CN216489959U - 离合式永磁同步电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离合式永磁同步电机，属于永磁同步电机技术领域。本发明的离合式永磁同步电机，包括定子、转子、主轴、机壳，所述转子设置在所述主轴之上，所述定子设置在所述机壳之上，其特征在于，还包括转矩输出离合装置，所述转矩输出离合装置以离合状态与所述主轴相连设置，所述主轴和设置所述转子之间设置有第一转子支架轴承和第二转子支架轴承，所述转矩输出离合装置包括转子支架端面齿轮、内齿端面齿轮、端面齿轮离合轴承、电磁离合滑件。本发明与现有技术相比具有结构简单、性能可靠、稳定性高等特点。

Description

离合式永磁同步电机

技术领域

本发明属于永磁同步电机技术领域，更具体的说，属于一种带有可分离式电机转子结构的永磁同步电机。

背景技术

现有技术中的永磁同步电机设备中，常用的永磁同步电机设备有两种结构，一种是采用线圈在外永磁体在内的内转子结构，另一种是采用线圈在内永磁体在外的外转子结构；但无论哪种结构的永磁同步电机，均有一个共同的特点，就是相比同规格体积的异步电机扭矩大，扭矩大同时伴随的就是需要的制动或逆止的转矩大；然而目前的制动与逆止领域，大转矩的制动器或者逆止器，随转矩的增大，制动器或者逆止器的体积也就越大，占用空间大，价格也就越昂贵，并且结构也有变化，例如液压的制动器，需要匹配一定容量的液压站，不仅采购成本高，占用空间大，还需要定期维护，增加了整套设备的故障点，提高了整套设备的维护成本。

发明内容

本发明为了有效地解决以上技术问题，给出了一种离合式永磁同步电机。

本发明的一种离合式永磁同步电机，包括定子、转子、主轴、机壳，所述转子设置在所述主轴之上，所述定子设置在所述机壳之中，其特征在于，还包括以离合状态设置所述转子与所述主轴之间的转矩输出离合装置，所述转矩输出离合装置包括转子支架端面齿轮、内齿端面齿轮、端面齿轮离合轴承、电磁离合滑件，所述主轴和所述转子之间还设置有第一转子支架轴承和第二转子支架轴承。

根据以上所述的离合式永磁同步电机，优选，所述转子支架端面齿轮上设置有与所述内齿端面齿轮相配合的支架端面齿，所述内齿端面齿轮上设置有与所述转子支架端面齿轮相配合的内齿端面齿，所述支架端面齿与所述内齿端面齿相互配合实现所述转子支架端面齿轮与所述内齿端面齿轮彼此之间离合。

根据以上所述的离合式永磁同步电机，优选，所述主轴上设置有与所述内齿端面齿轮相配合的主轴外齿轮，所述内齿端面齿轮上设置有与所述主轴相配合的端面齿轮内齿轮，所述主轴外齿轮与所述端面齿轮内齿轮相互啮合。

根据以上所述的离合式永磁同步电机，优选，所述内齿端面齿轮与所述端面齿轮离合轴承套装连接，所述端面齿轮离合轴承与所述电磁离合滑件套装连接。

根据以上所述的离合式永磁同步电机，优选，所述电磁离合滑件与所述机壳之间设置有闭合弹簧。

根据以上所述的离合式永磁同步电机，优选，所述转子支架端面齿轮与所述转子设置在一起。

根据以上所述的离合式永磁同步电机，优选，所述电磁离合滑件、所述端面齿轮离合轴承和所述内齿端面齿轮同轴设置；所述电磁离合滑件与所述端面齿轮离合轴承的外齿圈相配合，所述内齿端面齿轮与所述端面齿轮离合轴承的内齿圈相配合。

根据以上所述的离合式永磁同步电机，优选，所述机壳包括机壳本体、第一机壳端盖、第二机壳端盖，所述第一机壳端盖和所述第二机壳端盖分别设置在所述机壳本体的两端，所述第一机壳端盖上设置有用于容纳所述电磁离合滑件的滑动组件限位室。

