專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)用的的轉(zhuǎn)子，更具體說(shuō)是一種無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，主要包括定子和轉(zhuǎn)子兩大部分，其定子鐵芯是用能沖槽、鐵損大的低硅鋼片疊壓而成，在每個(gè)疊片上都需要沖制若干凹槽，凹槽內(nèi)嵌有定子線圈；轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上套裝有用硅鋼片或鋼板沖制并疊壓而成的轉(zhuǎn)子磁極，轉(zhuǎn)子磁極上繞有勵(lì)磁線圈。這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，存有體積大、鐵損高、效率低、材料利用率低、維修困難等弊端。為了克服上述的弊端，專(zhuān)利號(hào)為97242398.2的無(wú)槽靜激磁同步發(fā)電機(jī)和專(zhuān)利號(hào)為97242399.0無(wú)槽同步發(fā)電機(jī)，該兩項(xiàng)專(zhuān)利對(duì)傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，其定子結(jié)構(gòu)包括由空心圓柱體和與該空心圓柱體的兩端連為一體的兩個(gè)圓盤(pán)構(gòu)成并用非導(dǎo)磁材料制作的定子支架，每一圓盤(pán)上設(shè)有呈輻射狀均布的缺口，在兩圓盤(pán)相對(duì)應(yīng)的每一對(duì)缺口內(nèi)裝有一用硅鋼片疊壓制成的定子鐵芯，每一定子鐵芯上繞有定子線圈；其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸，在轉(zhuǎn)軸上套固有轉(zhuǎn)子鐵芯和與該轉(zhuǎn)子鐵芯的兩外端面固定的兩個(gè)極盤(pán)，每一極盤(pán)用硅鋼片疊壓制成，轉(zhuǎn)子鐵芯上繞有勵(lì)磁線圈，轉(zhuǎn)子鐵芯和勵(lì)磁線圈位于空心圓柱體內(nèi)腔中，兩個(gè)極盤(pán)分別位于兩個(gè)圓盤(pán)的外側(cè)，每一極盤(pán)的外環(huán)面上均布有凸極。該兩項(xiàng)專(zhuān)利中用多片硅鋼片疊壓制成的每一極盤(pán)，其中的每片硅鋼片由于是一整體，在加工時(shí)只有一對(duì)磁極是與磁力取向方向一致、一對(duì)磁極與磁力取向方向垂直、其余的磁極與磁力取向方向都有一大小不等的夾角。由于只有與硅鋼片的磁力取向方向一致的磁極導(dǎo)磁率最高，與硅鋼片的磁力取向方向垂直的磁極導(dǎo)磁率最低，與硅鋼片的磁力取向方向構(gòu)成夾角的磁極的導(dǎo)磁率隨夾角的大小遞減，夾角越大，導(dǎo)磁率越低，因而該兩項(xiàng)專(zhuān)利的轉(zhuǎn)子鐵損大、耗能高、發(fā)電效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種效率高的無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，這種無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上套固有皮帶輪、兩個(gè)極盤(pán)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是每一極盤(pán)包括呈輻射狀均勻排列的偶數(shù)個(gè)磁極，各磁極的內(nèi)段緊密鄰接、外端呈弧面，每個(gè)磁極由多片取向硅鋼片疊加并固接在一起，每片取向硅鋼片按取向方向制作，每一磁極上繞有與勵(lì)磁機(jī)構(gòu)構(gòu)成電連接的勵(lì)磁線圈，相鄰磁極上的勵(lì)磁線圈的纏繞方向相反。
上述的偶數(shù)個(gè)磁極，其優(yōu)選范圍在2個(gè)——18個(gè)之間。
上述的勵(lì)磁機(jī)構(gòu)可以是套固在轉(zhuǎn)軸上與碳刷接觸的滑環(huán)，也可以是與轉(zhuǎn)軸同軸的勵(lì)磁裝置。
為了使每個(gè)磁極與轉(zhuǎn)軸牢固地固定在一起，在轉(zhuǎn)軸上還套固有位于每一極盤(pán)正反兩個(gè)盤(pán)面外的兩對(duì)夾盤(pán)，每對(duì)夾盤(pán)由緊固件緊固在一起。
上述的緊固件可以是穿過(guò)夾盤(pán)和磁極的緊固螺栓，也可以是其它的構(gòu)件，如固定銷(xiāo)。
上述的轉(zhuǎn)軸呈圓柱狀階梯形，兩個(gè)極盤(pán)之間的中段最粗、兩端段最細(xì)。
本發(fā)明所述的無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子，適用于同步發(fā)電機(jī)、異步發(fā)電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)以及單相、三相結(jié)構(gòu)的其它電機(jī)。
