩的最佳值。

3.电动机转子被封闭在定子腔内，不仅在运行中散热不好，而且在安装和维修上非常不方便。

4.电动机轴向长度长，只有轴向长度加长才能增加有效磁场区间。

即使是一些特殊用径的所谓超薄式电动机，也是以牺牲有效磁场长度，并以加大机身半径的方式弥补，对于小型直流电动机的绕线电枢式和印刷绕组式盘形结构，则有碍于形成强力磁场区，故不能产生大容量动力，而不能作为工业生产的驱动源。

本实用新型的发明目的在于提供一种轴向厚度小，且转矩大的电动机。

本实用新型是由以下方案实现的：它包括机座、片式转子、两个片式定子、定子支架、转子轴、转子绕组、定子绕组，在机座内设有定子支架，转子轴固接于转子上，在转子与定子上绕有绕组，其特征在于定子支架上固定两个相互平行的圆片环形定子，在两定子中间与二者平行同轴设置一圆片形转子，转子轴与转子同轴固接并穿过两定子中心处及定子支架，在转子和定子上沿其径向绕有绕组，其中两定子的绕组绕在面向转子一侧的平面内，转子的绕组分别绕在它的两个侧面上。

附图1  为片式电动机基本结构原理图。

附图2  为片式直流电动机转子绕组分布与联接图。

附图3  为片式直流电动机定子励磁绕组分布与联接图。

附图4  为片式直流电动机定子铁心的剖面图。（A－A）

附图5  为片式交流异步电动机定子绕组或转子绕组分布与联接图。

附图6  为罩极式电动机定子结构图。

附图7  为罩极式电动机转子结构图。

附图8  为步进电动机定子结构图。

附图9  为步进电动机定子极齿局部剖面图。（B－B）

附图10为步进电动机定子绕组联接图。

附图11为步进电动机转子结构图。

下面结合附图对片式电机做进一步详细说明。

如图1所示，在机座内设有定子支架〔5〕，定子支架〔5〕固定有两个圆片环形定子〔1〕〔3〕，在两定子〔1〕〔3〕中间与定子同轴设置一圆片形转子〔2〕，三者平行，与转子〔2〕同轴固接一转子轴〔4〕转子轴〔4〕穿过两定子〔1〕〔3〕中心处及定子支架〔5〕，在转子轴〔4〕的一端设有转子滑环或整流子〔6〕直流电机设整流子、交流电机便设转子滑环，在定子〔1〕〔3〕面向转子〔2〕的侧面上及转子〔2〕的两侧面上，沿其径向设有线槽，线槽内绕有绕组，对于各种不同的电动机，诸如直流电动机、交流电机等，其绕组绕法都是由其相应的传统电机绕法演变而来的，只是将原来沿轴向的绕组改为沿径向的绕组，换句话说，既将原来绕在圆柱形曲面上的轴向绕组变成绕在圆环平面上径向绕组，绕法不变，端子接线方式与传统电机相同。

实施例一：

以片式四极八整流子直流电动机为例，其结构如图1所示，其转子〔2〕的绕组绕法及连接方式如图2所示，转子〔2〕上绕有绕组〔7〕，绕组端子与整流子〔8〕相连，其绕组的绕法由普通的四极八整流子直流电动机的转子绕组演变而来，即将原来沿柱面轴向的绕组变成沿径向的绕组，绕组的绕法及端子的接线方式与已有直流电机相同。图3示出了其定子〔1〕或〔3〕的绕组绕法及联接方式。在面向转子侧的铁心上，绕有励磁绕组〔9〕，其定子〔1〕或〔3〕绕组的绕法由原来的四极八整流子电机的定子励磁绕组演变而来，将沿柱面轴向分布的绕组变成沿径向平面分布的绕组，绕组绕法及端子连接方式与已有直流电动机相同。

当两定子〔1〕〔2〕励磁绕组中通以直流励磁电流，则在两定子〔1〕〔2〕之间产生轴向的磁场，使两定子励磁绕组所产生的N、S磁极异性相对，同时对转子两侧面的绕组通以直流电流，则绕组在磁场中受力，使转子产生绕轴的转动力矩，电机开始转动。

