專利名稱：旋轉電機的制作方法
技術領域：
本文所述的實施例總體涉及由于轉子旋轉時產(chǎn)生的電-磁拉力而振動的旋轉電機。
背景技術：
例如發(fā)電機或電動機等旋轉電機包括轉子，其與旋轉軸一起旋轉；和定子，其成形為從徑向外側圍繞轉子。定子包括圓柱狀定子芯，其成形為圍繞轉子；和定子框架，其從徑向覆蓋定子芯。由于轉子旋轉時產(chǎn)生的電-磁拉力，在定子處出現(xiàn)電-磁振動。需要防止電-磁振動傳輸?shù)狡渖戏胖眯D電機的底座。對于通常的旋轉電機的定子，彈性體或類似物設置在定子芯和定子框架之間，以使定子芯通過彈性體支撐，由此防止電-磁振動傳輸?shù)蕉ㄗ涌蚣芡獠?。例如，?極渦輪發(fā)電機中，作用在轉子上的電-磁拉力以環(huán)形振動模式振動，所述振動沿周向具有振動波節(jié)部分。在2極渦輪發(fā)電機中，具有四個波節(jié)部分。環(huán)形振動模式以與轉子旋轉速度的頻率相同的頻率沿周向運動。同時，與電-磁拉力類似，定子以四波節(jié)環(huán)形固有振動模式振動。定子的振動模式基本上與轉子的電-磁拉力的振動模式相同。因此，將定子激烈地勵磁。在該情況下，隨著電-磁拉力(勵磁力)的振動模式增強，定子的固有振動模式也增強。由于具有四個波節(jié)部分，因此勵磁力模式的周向分布由公式(1)表示。在該情況下，周向角由θ表示，轉子的電-磁拉力的大小由Ftl表示。F( θ ) = F0Cos (4 θ ). . . (1)同時，對于定子芯的環(huán)形固有振動模式的周向分布，如果波節(jié)部分的數(shù)量為n，則以公式( 實現(xiàn)。在該情況下，沿周向的位移由χ表示，其振幅由^表示。χ ( θ ) = χ0. cos (η. θ ). . . (2)因此，勵磁力Fn的模式由公式(3)表示。
[001權利要求
1.一種旋轉電機，包括轉子，其包括旋轉軸，所述轉子圍繞預定軸線旋轉，并且與所述旋轉軸一起旋轉；定子芯，其基本上為中空圓柱狀形狀，所述定子芯由基本上為圓盤狀形狀并且沿軸向堆疊的多個鋼板制成，并且所述定子芯布置成圍繞所述轉子的外周；定子框架，其成形為從徑向外側以這種方式覆蓋所述定子芯在所述定子側表面上保持預定的徑向間距；和橫梁結構構件，其連接到第一定子芯連接部，所述第一定子芯連接部成形為沿周向在所述定子芯的側表面上的至少兩個位置處彼此間隔開，所述橫梁結構構件的除了連接到所述第一定子芯連接部的部分之外的部分設置成從徑向外側以這種方式沿周向圍繞所述側表面的一部分在所述定子芯側表面上保持預定的徑向間距；并且所述橫梁結構構件能夠至少沿徑向彈性變形。
2.根據(jù)權利要求1所述的旋轉電機，其中當不附接所述橫梁結構構件時，所述定子芯的振動包括第一固有環(huán)形振動模式，其中，因為由所述轉子勵磁產(chǎn)生的旋轉電磁力，所以振幅沿周向傳播，以使數(shù)量為所述轉子的極的數(shù)量的兩倍的振動波腹和波節(jié)沿周向基本上以規(guī)則間距交替出現(xiàn)；和第二固有環(huán)形振動模式，其中，振幅沿周向傳播，以使所述第二固有環(huán)形振動模式具有與對應于所述第一固有環(huán)形振動模式的固有頻率基本上相同的固有頻率，波節(jié)出現(xiàn)在對應于所述第一固有環(huán)形振動模式的波腹的位置處，并且波腹出現(xiàn)在對應于所述第一固有環(huán)形振動模式的波節(jié)的位置處；所述第一定子芯連接部與對應于所述第一固有環(huán)形振動模式的波腹部分的部分相鄰形成；并且所述橫梁結構構件成形為使第三固有環(huán)形振動模式以這種方式出現(xiàn)波腹的振動沿與所述第一固有環(huán)形振動模式相反的方向傳播，當附接所述橫梁結構構件時，所述橫梁結構構件的質量和彈性系數(shù)以這樣的方式設置所述第一固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得低于由所述轉子的電-磁拉力產(chǎn)生的勵磁頻率，而第三固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得高于由所述轉子的電-磁拉力產(chǎn)生的勵磁頻率，并且所述第一固有環(huán)形振動模式的響應由第三固有環(huán)形振動模式的響應抵消。
3.根據(jù)權利要求2所述的旋轉電機，包括定子框架連接構件，其連接到在至少兩個位置形成在所述定子的側表面上的第二定子芯連接部，所述定子框架連接構件的除連接到所述第二定子芯連接部的部分之外的部分成形為從徑向外側沿周向以在所述側表面上保持預定徑向間距的方式覆蓋所述側表面的一部分；并且所述定子框架連接構件成形為使徑向外側連接到所述定子框架的內圓周表面， 其中，所述第二定子芯連接部包含與所述定子芯的第二環(huán)形振動模式的波節(jié)部分相鄰的位置，其中，當所述橫梁結構構件被附接到所述第一定子芯連接部時，振動的波腹和波節(jié)沿周向交替出現(xiàn)。
