專利名稱：：少齒差行星減速電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電動機，具體是一種少齒差行星減速電動機。
背景技術(shù)：
：在目前生產(chǎn)機械的電力拖動，諸如電梯曳引驅(qū)動系統(tǒng)、電動絞車、以及其他機械傳動設(shè)備的電力拖動中，一般均需通過減速機將電動機的速度降下來，并提高電動機的輸出轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動設(shè)備的運行；其中，電動機與減速機之間一般采用組合安裝的方式；然而，組合安裝極易帶來占地面積大、級聯(lián)多、損耗大等一系列問題，在某些應(yīng)用場合，組合安裝的電動機與減速機根本無法滿足應(yīng)用要求。為此有必要發(fā)明一種能解決電力拖動中組合安裝方式帶來的一系列問題的新型電動機。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決現(xiàn)有電力拖動中電動機與減速機之間組合安裝帶來占地面積大、級聯(lián)多、損耗大的問題，提供了一種少齒差行星減速電動機。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的少齒差行星減速電動機，包括定子裝配、轉(zhuǎn)子裝配、輪殼、端蓋、以及固定于輪殼兩端的滑蓋；滑蓋通過軸承支撐于端蓋端部；定子裝配由固定于端蓋端面的定子圈、固定于定子圈上的6N(N為大于等于2的自然數(shù))個定子磁極、以及繞在各定子磁極上的集中繞組組成；轉(zhuǎn)子裝配包括其上設(shè)有偏心軸段的轉(zhuǎn)軸、行星轉(zhuǎn)子、以及固定于轉(zhuǎn)子圈上的行星齒輪；其中，偏心軸段的軸線與轉(zhuǎn)軸的軸線平行；行星轉(zhuǎn)子包括經(jīng)軸承支撐于偏心軸段上的轉(zhuǎn)子圈、固定于轉(zhuǎn)子圈上的6N-1(N為大于等于2的自然數(shù))個轉(zhuǎn)子磁極、以及固定于轉(zhuǎn)子磁極上的永久磁體；輪殼的內(nèi)表面固定有內(nèi)齒輪，行星齒輪與內(nèi)齒輪的內(nèi)齒相嚙合；6N個集中繞組中，均勻間隔N-1個集中繞組排列的六個集中繞組為一組，每一組的六個集中繞組中，第一個集中繞組的尾端與第四個集中繞組的尾端相連作為B相繞組，第二個集中繞組的尾端與第五個集中繞組的尾端相連作為A相繞組，第三個集中繞組的首端與第六個集中繞組的首端相連作為C相繞組，各組中的各相繞組相互串聯(lián)或并聯(lián)而形成電動機的定子三相繞組(即N組集中繞組中，各組中的B相繞組相串聯(lián)或并聯(lián)而形成電動機的定子B相繞組，各組中的A相繞組相串聯(lián)或并聯(lián)而形成電動機的定子A相繞組，各組中的C相繞組相串聯(lián)或并聯(lián)而形成電動機的定子C相繞組)。所述輪殼為現(xiàn)有公知結(jié)構(gòu)。工作時，電動機的定子三相繞組通以三相交流電，在定子磁場的作用下，各行星轉(zhuǎn)子繞偏心軸段的軸線沿定子表面自轉(zhuǎn)，同時繞轉(zhuǎn)軸的軸線沿定子表面公轉(zhuǎn)，與轉(zhuǎn)子圈同軸連接的行星齒輪也隨行星轉(zhuǎn)子進(jìn)行自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，并驅(qū)動與之嚙合的內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動，內(nèi)齒輪進(jìn)而推動與之固定的輪殼進(jìn)行轉(zhuǎn)動，輪殼同時亦帶動滑蓋進(jìn)行轉(zhuǎn)動；通過行星齒輪和內(nèi)齒輪之間的傳動比，內(nèi)齒輪上輸出大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速；該大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速是由定子裝配和行星轉(zhuǎn)子所形成的準(zhǔn)電動機結(jié)構(gòu)的性能(包括電磁性能、定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu))決定的。