CN218449772U - 一种永磁同步排水电机转子 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种永磁同步排水电机转子，包括电机轴、磁体、塑封部、轴承组件、密封盖、弹性体和叶轮，电机轴和磁体通过塑封部注塑成一体，联轴器具有注塑在电机轴滚花部上的轴套，轴套外侧壁具有起动筋，轴套和起动筋的轴向端面具有圆盘，叶轮的容纳腔内壁具有被动筋，弹性体和联轴器依次置入叶轮的容纳腔内，密封盖的端头置入叶轮的止口凹槽内，起动筋的轴向高度与被动筋的轴向高度之和不大于弹性体的轴向高度，起动筋的轴向高度与被动筋的轴向高度之和不大于电机轴的滚花部的轴向长度，叶轮相对于磁体绕轴线回转的旋转角度为330°～390°。本实用新型在保证转子起动性能的前提下，有效延长了转子的使用寿命。

Description

一种永磁同步排水电机转子

技术领域

本实用新型涉及一种永磁同步排水电机转子。

背景技术

目前永磁同步排水电机转子中，叶轮相对于磁体绕轴线回转的旋转角度大多都在300°左右，虽然转子的使用寿命保证了，但转子的起动性能极差，电网电压稍微向下波动就会起动时间加长，因此影响电网电压向下波动时排水电机转子的低电压起动性能，尤其在电压低至187V时，排水电机转子甚至不起动。还有一种极少使用的情况，即叶轮相对于磁体绕轴线回转的旋转角度大于390°，虽然该转子低电压的起动性能优良，但由于起动筋，弹性体和被动筋承受过大的起动冲击力和转动惯量，易发生联轴器轴套与电机轴滚花部之间发生松动甚至脱落，或弹性体破裂的问题。

同时现有的永磁同步排水电机转子还存在起动筋轴向高度、被动筋轴向高度、弹性体轴向高度之间尺寸设置不合理以及起动筋轴向高度、被动筋轴向高度以及电机轴滚花部轴向长度之间轴向高度之间尺寸设置不合理的问题，这些问题同样会影响转子的使用寿命。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型目的旨在提供一种在保证电机转子起动性能的前提下，能够提高电机转子使用寿命的永磁同步排水电机转子。

技术方案：本实用新型所述的永磁同步排水电机转子，包括电机轴以及通过塑封部固定在电机轴上的磁体；所述电机轴上设有滚花部，在电机轴远离磁体的一端设有联轴器；所述联轴器包括注塑在滚花部上的轴套、固定在轴套外侧壁且沿径向延伸的起动筋以及设置在轴套和起动筋轴向端面上的圆盘；还包括叶轮和弹性体，所述叶轮包括本体以及对称设置在本体外周的叶片，所述本体上开有容纳腔，容纳腔内设有与本体一体且向容纳腔内凸起的被动筋，所述容纳腔开口处设有密封盖；电机轴带联轴器的一端伸入容纳腔中，弹性体也放置于容纳腔内，通过密封盖密封容纳腔；所述起动筋的轴向高度与被动筋的轴向高度之和不大于弹性体的轴向高度；所述起动筋的轴向高度与被动筋的轴向高度之和不大于滚花部的轴向长度；所述叶轮相对于磁体绕轴线回转的旋转角度为 330°≤360°+360°－α－2β－θ≤390°，其中，α为起动筋两侧面之间的夹角；β为弹性体两侧被动面之间的夹角；θ为被动筋两侧面之间的夹角。

其中，还包括轴承组件，所述轴承组件包括滑动轴承、橡胶套和支架，电机轴穿过轴承组件的中心孔且与滑动轴承内环固定连接，滑动轴承置入橡胶套内，滑动轴承通过橡胶套固定在支架上。

其中，所述容纳腔内还设有沿轴向延伸的轴孔，电机轴的端部伸入轴孔中，电机轴在伸入轴孔的对应位置处设有环形凹槽I，环形凹槽I内套设有橡胶圈IV，所述电机轴端部通过橡胶圈IV与轴孔过盈配合。

其中，通过密封盖密封的容纳腔内填充有润滑油或润滑脂。

其中，所述密封盖上设有供电机轴穿过的中心通孔，所述密封盖还包括支撑体以及固定在支撑体端部的端头，所述支撑体的外环直径小于端头的外环直径，在支撑体与端头的连接处设有环形凹槽II，环形凹槽II内套设有橡胶圈II，所述密封盖的端头放置在容纳腔入口处的止口凹槽上，支撑体伸入容纳腔中，所述密封盖通过橡胶圈II与容纳腔过盈配合；所述中心通孔沿圆周方向设有内周槽，所述内周槽处设有橡胶圈III，所述密封盖通过橡胶圈III与电机轴过盈配合。