根据以上所述的离合式永磁同步电机，优选，所述第一机壳端盖和所述第二机壳端盖分别设置有用于支撑所述主轴的第一端盖轴承和第二端盖轴承。

根据以上所述的离合式永磁同步电机，优选，所述定子设置在所述机壳本体之中。

本发明与现有技术相比具有结构简单、性能可靠、稳定性高等特点。本发明离合式永磁同步电机中的转矩输出离合装置使得转子与主轴是可分离结构形式，转子与主轴两者可以相对同旋运动或者连体共同旋转运动，转子与主轴两者通过转矩输出离合装置可实现电机主轴随时与电机转子的离合切换。永磁同步电机需要主轴输出扭矩的时候、则转矩输出离合装置闭合，永磁同步电机需降速制动或逆止时、则转矩输出离合装置分离；离合装置分开后则可以切断传动动力源，永磁同步电机便进入空转状态，电机主轴非旋转自由状态，这样则为制动器或者逆止器提供了更好的制动逆止状态，同时所采用或选取的制动逆止设备可适当的降低规格。

附图说明

附图1A是本发明带有可分离式电机转子结构永磁同步电机的分离状态结构示意图；

附图1B是本发明带有可分离式电机转子结构永磁同步电机的闭合状态结构示意图；

附图2A是本发明永磁同步电机的整体爆炸结构示意图；

附图2B是本发明可分离式电机转子结构的爆炸结构示意图；

附图3A是本发明可分离式电机转子结构的爆炸结构示意图；

附图3B是本发明带主轴外齿轮的主轴的结构示意图；

附图3C是本发明内齿端面齿轮的结构示意图；

附图3D是本发明转子支架端面齿轮的结构示意图；

附图4A是本发明可分离式电机转子结构的分离状态结构示意图一；

附图4B是本发明可分离式电机转子结构的分离状态结构示意图二；

附图4C是本发明可分离式电机转子结构的闭合状态结构示意图一；

附图4D是本发明可分离式电机转子结构的闭合状态结构示意图二。

具体实施方式

图1A是本发明带有可分离式电机转子结构永磁同步电机的分离状态结构示意图；图1B是本发明带有可分离式电机转子结构永磁同步电机的闭合状态结构示意图；本发明离合式永磁同步电机包括定子4、转子3、主轴2、机壳5，转子3设置在主轴2之上，定子4设置在机壳5之上，转子3设置在主轴2上，定子4固定设置在机壳5中，转子3相对定子4进行旋转运动；还包括转矩输出离合装置1，转矩输出离合装置1以离合状态与主轴2相连设置，转矩输出离合装置1以离合状态设置在主轴2与转子3之间，转矩输出离合装置1可以实现主轴2与转子3之间的分离状态和闭合状态，主轴2 和转子3之间设置有第一转子支架轴承301和第二转子支架轴承302，转矩输出离合装置1包括转子支架端面齿轮101、内齿端面齿轮102、端面齿轮离合轴承103、电磁离合滑件104。

转子支架端面齿轮101和内齿端面齿轮102是否进行啮合传动配合，则决定了转子3是否向外输出转矩；如果转子支架端面齿轮101和内齿端面齿轮102配合在一起、则转子3能够将转矩传递给主轴2，转子3则与主轴2 一起共同旋转进而对外输出转矩；如果转子支架端面齿轮101没有和内齿端面齿轮102配合在一起、则转子3只进行空转并不能将转矩传递给主轴2，此时两端设置在第一转子支架轴承301和第二转子支架轴承302上的转子3、以及与转子3同轴相连的转子支架端面齿轮101只能同步绕着主轴2进行空转运动，主轴2不能获得任何来自转子3的转矩，转子3在此工况下不能向外界输出任何转矩。

内齿端面齿轮102和端面齿轮离合轴承103连接在一起，电磁离合滑件 104和端面齿轮离合轴承103连接在一起，内齿端面齿轮102、端面齿轮离合轴承103和电磁离合滑件104三者组成了一个整体，内齿端面齿轮102、端面齿轮离合轴承103和电磁离合滑件104三者整体沿着主轴2轴向方向左右运动进而实现了转子支架端面齿轮101和内齿端面齿轮102之间的啮合传动配合。电磁离合滑件104通电后受到电磁力作用后能够克服弹簧弹力、或者电磁离合滑件104不受电磁力作用只受到弹簧力作用、则带动内齿端面齿轮 102和端面齿轮离合轴承103会沿着主轴2左右往复运动；如图1A所示电磁离合滑件104受到电磁力作用后并克服弹簧弹力，电磁离合滑件104带动内齿端面齿轮102和端面齿轮离合轴承103沿着主轴2向左运动时候，则转子支架端面齿轮101和内齿端面齿轮102脱离接触；如图1B所示电磁离合滑件 104不受电磁力作用只受到弹簧力作用，电磁离合滑件104带动内齿端面齿轮102和端面齿轮离合轴承103整体在主轴2的右侧，则转子支架端面齿轮 101和内齿端面齿轮102啮合配合接触在一起，端面齿轮离合轴承103设置在电磁离合滑件104之后，电磁离合滑件104之中设置有孔用轴承挡圈用于对端面齿轮离合轴承103进行限位固定。