本發(fā)明所述電動機的定子驅(qū)動行星轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的工作過程如下以三相交流電典型3瞬時時刻對應(yīng)行星轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行分析，將三相交流電的一個周期分成6個時刻，以12個定子磁極(即N等于2)為例，在各個時刻，定子磁極的極性變化、行星轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子磁極的位置變化等如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表中1-11為行星轉(zhuǎn)子的11個轉(zhuǎn)子磁極；Al、A2、Bl、B2、Cl、C2、al、a2、bl、b2、cl、c2為12個定子磁極；其中，Al、A2、al、a2為定子A相繞組所對應(yīng)的定子磁極，Bl、B2、bl、b2為定子B相繞組所對應(yīng)的定子磁極，Cl、C2、cl、c2為定子C相繞組所對應(yīng)的定子磁極；tl、t2、t3、t4、t5、t6為三相交流電的一個周期中的6個時刻；N為磁極；電流從集中繞組的尾端進(jìn)、首端出為N極；S為磁極；電流從集中繞組的首端進(jìn)、尾端出為S極；0為中性點；即定子磁極沒有極性；首先，我們以a相交流電為基準(zhǔn)，將其分為每60度為一個時刻，如圖14所示。設(shè)行星轉(zhuǎn)子表面(中間)為N極，當(dāng)在tl時刻，行星轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子磁極1、2分別與定子磁極A1、A2對齊(接觸)，見表。在tl時亥lj，a相電壓為O，b相電壓為正，c相電壓為負(fù)，此時定子磁極Bl、B2為S極，定子磁極Cl、C2為S極，定子磁極Bl、B2對轉(zhuǎn)子磁極的吸力等于定子磁極Cl、C2磁極對轉(zhuǎn)子磁極的吸力；此后b相電壓逐漸下降，c相電壓逐漸升高，定子磁極Cl、C2對轉(zhuǎn)子磁極的吸力大于定子磁極Bl、B2對轉(zhuǎn)子磁極的吸力，定子磁極Cl、C2對轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生力矩，使得轉(zhuǎn)子磁極3、4向定子磁極C1、C2滾動；到了t2時刻，a相電壓與c相電壓大小相等且極性相反，b相電壓為0，轉(zhuǎn)子磁極3、4分別與定子磁極Cl、C2對齊(接觸)；在三相交流旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，經(jīng)過表中的一個正弦周期中的6個時刻后，轉(zhuǎn)子磁極2、3滾動到定子磁極A1、A2(與定子磁極A1、A2對齊)；經(jīng)過12個正弦周期后，行星轉(zhuǎn)子即完成自轉(zhuǎn)一周；上述便是本發(fā)明所述電動機在理想條件下的運行情況；在電動機帶載運行的情況下，行星轉(zhuǎn)子的位置將會滯后定子磁場一個偏轉(zhuǎn)角度，即負(fù)載轉(zhuǎn)矩越大，偏轉(zhuǎn)角度也越大，當(dāng)偏轉(zhuǎn)角度大于180度時，行星轉(zhuǎn)子將與定子磁場失步；當(dāng)偏轉(zhuǎn)角度為90度時，以轉(zhuǎn)子磁極1、2分別與定子磁極Al、A2對齊(接觸)的時刻為例，轉(zhuǎn)子磁極3、4、5、6、7與定子磁極之間產(chǎn)生吸力，而轉(zhuǎn)子磁極8、9、10、11、1與定子磁極之間產(chǎn)生推力，此時行星轉(zhuǎn)子上將產(chǎn)生最大的力矩；在實際應(yīng)用中，偏轉(zhuǎn)角度隨負(fù)載的變化而變化。