其中，所述弹性体为橡胶弹性体，所述弹性体呈扇形；所述弹性体的外圆弧壁面与容纳腔内壁之间具有防干涉间隙，所述弹性体的内圆弧壁面与轴套外侧壁之间具有防干涉间隙。

其中，所述被动筋呈扇形，所述被动筋内弧面与轴套外侧壁之间具有防干涉间隙，所述被动筋轴向高度不超过轴套轴向高度的一半。

其中，所述联轴器为塑料联轴器，联轴器上起动筋呈扇形，起动筋的轴向高度大于被动筋的轴向高度。

有益效果：本实用新型转子通过限定起动筋轴向高度与被动筋轴向高度之和不大于弹性体轴向高度，起动筋轴向高度与被动筋轴向高度之和不大于电机轴滚花部的轴向长度，能够有效防止在大的起动冲击力下起动筋和被动筋发生刚性撞击的问题，并且还有效增大了滚花部与联轴器的结合力，从而保证电机转子的使用寿命；同时通过限定起动筋、被动筋以及弹性体两侧面之间的夹角，使叶轮相对于磁体绕轴线回转的旋转角度在 330°～390°之间，从而在保证转子起动性能的前提下，还保证了叶轮容纳腔中联轴器和弹性体的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型永磁同步排水电机转子的结构示意图；

图2为图1中去掉叶轮和弹性体的结构示意图；

图3为图1中A-A方向的剖视图；

图4为叶轮与电机轴的连接示意图；

图5为密封盖的结构示意图；

图6为起动筋、被动筋以及弹性体两侧面之间的夹角的示意图；

图7为叶片数量与磁体的磁极数量相对应的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。

如图1～6所示，本实用新型永磁同步排水电机转子，包括电机轴1以及通过塑封部3固定在电机轴1上的磁体2；电机轴1上设有滚花部12，在电机轴1远离磁体2的一端设有联轴器8；联轴器8包括注塑在滚花部12上的轴套81、固定在轴套81外侧壁且沿径向延伸的起动筋82以及设置在轴套81和起动筋82轴向端面上的圆盘83；本实用新型永磁同步排水电机转子还包括叶轮10和弹性体9，叶轮10包括本体107以及对称设置在本体107外周的叶片106，本体107上开有容纳腔102，容纳腔102内设有与本体107一体且向容纳腔102内凸起的被动筋104，容纳腔102开口处设有密封盖5；电机轴1带联轴器8的一端伸入容纳腔102中，弹性体9也放置于容纳腔102内，通过密封盖5密封容纳腔102。

电机轴1和磁体2通过塑封部3注塑成一体，磁体2的两侧端面被塑封部3包塑，这是第一次注塑，电机轴1依次穿过轴承组件4的中心孔和密封盖5的中心通孔55后，在电机轴1上对联轴器8进行注塑成形，联轴器8设置在电机轴1的滚花部12上，这是第二次注塑，至此，电机轴1、磁体2、塑封部3和联轴器8通过注塑在电机轴1上而固定为一体，磁体1的动力输入通过电机轴1提供给联轴器8上的起动筋82。弹性体 9和联轴器8依次置入叶轮10的容纳腔102内，密封盖5的端头51置入容纳腔102的止口凹槽101内，弹性体9的两个侧面具有被动面9a。

磁体1动力输入时，注塑在电机轴1上的联轴器8的起动筋82就会随之转动，起动筋82就会推动弹性体9的被动面9a在容纳腔102内绕叶轮10轴线滑动，弹性体9 的另一个被动面9a就会推动容纳腔102内的被动筋104，从而带动叶轮10旋转。为了防止起动筋82和被动筋104的刚性撞击，并且增大滚花部12与联轴器8的结合力，起动筋82的轴向高度与被动筋104的轴向高度之和不大于弹性体9的轴向高度，起动筋 82的轴向高度与被动筋104的轴向高度之和不大于电机轴1滚花部12的轴向长度；在密封盖5密封的容纳腔102内填充润滑油或润滑脂，以润滑各部件来减小磨损。