无论转子3是否向外输出转矩、内齿端面齿轮102上的端面齿内齿轮1022 和主轴2上的主轴外齿轮201始终相啮合相配合，同时内齿端面齿轮102在电磁离合滑件104电磁力的带动作用之下克服的闭合弹簧105的弹簧阻力作用沿着主轴2的轴向方向进行左右横向移动，内齿端面齿轮102上的端面齿轮内齿轮1022始终相对主轴2上的主轴外齿轮201啮合在一起，主轴外齿轮 201的齿面相对端面齿轮内齿轮1022的齿面长，端面齿轮内齿轮1022可以相对主轴外齿轮201进行左右滑动，与此同步则内齿端面齿轮102便可以相对主轴2进行左右滑动使得转子支架端面齿轮101和内齿端面齿轮102相互之间实现离合。如果内齿端面齿轮102在电磁离合滑件104的作用下运动到与转子支架端面齿轮101相啮合配合获得到输出转矩时候、则内齿端面齿轮 102会同时带动主轴2同步旋转向外界输出转矩；如果电磁离合滑件104没有对内齿端面齿轮102进行作用实现内齿端面齿轮102与转子支架端面齿轮101相啮合配合，此时内齿端面齿轮102无法得到输出转矩、则内齿端面齿轮102会与主轴2同步保持静止，此种工况下主轴2不能将转子3的输出转矩输出到外界。如图所示内齿端面齿轮102相对主轴2滑动左侧的位置时候，转子支架端面齿轮101和内齿端面齿轮102脱离接触，则转子3和内齿端面齿轮102一起只进行空转、并转子3不能将转矩传递给主轴2，设置在第一转子支架轴承301、第二转子支架轴承302上的转子3和内齿端面齿轮102 一起绕着主轴2进行空转，主轴2此时对外不能输出任何扭矩；如图所示内齿端面齿轮102相对主轴2滑动右侧的位置时候，转子支架端面齿轮101和内齿端面齿轮102接触在一起，则转子3将转矩通过仅仅配合在一起的转子支架端面齿轮101和内齿端面齿轮102传递给主轴2，转子3和主轴2一起共同旋转向外界传递转矩。

转子支架端面齿轮101上设置有与内齿端面齿轮102相配合的支架端面齿1011，内齿端面齿轮102上设置有与转子支架端面齿轮101相配合的内齿端面齿1021；转子支架端面齿轮101上设置有与内齿端面齿轮102上的内齿端面齿1021相配合的支架端面齿1011，内齿端面齿轮102上设置有与转子支架端面齿轮101上的支架端面齿1011相配合的内齿端面齿1021。内齿端面齿轮102上的端面齿轮内齿轮1022可以沿着主轴2上的主轴外齿轮201左右滑动时候，使得支架端面齿1011和内齿端面齿1021相互进行配合；如图 1A所示内齿端面齿轮102上的端面齿轮内齿轮1022可以沿着主轴2上的主轴外齿轮201滑动到左侧的时候，使得支架端面齿1011和内齿端面齿1021 脱离接触配合；如图1B所示内齿端面齿轮102上的端面齿轮内齿轮1022可以沿着主轴2上的主轴外齿轮201滑动到右侧的时候，使得支架端面齿1011 和内齿端面齿1021实现啮合接触配合，转子支架端面齿轮101和内齿端面齿轮102彼此之间有效地进行配合实现了主轴2与转子3之间的分离状态和闭合状态、使得永磁同步电机具备离合功能。

机壳5包括机壳本体501、第一机壳端盖502、第二机壳端盖503；第一机壳端盖502和第二机壳端盖503分别设置在机壳本体501的两端，第一机壳端盖502可以通过紧固螺栓设置在机壳本体501的一端，第二机壳端盖503 可以通过紧固螺栓设置在机壳本体501的另一端；第一机壳端盖502和第二机壳端盖503分别设置有第一端盖轴承303和第二端盖轴承304，第一机壳端盖502、第二机壳端盖503、第一端盖轴承303、第二端盖轴承304与主轴 2同轴设置，第一机壳端盖502和第二机壳端盖503分别设置有用于支撑主轴2的第一端盖轴承303和第二端盖轴承304。第一机壳端盖502上有用于容纳电磁离合滑件104的滑动组件限位室5021，电磁离合滑件104在滑动组件限位室5021之中带动内齿端面齿轮102、端面齿轮离合轴承103整体左右滑动；滑动组件限位室5021之中设置有8个均布的闭合弹簧105，根据实际电机型号不同，均布在滑动组件限位室5021之中的闭合弹簧105数量可以适当调整。