本發(fā)明的無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是1、由于兩個(gè)極盤(pán)上的每一個(gè)磁極在制作時(shí)都按照硅鋼片的取向方向選材，充分有效地利用了硅鋼片的取向特性，使轉(zhuǎn)子各磁極的導(dǎo)磁方向與硅鋼片的取向方向完全一致，優(yōu)化了導(dǎo)磁性能，使勵(lì)磁磁場(chǎng)強(qiáng)度相應(yīng)地增強(qiáng)，從而提高了電機(jī)的效率；2、每個(gè)極盤(pán)上的每個(gè)磁極呈輻射狀均勻排列，其極性的分布是N極、S極相間排列，并且兩個(gè)極盤(pán)在安裝時(shí)的位置分別置于定子鐵芯的兩端外側(cè)，對(duì)每塊定子鐵芯來(lái)說(shuō)，它的兩端外側(cè)相對(duì)應(yīng)的極盤(pán)磁極的極性是相反的，在某一瞬間當(dāng)其中一塊定子鐵芯的一端相對(duì)應(yīng)的磁極的極性是S極，則它的另一端相對(duì)應(yīng)的磁極的極性是N極，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)相鄰的下一個(gè)磁極轉(zhuǎn)動(dòng)到該定子鐵芯的外側(cè)時(shí)，該定子鐵芯兩端的極性同時(shí)改變，即由S極變?yōu)镹極、N極變?yōu)镾極，因此，繞在定子鐵芯柱塊上的線圈就感應(yīng)出交變的電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生交流電，若將定子鐵芯上的線圈按三相交流電的要求接線，就可得到三相交流電。同理，若將定子鐵芯柱塊上的線圈接三相交流電，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，輸出動(dòng)力，成為電動(dòng)機(jī)；3、由于兩個(gè)極盤(pán)上的磁極呈輻射狀均勻排列，相當(dāng)于葉片，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)起到風(fēng)扇的作用，風(fēng)從電機(jī)兩端的端蓋吸入、從電機(jī)定子鐵芯上的線圈處吹出，一方面有效地冷卻定子，另一方面將轉(zhuǎn)子的熱量帶走，因此，顯著地降低了電機(jī)的溫升，從而可省去內(nèi)風(fēng)扇，既方便了制造，又提高了電機(jī)的效率。
通過(guò)以上的敘述可知，本發(fā)明的無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子，其優(yōu)越之處在于1、充分有效地利用了冷軋取向硅鋼片的取向特性，即導(dǎo)磁率高，鐵損低的特點(diǎn)，因此，無(wú)槽電機(jī)的效率也隨之明顯提高，耗能降低。與同類(lèi)發(fā)電機(jī)相比，在相同的負(fù)荷下，耗能降低20％-35％，對(duì)汽車(chē)用交流發(fā)電機(jī)，可節(jié)能5％-10％；2、由于兩個(gè)極盤(pán)上的磁極的每片取向硅鋼片的形狀近似于長(zhǎng)方形，與圓形極盤(pán)磁極相比，提高了材料的利用率，材料利用率平均在85％-95％。


本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)合附圖加以說(shuō)明，其中圖1是勵(lì)磁機(jī)構(gòu)選用與碳刷接觸的滑環(huán)的無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中未畫(huà)出滑環(huán)與勵(lì)磁線圈構(gòu)成電連接的導(dǎo)線；
圖2是極盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中只在一個(gè)磁極上畫(huà)出勵(lì)磁線圈；圖3是圖2的A-A剖視圖；圖4是極盤(pán)結(jié)構(gòu)的分解示意圖，圖中未畫(huà)出勵(lì)磁線圈；圖5是用本發(fā)明的無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子組裝成無(wú)槽電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是極盤(pán)磁極與定子之間磁力線的走向展開(kāi)示意圖。
圖中，1為轉(zhuǎn)軸，2為皮帶輪，3為極盤(pán)，4為碳刷，5為滑環(huán)，6為磁極，7為勵(lì)磁線圈，8為夾盤(pán)，9為緊固件，10為定子，11為端蓋，12為軸承，13為端蓋固定螺栓，14為導(dǎo)線，圖2和圖4中在四個(gè)磁極上的線條表示取向硅鋼片的取向方向。由于與轉(zhuǎn)子同軸的勵(lì)磁裝置和套固在轉(zhuǎn)軸上與碳刷接觸的滑環(huán)這兩種勵(lì)磁機(jī)構(gòu)都是公知技術(shù)，所以?xún)H畫(huà)出后者為代表。