CN85203304U - 盘式电动机 - Google Patents

Abstract

盘式电动机属于电机设计制造技术领域。其定、转子铁芯均为冲带涡卷盘式结构；可调气隙；定、转子双方散热。硅钢片利用率由现行电机的55％提高到81％；生产工模具节省投资30％；电机效率提高2％；起动转矩大，过载能力强，温升裕度大；结构简单，便于制造，运行可靠，使用维护简便。特别适于制造中小型单、三相低速交流电动机、发电机、调压器和机电合一的组合机械。

Description

本实用新型属于电机设计制造技术领域。

现行电机结构的根本特点在于圆筒形定子和圆柱形转子。这种圆柱形电机存在四大缺点：

1、硅钢片利用率低，一般只有55％右左。利用率低的根本原因在于电机的圆柱形结构。圆柱形电机的定、转子冲片都是圆形的，是由矩形硅钢片“裁条”、“落圆”、“冲槽”制得的。矩形板料制造圆形零件必然产生边角废料，按一般冲剪工艺，角料面积占21.5％，条料占5％，边角废料占板材总面积的26.5％。为提高硅钢片利用率，产生了“整张套裁法”，使边角料降为17％左右；但是，整张套裁法不仅劳动强度大，而且还必须取消模具导柱才能生产，又导致对模具和冲床精度要求的提高，生产难度大，所以未能得到推广。

就电机结构而言，特别是多极低速电动机，由于设计需要，必须有足够大的转子直径；因此，一般的转子轭部磁通密度偏低，仅有4000～6000高斯，说明这里的硅钢片没有得到充分利用，以8极电动机为例，如将转子轭部磁密提高到合理值10000高斯，便可节约硅钢片7％；因此，有的设计者考虑采用转子支架方案，以节省转子轭部多余的材料。但是这只适应于多极大功率电机，大量的中小型电动机不能采用。

2、鼠笼转子（半闭口槽形）的表面杂散损耗高，按实测法，一般为输出功率的2～4％。引起杂散损耗的原因，除了设计槽配合、铸铝工艺外，很大程度是由于精车转子时，车刀刃口挤压槽口形成的硅钢片毛刺刺入铸铝导条，产生涡流“过桥”作用所致。这些杂耗不仅影响电机效率，而且使电机温升增高。

3、电机体形细长，难以保证气隙均匀。现行电机为减小体积和重量，设计者竭力压缩电机中心高，因而使电机体形变得细长。这样给电机制造增加了许多困难，尤以气隙均匀度很难保证。因为转子的轴承挡距与转子直径比值过大（Y系列4极电机的比值为2.12）时，会使转子挠度增加；如不相应采取增加转轴直径，提高铁芯及其有关零部件制造质量等措施，就很难避免转子不发生真扫膛。

4、定、转子铁芯生产率低。现行圆柱形电机的定、转子铁芯均用圆形冲片柱形叠压结构。圆形冲片单个冲剪，断续加工，生产率低。

由上可知，现行电机硅钢片利用率低，杂耗高，电机细长难于加工和铁芯生产率低等问题，全部出在电机采用圆片叠压柱式铁芯的结构。欲解决这些问题，必须对现行圆柱形电机进行结构改革。

本实用新型的目的在于从根本上改革现行电机的结构，用盘式结构取代圆柱形结构，彻底排除现行电机存在的缺点。

盘式电动机的结构原理还可用于发电机、调压器等，因此在电机制造中，可用冲带涡卷盘式铁芯结构取代圆片叠压柱式铁芯结构。

盘式电动机的结构原理如图1所示。电机轴6支承在装于后端盖7和风罩3上的轴承内。轴上通过平键装有盘形转子座。转子座里侧装有转子铁芯4，并设有内风叶8；外侧设有外风叶5。后端盖7里侧装有定子铁芯1；外侧设有幅射状散热片。后端盖7和风罩3装在机座2上。电机轴从后端盖伸出，其上有键，以输出动力。