图2A是本发明永磁同步电机的整体爆炸结构示意图；图2B是本发明可分离式电机转子结构的爆炸结构示意图；图3A是本发明可分离式电机转子结构的爆炸结构示意图；图3B是本发明带主轴外齿轮的主轴的结构示意图；主轴2上的第一转子支架轴承301和第二转子支架轴承302用于设置转子3 的两端，转子3可以以主轴2、第一转子支架轴承301和第二转子支架轴承 302的共同回转轴心进行空转旋转；主轴2上的第一端盖轴承303和第二端盖轴承304用于将主轴2设置在机壳5上，主轴2和转子3可以一起以主轴 2、第一端盖轴承303和第二端盖轴承304的共同回转轴心进行旋转向外输出转矩。

图3C是本发明内齿端面齿轮的结构示意图；图3D是本发明转子支架端面齿轮的结构示意图；转子支架端面齿轮101上设置有与内齿端面齿轮102 相配合的支架端面齿1011，内齿端面齿轮102上设置有与转子支架端面齿轮 101相配合的内齿端面齿1021；转子支架端面齿轮101上设置的与内齿端面齿1021相配合的支架端面齿1011，内齿端面齿轮102上设置的与支架端面齿1011相配合的内齿端面齿1021，彼此之间有效地进行配合实现了主轴2与转子3之间的分离状态和闭合状态、使得永磁同步电机具备自动离合功能。内齿端面齿轮102上的端面齿轮内齿轮1022可以沿着主轴2上的主轴外齿轮 201左右滑动，使得支架端面齿1011和内齿端面齿1021实现相互进行配合作用。

转子支架端面齿轮101上设置的与内齿端面齿1021相配合的支架端面齿 1011，内齿端面齿轮102上设置的与支架端面齿1011相配合的内齿端面齿 1021，彼此之间有效地进行配合实现了主轴2与转子3之间的分离状态和闭合状态、使得永磁同步电机具备离合功能。内齿端面齿轮102上的端面齿轮内齿轮1022可以沿着主轴2上的主轴外齿轮201左右滑动，使得支架端面齿 1011和内齿端面齿1021实现相互之间是否进行配合。

图4A是本发明可分离式电机转子结构的分离状态结构示意图一；图4B 是本发明可分离式电机转子结构的分离状态结构示意图二；如图4A和图4B 所示内齿端面齿轮102上的端面齿轮内齿轮1022可以沿着主轴2上的主轴外齿轮201滑动到左侧，这时电磁离合滑件104得到外界电力、电磁离合滑件 104释放的电磁力克服了闭合弹簧105的弹力使得电磁离合滑件104、端面齿轮离合轴承103和内齿端面齿轮102整体沿着主轴2轴向滑向左侧，闭合弹簧105此时处于压缩状态，使得支架端面齿1011和内齿端面齿1021脱离接触配合，支架端面齿1011和内齿端面齿1021脱离接触配合使得主轴2与转子3之间处于分离状态。

电磁离合滑件104与端面齿轮离合轴承103的外齿圈相配合，电磁离合滑件104和端面齿轮离合轴承103的外齿圈整体相对主轴2不进行周向旋转；内齿端面齿1021与端面齿轮离合轴承103的内齿圈相配合，支架端面齿1011 没有和内齿端面齿1021接触配合时，内齿端面齿1021和端面齿轮离合轴承 103的内齿圈整体与主轴2不旋转输出转矩，内齿端面齿1021、端面齿轮离合轴承103的内齿圈整体和主轴2均同步保持静止。

图4C是本发明可分离式电机转子结构的闭合状态结构示意图一；图4D 是本发明可分离式电机转子结构的闭合状态结构示意图二；转子支架端面齿轮101上设置的与内齿端面齿1021相配合的支架端面齿1011，内齿端面齿轮102上设置的与支架端面齿1011相配合的内齿端面齿1021，彼此之间有效地进行配合实现了离合功能，转矩输出离合装置1可以实现主轴2与转子 3之间的分离状态和闭合状态。内齿端面齿轮102上的端面齿轮内齿轮1022 可以沿着主轴2上的主轴外齿轮201左右滑动，使得支架端面齿1011和内齿端面齿1021实现相互进行配合，图4C和图4D中支架端面齿1011和内齿端面齿1021有效地啮合在一起使得主轴2与转子3之间处于闭合状态。