本發(fā)明所述的電動機是基于2Z型少齒差行星減速機原理的一種機電一體化的新型電機。2Z型少齒差行星減速機具有輸出大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速的特點，它的結(jié)構(gòu)特點是內(nèi)齒輪a固定，行星齒輪b與行星齒輪c同軸連接，內(nèi)齒輪d與輸出軸相連；行星齒輪b與內(nèi)齒輪a相嚙合組成第一級少齒差行星減速，行星齒輪c與內(nèi)齒輪d相嚙合組成第二級少齒差行星減速；如圖15所示，第一級少齒差行星減速與第二級少齒差行星減速的聯(lián)接并不是通常的串聯(lián)關(guān)系，因而，2Z型少齒差行星減速機的傳動比并不等于第一級傳動比乘以第二級傳動比；2Z型少齒差行星減速機的傳動比公式如下:iX4="J77(其中，"4為2Z型少齒差行星減速機的傳動比，Za為內(nèi)齒輪a的齒數(shù)，Zb為行星齒輪b的齒數(shù)，Zc為行星齒輪c的齒數(shù)，Zd為內(nèi)齒輪d的齒數(shù))；2Z型少齒差行星減速機的高速輸入通過行星齒輪b與內(nèi)齒輪a嚙合旋轉(zhuǎn)完成，低速輸出則通過內(nèi)齒輪d實現(xiàn)；具體為行星齒輪b與內(nèi)齒輪a嚙合旋轉(zhuǎn)，因行星齒輪b與行星齒輪c同軸連接，行星齒輪b的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)同時傳給行星齒輪c;當(dāng)行星齒輪c公轉(zhuǎn)一周時，內(nèi)齒輪d也按行星齒輪c的公轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)一周，由于行星齒輪c的自轉(zhuǎn)方向和公轉(zhuǎn)方向相反，內(nèi)齒輪d的輸出轉(zhuǎn)速等于行星齒輪c的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)同時作用于內(nèi)齒輪d上的轉(zhuǎn)速之差。本發(fā)明所述的電動機利用了2Z型少齒差行星減速機的上述機械特性，并將內(nèi)齒輪a由電動機的定子裝配代替，行星齒輪b由電動機的行星轉(zhuǎn)子代替，行星齒輪b與內(nèi)齒輪a嚙合旋轉(zhuǎn)由此變?yōu)槿嘟涣餍D(zhuǎn)磁場推動行星轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；因此，本發(fā)明所述的電動機的傳動比公式如下7(其中，i為本發(fā)明所述的電動機的傳動比，Za為定子磁極的個數(shù)，Zb為轉(zhuǎn)子磁極的個數(shù)，Zc為行星齒輪的齒數(shù)，Zd為內(nèi)齒輪的齒數(shù))；由上述公式可知，通過改變行星齒輪與內(nèi)齒輪之間的齒數(shù)比，即可以改變電動機的傳動比，進(jìn)而改變電動機的輸出轉(zhuǎn)速。通過利用2Z型少齒差行星減速機的原理，本發(fā)明所述的電動機徹底實現(xiàn)了機電一體化，即對電力拖動中的電動機、減速機兩大設(shè)備進(jìn)行了集成化，因而在電力拖動中，無需再對電動機與減速機進(jìn)行組合安裝，從而徹底解決了現(xiàn)有電力拖動中電動機與減速機之間組合安裝帶來占地面積大、級聯(lián)多、損耗大的問題。進(jìn)一步地，所述偏心軸段的數(shù)目為兩個，且兩個偏心軸段的軸線關(guān)于轉(zhuǎn)軸的軸線對稱；所述定子裝配、行星轉(zhuǎn)子、行星齒輪的數(shù)目均為兩個，各定子裝配均與端蓋固定，各行星轉(zhuǎn)子、行星齒輪分別安裝在兩個偏心軸段上；工作時，即使某個行星轉(zhuǎn)子或行星齒輪出現(xiàn)故障，另一個行星轉(zhuǎn)子或行星齒輪仍能繼續(xù)工作，從而保證電動機的正常運行。