4.根據(jù)權利要求2所述的旋轉電機，其中所述第一定子芯連接部與對應于所述第一和第二固有環(huán)形振動模式的各自的波腹部分的部分相鄰形成；所述橫梁結構構件成形為使所述第三固有環(huán)形振動模式以波腹的振動沿與所述第一環(huán)形振動模式相反的方向傳播的方式出現(xiàn)，當附接所述橫梁結構構件時，所述橫梁結構構件的質量和彈性系數(shù)以這樣的方式設置所述第一固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得低于由所述轉子的電磁拉力引起的勵磁頻率，而所述第三固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得高于由所述轉子的電-磁拉力引起的勵磁頻率；并且所述第一固有環(huán)形振動模式的響應由所述第三固有環(huán)形振動模式的響應抵消；并且所述橫梁結構構件成形為使第四固有環(huán)形振動模式以波腹的振動沿與所述第二固有環(huán)形振動模式相反的方向傳播的方式出現(xiàn)，當附接所述橫梁結構構件時，所述橫梁結構構件的質量和彈性系數(shù)以這樣的方式設置所述第二固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得低于由所述轉子的電-磁拉力產(chǎn)生的勵磁頻率，而所述第四固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得高于由所述轉子的電-磁拉力產(chǎn)生的勵磁頻率，并且所述第二固有環(huán)形振動模式的響應由所述第四固有環(huán)形振動模式的響應抵消。
5.根據(jù)權利要求1所述的旋轉電機，其中，多個所述橫梁結構構件設置成沿軸向彼此間隔開。
6.根據(jù)權利要求1所述的旋轉電機，包括彈條，其布置成沿軸向以在所述定子芯的側表面上保持預定徑向間距的方式延伸，并且能夠沿所述徑向彈性變形；和彈條連接構件，所述彈條附接到其上，并且所述彈條連接構件在至少兩個位置處連接到所述第一定子芯連接部，所述彈條連接構件的除連接到所述第一定子芯連接部的部分之外的部分成形為沿周向從徑向外側以這樣的方式覆蓋所述定子芯側表面的一部分在所述定子芯的側表面上保持預定徑向間距，其中所述橫梁結構構件被連接到形成在所述彈條上的彈條連接部，而所述橫梁結構構件的除連接到所述彈條連接部的部分之外的部分成形為從徑向外側以這樣的方式覆蓋所述彈條在所述彈條的徑向外側保持預定徑向間距；所述彈條與所述橫梁結構一起構成一個振動器；并且所述振動器的彈性性能包括所述彈條的彈性性能和所述橫梁結構構件的彈性性能。
7.根據(jù)權利要求6的旋轉電機，其中多個所述振動器布置成沿軸向彼此間隔開；并且沿軸向彼此相鄰設置的所述各振動器的彈條成形為使各彈條的彼此面對的軸向端部連接到相同的彈條連接構件。
8.一種旋轉電機，包括轉子，其包括旋轉軸，所述轉子圍繞預定軸線旋轉，并且與所述旋轉軸一起旋轉； 定子芯，其基本上為中空圓柱狀形狀，由基本上形狀為圓盤狀并且沿軸向堆疊的多個鋼板制成，并且設置成圍繞所述轉子的外周；定子框架，其成形為從徑向外側以這樣的方式覆蓋所述定子芯在所述定子的側表面上保持預定徑向間距；和橫梁結構構件，其連接到框架連接部，所述框架連接部成形為沿周向在所述定子框架的外表面上的至少兩個位置處彼此間隔開，所述橫梁結構構件的除連接到所述框架連接部的部分之外的部分設置成沿周向從徑向外側以在所述定子框架的外表面上保持預定徑向間距的方式圍繞所述外表面的一部分；并且所述橫梁結構構件能夠至少沿徑向彈性變形。
9.一種旋轉電機，包括轉子，其包括旋轉軸，所述轉子圍繞預定軸線旋轉，并且與所述旋轉軸一起旋轉；定子芯，其基本上為中空圓柱狀形狀，由基本上為圓盤形狀并且沿軸向堆疊的多個鋼板制成，并且設置成圍繞所述轉子的外周；定子框架，其成形為從徑向外側以這樣的方式覆蓋所述定子芯在所述定子的側表面上保持預定徑向間距；和橫梁結構構件，其連接到框架連接部，所述框架連接部成形為沿周向在所述定子框架內表面上的至少兩個位置處彼此間隔開，所述橫梁結構構件的除連接到所述框架連接部的部分之外的部分設置成使所述內表面的一部分在周向沿徑向內側以這樣的方式延伸在所述定子框架的內表面上保持預定徑向間距；并且所述橫梁結構構件能夠至少沿徑向彈性變形。