实施例二：以三相交流异步电动机为例，其结构如图1所示，图5示出了三相交流电动机定子绕组和绕线式转子的绕线方式图，在定子〔1〕〔3〕或转子〔2〕上绕有绕组，定子绕组绕在面向转子一侧，转子绕组绕在其两个侧面上，其绕法由三相交流异步电动机的定子及转子绕组演变而来，端子连接方式不变，方法与实施例一相同，当电机定子通以三相交流电流时，在两定子中间空间内产生一旋转的轴向磁场，使两定子产生的磁场N、S相对，该磁场在转子绕组内产生一感应电流，并产生转动力矩，使电机旋转。

实施例三：以片式罩极式异步电动机为例，其结构如图1所示，传统的罩极式电机的转子为鼠笼式，而片式罩极式异步电动机的转子是由其演变而来的，如图7所示，在转子铁心〔2〕的两个侧面沿其径向及内、外圆环铸有铝或其它金属〔11〕。定子结构如图6所示，在两定子〔1〕〔3〕面向转子〔2〕一侧绕有绕组〔12〕，绕组的绕法由传统的罩极式异步电机的绕组演变而来，由原来的沿轴向分布的绕组变成沿径向平面分布的绕组〔12〕，原传统电机定子上的短路线圈也由原来的沿轴向矩形线圈变成一径向平面内的扇形线圈〔13〕〔15〕绕设于定子〔1〕内，两短路线圈〔13〕〔15〕相错位而设。当定子绕组通以单相电流时，便在气隙当中产生一旋转的轴向磁场，该磁场使转子产生感应电流及转矩使电机旋转。

实施例四：以片式六极三齿步进电机为例，其结构如图1、图8、图9、图10、图11所示，在两定子〔1〕〔3〕面向转子〔2〕一侧的圆环形铁心上设有极齿〔16〕，极齿沿径向设置，每组极齿间设有绕组线槽〔17〕，线槽〔17〕内绕有绕组〔18〕，每三个极齿为一组构成一个磁极，定子铁心形成六大磁极，两定子相对应磁极的小齿以1／3极齿夹角来错位，这些都与传统的步进电动机相一致。转子〔2〕在其两侧面上分别设有沿径向的绕线槽〔19〕，绕线槽〔19〕内绕有绕组，绕组绕法由传统步进电机演变而来。

与已有同类步进电动机的作用相似，当A相绕组通电时，在A相绕组在两相对磁极上产生的两个极性磁场，使转子齿与A相定子齿对齐，换作B相通电时，使转子沿ABC方向转动1／3齿与B相定子对齐。如此，C相通电时与C相定子对齐，等等，不断旋转下去。

以上所述的各种电机可以采用多片电机叠拼集成在同轴上的方式随意扩大总装机容量。

片式电机的优点在于，它磁路短，只相当于同种规格老式电机的30～45％，这样节省了大量金属线和磁性材料，缩小了体积，减轻了重量，降低了成本，同时减小了铜损和铁损，提高了效率。转子半径与定子半径相同，致使转子的转矩成倍增加，同时还降低了变速和控制设备的造价。由于转子与定子并列，完全改变了过去的套筒封闭式结构，因而很好地发挥了转子周围气流的开放性离心作用，自冷效果好，温升小；不论转子绕组或定子绕组，导线都是敷设在同一个平面上，故安装维修极为方便，生产工艺极大地简化；有效磁场是以轴向的磁力线分布在径向平面上，所以轴向尺寸大为减小，与规格相同的普通电机相比，厚度减小45～70％，总体积和重量减小35％～55％；多片电机可叠拼集成在同轴上，随意扩大总装机容量，如2片，3片，5片等。

Claims (3)

1、一种片式电动机，它包括机座、片式转子、两个片式定子、定子支架、转子轴、转子绕组、定子绕组和转子滑环，在机座内设有定子支架、转子轴固接于转子上，转子轴的一端设有转子滑环或整流子，在转子与定子上绕有绕组，其特征在于：定子支架上固定有圆片环形定子，在两定子间与两定子平行且同轴设置一圆片形转子，转子轴与转子同轴固接并穿过两定子中心处，在转子和定子上沿其径向绕有绕组，其中两定子的绕组绕在面向转子一侧的平面内，转子的绕组分别绕在面向转子的两平面内，定子与转子绕组的绕线方向为径向；

2、如权利要求1所述的片式电动机，其特征在于在定子面向转子的侧面上及转子的两侧面上，沿其径向设有绕线槽；

3、如权利要求1或2所述的片式电动机，其特征在于多片电机可叠拼集成在同轴上。

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