盘式电动机的结构特征在于定、转子铁芯象一对磨盘，均用冲有线槽的钢带卷成。钢带采用卷料硅钢片，经滚剪机裁成条，然后通过边冲边卷、连续作业的专用冲槽机，先制成定、转子冲带（图2）；而后将带卷成盘式铁芯（图3）。由于硅钢带冲槽时，每相邻两圈的槽距按一定关系递增；因此，卷后线槽配置呈幅射形。定、转子的槽形、绕组原理、嵌线工艺均同现行电机。绕线型转子盘式铁芯结构与定子基本相同。鼠笼型转子铸铝工艺与现行鼠笼转子相同。

盘式转子铁芯与盘式定子铁芯的盘面之间形成的环状片形气隙可以调节。这不仅使电机空载电流也随之可调而取得最佳值，进而提高功率因数，电机效率，节约电能；而且可以制造闭口槽转子铁芯，无需盘面精车加工。本实用新型设计专门轴承盖，通过螺钉调节气隙，并消除窜轴现象。

盘式电动机通过定、转子两个方面散热，散热能力强。对于封闭电机，壳内设有内循环通风；壳外设有外风扇冷却系统。内循环通风是依靠转子周缘的风叶产生的气流使绕组伸出铁芯的端部和定、转子铁芯表面得到冷却。外风扇冷却系统是利用盘形转子座外侧的风叶产生的气流吹拂冷却机壳外表面。

盘式电动机可以制成卧式或立式；亦可将带绕组铁芯装入机器内制成机电组合机械，结构更为合理，效能更为理想。

盘式电动机的工作原理和现行异步电动机相同。

盘式电动机比现行电机（以封闭式为例）具有以下优点与效果：

1、降低了主要原材料消耗，提高了硅钢片利用率。

（1）硅钢片下料由现行方片冲圆改为带料剪裁，几乎没有边角废料，利用率提高26.5％。按全国小型电动机年需硅钢片10万吨计算，每年可节约26500吨，价值4000万元；这还不包括同类结构的其他产品，如发电机、调压器以及中型电动机，同时也不包括多极电动机轭部挖潜的硅钢片。

（2）电机轴长度缩短一半，可节约圆钢用量50％。按全国小型电动机年需圆钢用量1.6万吨计算，每年可节约钢材8000吨，价值520万元。

（3）灰口铸铁（或者薄钢板）、电磁线和工业纯铝等也有所节约。

2、简化了定、转子铁芯制造工艺，减少了工模具及其投资，节省了劳动工时，提高了劳动生产率。由于盘式电动机采用硅钢带单式冲槽，边冲边卷的新工艺；所以取消了现行圆形冲片冲剪工艺所需的大型工模具，如落圆冲模，燕尾复式冲模，定、转子复式冲槽模及端板、扣片等模具，可节省工模具投资30％。

3、电气性能比现行电机有所提高，效率提高2％以上，起动转矩大，过载能力强，有足够的温升裕度，电气可靠性高。

4、电机构造简单，使用维修方便。可以与特殊要求的机器配套，便于制成机电组合机械，造价更低，经济效益更显著。

图1示盘式电动机结构原理图。图中：1－－定子铁芯；2－－机座；3－－风罩；4－－转子铁芯；5－－外风叶；6－－电机轴；7－－后端盖；8－－内风叶。

图2示定、转子冲带图。图中：A－－定子冲带；B－－转子冲带；t－－槽距；△₁、△₂……－－相邻两圈线槽距增量。

图3示冲带涡卷盘式定子铁芯图。图中：1－－定子铁芯；2－－绕组；3－－线槽。

Claims (1)

1. 盘式电动机属于电机设计制造技术领域。一种由定子、转子、机座构成的盘式电动机，其特征是：

   a、定、转子铁芯均为冲带涡卷盘式结构，冲有线槽的薄硅钢带卷成盘状铁芯，线槽呈幅射状。

   b、可调气隙。定子铁芯1轴向固定，转子铁芯4通过调节螺钉轴向移动而调节。

   c、定、转子双方散热。定子固定在后端盖7的内侧，后端盖外侧有散热片；转子固定在转子座上，转子座外侧有外风叶5，内侧有内风叶8。

   d、前端盖与风罩3合为一体，中央有轴承座，端面有通风孔，周缘与机座2的壳体相联。

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