如图4C和图4D所示内齿端面齿轮102上的端面齿轮内齿轮1022可以沿着主轴2上的主轴外齿轮201滑动到右侧，这时电磁离合滑件104没有电磁力能够克服8个闭合弹簧105的弹力使得内齿端面齿轮102与转子支架端面齿轮101密切接合，闭合弹簧105此时处于伸展状态，使得支架端面齿1011 和内齿端面齿1021实现接触配合。

电磁离合滑件104与端面齿轮离合轴承103的外齿圈相配合，电磁离合滑件104和端面齿轮离合轴承103的外齿圈整体相对主轴2不进行周向旋转；内齿端面齿1021与端面齿轮离合轴承103的内齿圈相配合，支架端面齿1011 和内齿端面齿1021接触配合时，内齿端面齿1021和端面齿轮离合轴承103 的内齿圈整体可以与主轴2一起进行旋转向外界输出转矩，内齿端面齿1021、端面齿轮离合轴承103的内齿圈整体和主轴2均同步进行旋转。

Claims (10)

1.一种离合式永磁同步电机，包括定子(4)、转子(3)、主轴(2)、机壳(5)，所述转子(3)设置在所述主轴(2)之上，所述定子(4)设置在所述机壳(5)之中，其特征在于，还包括以离合状态设置所述转子(3)与所述主轴(2)之间的转矩输出离合装置(1)，所述转矩输出离合装置(1)包括转子支架端面齿轮(101)、内齿端面齿轮(102)、端面齿轮离合轴承(103)、电磁离合滑件(104)，所述主轴(2)和所述转子(3)之间还设置有第一转子支架轴承(301)和第二转子支架轴承(302)。

2.根据权利要求1所述的离合式永磁同步电机，其特征在于，所述转子支架端面齿轮(101)上设置有与所述内齿端面齿轮(102)相配合的支架端面齿(1011)，所述内齿端面齿轮(102)上设置有与所述转子支架端面齿轮(101)相配合的内齿端面齿(1021)，所述支架端面齿(1011)与所述内齿端面齿(1021)相互配合实现所述转子支架端面齿轮(101)与所述内齿端面齿轮(102)彼此之间离合。

3.根据权利要求1所述的离合式永磁同步电机，其特征在于，所述主轴(2)上设置有与所述内齿端面齿轮(102)相配合的主轴外齿轮(201)，所述内齿端面齿轮(102)上设置有与所述主轴(2)相配合的端面齿轮内齿轮(1022)，所述主轴外齿轮(201)与所述端面齿轮内齿轮(1022)相互啮合。

4.根据权利要求1所述的离合式永磁同步电机，其特征在于，所述内齿端面齿轮(102)与所述端面齿轮离合轴承(103)套装连接，所述端面齿轮离合轴承(103)与所述电磁离合滑件(104)套装连接。

5.根据权利要求1所述的离合式永磁同步电机，其特征在于，所述电磁离合滑件(104)与所述机壳(5)之间设置有闭合弹簧(105)。

6.根据权利要求1所述的离合式永磁同步电机，其特征在于，所述转子支架端面齿轮(101)与所述转子(3)设置在一起。

7.根据权利要求1所述的离合式永磁同步电机，其特征在于，所述电磁离合滑件(104)、所述端面齿轮离合轴承(103)和所述内齿端面齿轮(102)同轴设置；所述电磁离合滑件(104)与所述端面齿轮离合轴承(103)的外齿圈相配合，所述内齿端面齿轮(102)与所述端面齿轮离合轴承(103)的内齿圈相配合。

8.根据权利要求1所述的离合式永磁同步电机，其特征在于，所述机壳(5)包括机壳本体(501)、第一机壳端盖(502)、第二机壳端盖(503)，所述第一机壳端盖(502)和所述第二机壳端盖(503)分别设置在所述机壳本体(501)的两端，所述第一机壳端盖(502)上设置有用于容纳所述电磁离合滑件(104)的滑动组件限位室(5021)。

9.根据权利要求8所述的离合式永磁同步电机，其特征在于，所述第一机壳端盖(502)和所述第二机壳端盖(503)分别设置有用于支撑所述主轴(2)的第一端盖轴承(303)和第二端盖轴承(304)。

10.根据权利要求1所述的离合式永磁同步电机，其特征在于，所述定子(4)设置在所述机壳本体(501)之中。

Images