本發(fā)明所述的電動機基于2Z型少齒差行星減速機原理，徹底解決了現(xiàn)有電力拖動中電動機與減速機之間組合安裝帶來占地面積大、級聯(lián)多、損耗大的問題，其具有輸出轉(zhuǎn)矩高、體積小、電驅(qū)動簡單、調(diào)速范圍寬、負(fù)載能力強、具有相同的啟制動轉(zhuǎn)矩、可進(jìn)行頻繁的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動等一系列特點，特別適合在電梯曳引驅(qū)動系統(tǒng)、電動絞車、以及其他機械傳動設(shè)備的電力拖動中使用。圖1為本發(fā)明所述電動機的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的左視圖；圖3為圖1的A-A剖面圖；圖4為圖3的B-B剖面圖；圖5為圖3的C-C剖面圖；圖6為端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖7的左視圖；圖9為定子裝配的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為圖9的A-A剖面圖；圖11為行星轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為圖11的A-A剖面圖；圖13為定子集中繞組的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖14為三相交流電的時刻劃分示意圖；圖15為2Z型少齒差行星減速機的傳動結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1-輪殼，2-端蓋，3-定子圈，4-定子磁極，5-轉(zhuǎn)軸，6_偏心軸段，7_行星齒輪，8-轉(zhuǎn)子圈，9-轉(zhuǎn)子磁極，10_內(nèi)齒輪，ll-滑蓋。具體實施例方式少齒差行星減速電動機，包括定子裝配、轉(zhuǎn)子裝配、輪殼1、端蓋2、以及固定于輪殼1兩端的滑蓋11;滑蓋11通過軸承支撐于端蓋2端部；定子裝配由固定于端蓋2端面的定子圈3、固定于定子圈3上的6N(N為大于等于2的自然數(shù))個定子磁極4、以及繞在各定子磁極4上的集中繞組組成；轉(zhuǎn)子裝配包括其上設(shè)有偏心軸段6的轉(zhuǎn)軸5、行星轉(zhuǎn)子、以及固定于轉(zhuǎn)子圈8上的行星齒輪7;其中，偏心軸段6的軸線與轉(zhuǎn)軸5的軸線平行；行星轉(zhuǎn)子包括經(jīng)軸承支撐于偏心軸段6上的轉(zhuǎn)子圈8、固定于轉(zhuǎn)子圈8上的6N-1(N為大于等于2的自然數(shù))個轉(zhuǎn)子磁極9、以及固定于轉(zhuǎn)子磁極9上的永久磁體；輪殼1的內(nèi)表面固定有內(nèi)齒輪IO，行星齒輪7與內(nèi)齒輪10的內(nèi)齒相嚙合；6N個集中繞組中，均勻間隔N-l個集中繞組排列的六個集中繞組為一組，每一組的六個集中繞組中，第一個集中繞組的尾端與第四個集中繞組的尾端相連作為B相繞組，第二個集中繞組的尾端與第五個集中繞組的尾端相連作為A相繞組，第三個集中繞組的首端與第六個集中繞組的首端相連作為C相繞組，各組中的各相繞組相互串聯(lián)或并聯(lián)而形成電動機的定子三相繞組(集中繞組的連接結(jié)構(gòu)如圖13所示)；所述偏心軸段6的數(shù)目為兩個，且兩個偏心軸段6的軸線關(guān)于轉(zhuǎn)軸5的軸線對稱；所述定子裝配、行星轉(zhuǎn)子、行星齒輪7的數(shù)目均為兩個，各定子裝配均與端蓋2固定，各行星轉(zhuǎn)子、行星齒輪7分別安裝在兩個偏心軸段6上；具體實施時，輪殼1表面設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)可盤繞線纜，用于電梯曳引驅(qū)動系統(tǒng)、電動絞車等的電力拖動；轉(zhuǎn)子磁極9上開有兩個槽，槽內(nèi)分別放置極性軸向排列的兩個釹鐵硼永久磁體，這樣使轉(zhuǎn)子磁極9表面形成S、N、S或N、S、N的磁分布；定子磁極4上開有兩個槽，槽內(nèi)繞有集中繞組，集中繞組通電后，定子磁極4表面形成S、N、S或N、S、N的磁分布。