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，本實(shí)施例所述的無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸1，轉(zhuǎn)軸1上套固有皮帶輪2、兩個(gè)極盤(pán)3和與碳刷4接觸的滑環(huán)5，轉(zhuǎn)軸1呈圓柱狀階梯形，兩個(gè)極盤(pán)3之間的中段最粗、兩端段最細(xì)，每一極盤(pán)3包括呈輻射狀均勻排列的8個(gè)磁極6，各磁極6的內(nèi)段緊密鄰接得無(wú)縫隙、外端呈弧面，每個(gè)磁極6用厚度是0.25mm-0.35mm的取向硅鋼片疊加并用易凝固的膠或其它方法固接在一起，每片取向硅鋼片按取向方向制作，每一磁極6上繞有勵(lì)磁線圈7，相鄰磁極6上的勵(lì)磁線圈7的纏繞方向相反。為了使每個(gè)磁極6與轉(zhuǎn)軸1牢固地固定在一起，在轉(zhuǎn)軸1上還套固有位于每一極盤(pán)3正反兩個(gè)盤(pán)面外的兩對(duì)夾盤(pán)8，每對(duì)夾盤(pán)8由緊固件9緊固在一起，緊固件9是穿過(guò)夾盤(pán)8和磁極6的緊固螺栓。
在圖5中，定子10裝在兩個(gè)極盤(pán)3之間、其間隙為0.1mm-0.3mm，該間隙由兩端蓋11、端蓋固定螺栓13和轉(zhuǎn)軸1的臺(tái)階來(lái)保證，軸承12保證轉(zhuǎn)軸1轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，當(dāng)作為發(fā)電機(jī)時(shí)，原動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶將動(dòng)力傳遞給皮帶輪2，由皮帶輪2帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸1旋轉(zhuǎn)，當(dāng)作為電動(dòng)機(jī)時(shí)，由皮帶輪2輸出動(dòng)力。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸(1)，轉(zhuǎn)軸(1)上套固有皮帶輪(2)、兩個(gè)極盤(pán)(3)，其特征是每一極盤(pán)(3)包括呈輻射狀均勻排列的偶數(shù)個(gè)磁極(6)，各磁極(6)的內(nèi)段緊密鄰接、外端呈弧面，每個(gè)磁極(6)由多片取向硅鋼片疊加并固接在一起，每片取向硅鋼片按取向方向制作，每一磁極(6)上繞有與勵(lì)磁機(jī)構(gòu)構(gòu)成電連接的勵(lì)磁線圈(7)，相鄰磁極(6)上的勵(lì)磁線圈(7)的纏繞方向相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征是偶數(shù)個(gè)磁極(6)的范圍在2個(gè)-18個(gè)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征是勵(lì)磁機(jī)構(gòu)是套固在轉(zhuǎn)軸(1)上與碳刷(4)接觸的滑環(huán)(5)，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征是勵(lì)磁機(jī)構(gòu)是與轉(zhuǎn)軸(1)同軸的勵(lì)磁裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征是在轉(zhuǎn)軸(1)上還套固有位于每一極盤(pán)(3)正反兩個(gè)盤(pán)面外的兩對(duì)夾盤(pán)(8)，每對(duì)夾盤(pán)(8)由緊固件(9)緊固在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征是緊固件(9)是穿過(guò)夾盤(pán)(8)和磁極(6)的緊固螺栓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征是轉(zhuǎn)軸(1)呈圓柱狀階梯形，兩個(gè)極盤(pán)(3)之間的中段最粗、兩端段最細(xì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上套固有皮帶輪、兩個(gè)極盤(pán)，每一極盤(pán)包括呈輻射狀均勻排列的偶數(shù)個(gè)磁極，各磁極的內(nèi)段緊密鄰接、外端呈弧面，每個(gè)磁極由多片取向硅鋼片疊加并固接在一起，每片取向硅鋼片按取向方向制作，每一磁極上繞有與勵(lì)磁機(jī)構(gòu)構(gòu)成電連接的勵(lì)磁線圈，相鄰磁極上的勵(lì)磁線圈的纏繞方向相反。這種無(wú)槽電機(jī)轉(zhuǎn)子，充分有效地利用了冷軋取向硅鋼片導(dǎo)磁率高、鐵損低的特性，因此，電機(jī)的效率也隨之明顯提高，耗能降低，并提高了材料的利用率。
文檔編號(hào)H02K1/24GK1529397SQ20031010531
公開(kāi)日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2003年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月11日
發(fā)明者肖振霞 申請(qǐng)人:肖振霞