起动筋82推动弹性体9的一个被动面9a，弹性体9的另一个被动面9a又推动被动筋104，此时叶轮向一个方向旋转，相反地，如果此时叶轮向另一个方向旋转，因此叶轮1相对于磁体2绕轴线回转的旋转角度为360°+360°－α－2β－θ，其中，α为起动筋 82两侧面之间的夹角，起动筋82两侧面之间的夹角α优选为40°；β为弹性体9两侧被动面之间的夹角，弹性体9左右侧被动面91之间的夹角β优选为115°；θ为被动筋104 两侧面之间的夹角，被动筋104两侧面之间的夹角θ优选为90°，使叶轮1相对于磁体2 绕轴线回转的旋转角度为360°。若该旋转角度小于330°，会影响电网电压向下波动时的排水电机转子低电压起动性能，尤其电压低至187V时，排水电机转子甚至不起动；若该旋转角度大于390°，低电压起动性能优良，但是起动筋82、弹性体9和被动筋104 就会承受过大的起动冲击力和转动惯量，使得联轴器8的起动筋82内侧的轴套81与电机轴1滚花部12的固定松动甚至脱落，或弹性体9破裂。经寿命试验证实，该旋转角度为360°为佳，即叶轮10相对于磁体2绕轴线回转的旋转角度为360°，也就是叶轮10 零负载旋转一周，这样既能保证转子的起动性能，又能保证联轴器8和弹性体9的使用寿命。

本实用新型永磁同步排水电机转子还包括轴承组件4，轴承组件4包括滑动轴承41、橡胶套42和支架43，电机轴1穿过轴承组件4的中心孔且与滑动轴承41内环固定连接，滑动轴承41置入橡胶套42内，滑动轴承41通过橡胶套42固定在支架43上。轴承组件4用来支撑磁体2和叶轮10，使转子具有更好的支撑稳定性。

密封盖5上设有供电机轴1穿过的中心通孔55，密封盖5还包括支撑体52以及固定在支撑体52端部的端头51，支撑体52的外环直径小于端头51的外环直径，在支撑体52与端头51的连接处设有环形凹槽II53，环形凹槽II53内套设有橡胶圈II7，密封盖5的端头51放置在容纳腔102入口处的止口凹槽101上，支撑体52伸入容纳腔102 中，密封盖5通过橡胶圈II7与容纳腔102过盈配合，来保证密封盖5对容纳腔102内的润滑油者润滑脂的密封性；中心通孔55沿圆周方向设有内周槽504，内周槽504处设有橡胶圈III6，密封盖5通过橡胶圈III6与电机轴1过盈配合。橡胶圈III6对联轴器8 起支撑作用的同时，也对电机轴1起到一定的阻尼作用，稍减联轴器8起动时的冲击力。

容纳腔102内还设有沿轴向延伸的轴孔105，电机轴1的端部伸入轴孔105中，电机轴1在伸入轴孔105的对应位置处设有环形凹槽I11，环形凹槽I11内套设有橡胶圈 III111，所述电机轴1端部通过橡胶圈III111与轴孔105过盈配合。橡胶圈III111是联轴器8的另一个支撑点，既能调整联轴器8与叶轮10容纳腔102的同心度，同时又对电机轴1起到一定的阻尼作用，稍减联轴器8起动时的冲击力。

弹性体9由橡胶制作而成，弹性体9呈扇形，弹性体9的外圆弧壁面与容纳腔102 内壁之间具有防干涉间隙，弹性体9的内圆弧壁面与轴套81外侧壁之间具有防干涉间隙。联轴器8由工程塑料注塑成形，联轴器8上的起动筋82呈扇形，并且弹性体9两个被动面9a之间的夹角比起动筋82两侧面之间的夹角具有更大的角度，当起动筋82 对弹性体9两个被动面9a冲击力强度大于弹性体9两个被动面9a的最大屈服强度时，弹性体9很容易破裂，因此既要保证起动筋82和弹性体9之间受冲击力后的零件强度，又要保证起动筋82和弹性体9的体积不能太大从而影响叶轮10相对于磁体2绕轴线回转的旋转角度，从而影响转子的起动性能。起动筋82的轴向高度与被动筋104的轴向高度之和小于轴套81的轴向高度，是防止起动筋82与被动筋104由于轴向窜动发生刚性碰撞损坏，影响转子的使用寿命。

由于起动筋82是注塑在电机轴1上，而被动筋104是从叶轮本体107底部103向容纳腔102内形成的向上凸起，从二者的强度和使用寿命角度考虑，起动筋82的强度更需要加强，因此起动筋82的轴向高度大于被动筋104的轴向高度。

被动筋104呈扇形，被动筋104的内弧面与轴套81外侧壁之间具有防干涉间隙，被动筋104的轴向高度不超过轴套81的轴向高度的一半，在被动筋104和轴套81不干涉的前提下，对被动筋104和轴套81的强度进行合理的限制，以延长转子的使用寿命。

如图7所示，磁体2径向充磁，磁体2的磁极数量为S和N两个磁极，叶轮10的叶片106数量为六个叶片，与磁体2两个磁极互为偶数，并且磁体2两个磁极数量小于六个叶片的数量，避免奇次谐波的振荡频率，有利于转子起动并且降低磁体2的热损耗，从而提高转子的使用寿命。