前述描述工作過程的表格中，定子磁極的極性是以定子磁極表面中間的極性為代表，轉(zhuǎn)子磁極的極性是以轉(zhuǎn)子磁極表面的兩個槽中間的極性為代表。權(quán)利要求一種少齒差行星減速電動機，包括定子裝配、轉(zhuǎn)子裝配、輪殼(1)、端蓋(2)、以及固定于輪殼(1)兩端的滑蓋(11)；滑蓋(11)通過軸承支撐于端蓋(2)端部；其特征在于定子裝配由固定于端蓋(2)端面的定子圈(3)、固定于定子圈(3)上的6N(N為大于等于2的自然數(shù))個定子磁極(4)、以及繞在各定子磁極(4)上的集中繞組組成；轉(zhuǎn)子裝配包括其上設(shè)有偏心軸段(6)的轉(zhuǎn)軸(5)、行星轉(zhuǎn)子、以及固定于轉(zhuǎn)子圈(8)上的行星齒輪(7)；其中，偏心軸段(6)的軸線與轉(zhuǎn)軸(5)的軸線平行；行星轉(zhuǎn)子包括經(jīng)軸承支撐于偏心軸段(6)上的轉(zhuǎn)子圈(8)、固定于轉(zhuǎn)子圈(8)上的6N-1(N為大于等于2的自然數(shù))個轉(zhuǎn)子磁極(9)、以及固定于轉(zhuǎn)子磁極(9)上的永久磁體；輪殼(1)的內(nèi)表面固定有內(nèi)齒輪(10)，行星齒輪(7)與內(nèi)齒輪(10)的內(nèi)齒相嚙合；6N個集中繞組中，均勻間隔N-1個集中繞組排列的六個集中繞組為一組，每一組的六個集中繞組中，第一個集中繞組的尾端與第四個集中繞組的尾端相連作為B相繞組，第二個集中繞組的尾端與第五個集中繞組的尾端相連作為A相繞組，第三個集中繞組的首端與第六個集中繞組的首端相連作為C相繞組，各組中的各相繞組相互串聯(lián)或并聯(lián)而形成電動機的定子三相繞組。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的少齒差行星減速電動機，其特征在于所述偏心軸段(6)的數(shù)目為兩個，且兩個偏心軸段(6)的軸線關(guān)于轉(zhuǎn)軸(5)的軸線對稱；所述定子裝配、行星轉(zhuǎn)子、行星齒輪(7)的數(shù)目均為兩個，各定子裝配均與端蓋(2)固定，各行星轉(zhuǎn)子、行星齒輪(7)分別安裝在兩個偏心軸段(6)上。全文摘要本發(fā)明涉及電動機，具體是一種少齒差行星減速電動機。解決了現(xiàn)有電力拖動中電動機與減速機之間組合安裝帶來占地面積大、級聯(lián)多、損耗大的問題。少齒差行星減速電動機包括定子裝配、轉(zhuǎn)子裝配、輪殼、端蓋、以及固定于輪殼兩端的滑蓋；滑蓋通過軸承支撐于端蓋端部；定子裝配由固定于端蓋端面的定子圈、固定于定子圈上的6N(N為大于等于2的自然數(shù))個定子磁極、以及繞在各定子磁極上的集中繞組組成；轉(zhuǎn)子裝配包括其上設(shè)有偏心軸段的轉(zhuǎn)軸、行星轉(zhuǎn)子、以及固定于轉(zhuǎn)子圈上的行星齒輪；輪殼的內(nèi)表面固定有內(nèi)齒輪，行星齒輪與內(nèi)齒輪的內(nèi)齒相嚙合。本發(fā)明適合在電梯曳引驅(qū)動系統(tǒng)、電動絞車、以及其他機械傳動設(shè)備的電力拖動中使用。文檔編號H02K7/116GK101752953SQ20101010000公開日2010年6月23日申請日期2010年1月19日優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日發(fā)明者崔振忠,彭建成,王官升申請人:大同裕隆環(huán)保有限責(zé)任公司