Claims (8)

1.一种永磁同步排水电机转子，其特征在于：包括电机轴（1）以及通过塑封部（3）固定在电机轴（1）上的磁体（2）；所述电机轴（1）上设有滚花部（12），在电机轴（1）远离磁体（2）的一端设有联轴器（8）；所述联轴器（8）包括注塑在滚花部（12）上的轴套（81）、固定在轴套（81）外侧壁且沿径向延伸的起动筋（82）以及设置在轴套（81）和起动筋（82）轴向端面上的圆盘（83）；还包括叶轮（10）和弹性体（9），所述叶轮（10）包括本体（107）以及对称设置在本体（107）外周的叶片（106），所述本体（107）上开有容纳腔（102），容纳腔（102）内设有与本体（107）一体且向容纳腔（102）内凸起的被动筋（104），所述容纳腔（102）开口处设有密封盖（5）；电机轴（1）带联轴器（8）的一端伸入容纳腔（102）中，弹性体（9）也放置于容纳腔（102）内，通过密封盖（5）密封容纳腔（102）；所述起动筋（82）的轴向高度与被动筋（104）的轴向高度之和不大于弹性体（9）的轴向高度；所述起动筋（82）的轴向高度与被动筋（104）的轴向高度之和不大于滚花部（12）的轴向长度；所述叶轮（10）相对于磁体（2）绕轴线回转的旋转角度为330°≤360°＋360°－α－2β－θ≤390°，其中，α为起动筋（82）两侧面之间的夹角；β为弹性体（9）两侧被动面之间的夹角；θ为被动筋（104）两侧面之间的夹角。

2.根据权利要求1所述的永磁同步排水电机转子，其特征在于：还包括轴承组件（4），所述轴承组件（4）包括滑动轴承（41）、橡胶套（42）和支架（43），电机轴（1）穿过轴承组件（4）的中心孔且与滑动轴承（41）内环固定连接，滑动轴承（41）置入橡胶套（42）内，滑动轴承（41）通过橡胶套（42）固定在支架（43）上。

3.根据权利要求1所述的永磁同步排水电机转子，其特征在于：所述容纳腔（102）内还设有沿轴向延伸的轴孔（105），电机轴（1）的端部伸入轴孔（105）中，电机轴（1）在伸入轴孔（105）的对应位置处设有环形凹槽I（11），环形凹槽I（11）内套设有橡胶圈IV（111），所述电机轴（1）端部通过橡胶圈IV（111）与轴孔（105）过盈配合。

4.根据权利要求1所述的永磁同步排水电机转子，其特征在于：通过密封盖（5）密封的容纳腔（102）内填充有润滑油或润滑脂。

5.根据权利要求1所述的永磁同步排水电机转子，其特征在于：所述密封盖（5）上设有供电机轴（1）穿过的中心通孔（55），所述密封盖（5）还包括支撑体（52）以及固定在支撑体（52）端部的端头（51），所述支撑体（52）的外环直径小于端头（51）的外环直径，在支撑体（52）与端头（51）的连接处设有环形凹槽II（53），环形凹槽II（53）内套设有橡胶圈II（7），所述密封盖（5）的端头（51）放置在容纳腔（102）入口处的止口凹槽（101）上，支撑体（52）伸入容纳腔（102）中，所述密封盖（5）通过橡胶圈II（7）与容纳腔（102）过盈配合；所述中心通孔（55）沿圆周方向设有内周槽（504），所述内周槽（504）处设有橡胶圈III（6），所述密封盖（5）通过橡胶圈III（6）与电机轴（1）过盈配合。

6.根据权利要求1所述的永磁同步排水电机转子，其特征在于：所述弹性体（9）为橡胶弹性体，所述弹性体（9）呈扇形；所述弹性体（9）的外圆弧壁面与容纳腔（102）内壁之间具有防干涉间隙，所述弹性体（9）的内圆弧壁面与轴套（81）外侧壁之间具有防干涉间隙。

7.根据权利要求1所述的永磁同步排水电机转子，其特征在于：所述被动筋（104）呈扇形，所述被动筋（104）内弧面与轴套（81）外侧壁之间具有防干涉间隙，所述被动筋（104）轴向高度不超过轴套（81）轴向高度的一半。

8.根据权利要求1所述的永磁同步排水电机转子，其特征在于：所述联轴器（8）为塑料联轴器（8），联轴器（8）上起动筋（82）呈扇形，起动筋（82）的轴向高度大于被动筋（104）的轴向高度。

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