10.根據(jù)權利要求8所述的旋轉電機，其中當沒有附接所述橫梁結構構件時，所述定子框架的振動包括第一固有環(huán)形振動模式， 其中，振幅沿周向傳播，以使數(shù)量為所述轉子的極的數(shù)量兩倍的振動的波腹和波節(jié)沿周向基本上以規(guī)則間距交替出現(xiàn)；和第二固有環(huán)形振動模式，其中，振幅沿周向傳播，以使所述第二固有環(huán)形振動模式與對應于所述第一固有環(huán)形振動模式的固有頻率具有基本上相同的固有頻率，波節(jié)出現(xiàn)在對應于所述第一固有環(huán)形振動模式的波腹的位置處，波腹出現(xiàn)在對應于所述第一固有環(huán)形振動模式的波節(jié)的位置處；所述框架連接部與對應于所述第一固有環(huán)形振動模式的波腹部分的部分相鄰形成；并且所述橫梁結構構件成形為使第三固有環(huán)形振動模式以使波腹的振動沿與所述第一固有環(huán)形振動模式相反的方向傳播的方式出現(xiàn)，當附接所述橫梁結構構件時，所述橫梁結構構件的質量和彈性系數(shù)以這樣的方式設置所述第一固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得低于由所述轉子的電-磁拉力產(chǎn)生的勵磁頻率，而所述第三固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得高于由所述轉子的電-磁拉力產(chǎn)生的勵磁頻率，并且所述第一固有環(huán)形振動模式的響應由所述第三固有環(huán)形振動模式的響應抵消。
11.根據(jù)權利要求10所述的旋轉電機，還包括定子框架連接構件，其連接到形成在所述框架的側表面上的至少兩個位置處的定子芯連接部，所述定子框架連接構件的除連接到所述定子芯連接部的部分之外的部分成形為使所述側表面的一部分以在所述側表面上保持預定徑向間距的方式沿周向延伸；并且所述定子框架連接構件成形為使所述徑向外側連接到所述定子框架的內周面，其中所述定子芯連接部包含與所述定子芯的第二環(huán)形振動模式的波節(jié)部分相鄰的位置，其中，當所述橫梁結構構件被附接到所述定子芯連接部時，振動的波腹和波節(jié)沿周向交替出現(xiàn)。
12.根據(jù)權利要求8所述的旋轉電機，其中所述框架連接部與對應于所述第一和第二固有環(huán)形振動模式的各波腹部分的部分相鄰形成；所述橫梁結構構件成形為使第三固有環(huán)形振動模式以使波腹的振動沿與第一固有環(huán)形振動模式相反的方向傳播的方式出現(xiàn)，當附接所述橫梁結構構件時，所述橫梁結構構件的質量和彈性系數(shù)以這樣的方式設置所述第一固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得低于由所述轉子的電-磁拉力產(chǎn)生的勵磁頻率，而所述第三固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得高于由所述轉子的電-磁拉力產(chǎn)生的勵磁頻率；并且所述第一固有環(huán)形振動模式的響應由所述第三固有環(huán)形振動模式的響應抵消；并且所述橫梁結構構件成形為使第四固有環(huán)形振動模式以使波腹的振動沿與所述第二固有環(huán)形振動模式相反的方向傳播的方式出現(xiàn)，當附接所述橫梁結構構件時，所述橫梁結構構件的質量和彈性系數(shù)以這樣的方式設置所述第二固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得低于由所述轉子的電-磁拉力產(chǎn)生的勵磁頻率，而所述第四固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得高于由所述轉子的電-磁拉力產(chǎn)生的勵磁頻率，并且所述第二固有環(huán)形振動模式的響應由所述第四固有環(huán)形振動模式的響應抵消。
13.根據(jù)權利要求8所述的旋轉電機，其中多個所述橫梁結構構件設置成沿軸向彼此間隔開。
14.根據(jù)權利要求9所述的旋轉電機，其中當沒有附接所述橫梁結構構件時，所述定子框架的振動包括第一固有環(huán)形振動模式， 其中，振幅沿周向傳播，以使數(shù)量為所述轉子的極的數(shù)量的兩倍的振動的波腹和波節(jié)沿周向以基本上規(guī)則的間距交替出現(xiàn)；和第二固有環(huán)形振動模式，其中，振幅沿周向傳播，以使所述第二固有環(huán)形振動模式具有與所述第一固有環(huán)形振動模式對應的固有頻率基本上相同的固有頻率，波節(jié)出現(xiàn)在與所述第一固有環(huán)形振動模式的波腹對應的位置處，并且波腹出現(xiàn)在與所述第一固有環(huán)形振動模式的波節(jié)對應的位置處；所述框架連接部與所述第一固有環(huán)形振動模式的波腹部分對應的部分相鄰形成；并且所述橫梁結構構件成形為使第三固有環(huán)形振動模式以使波腹的振動沿與所述第一固有環(huán)形振動模式相反的方向傳播的方式出現(xiàn)，當附接所述橫梁結構構件時，所述橫梁結構構件的質量和彈性系數(shù)以這樣的方式設置使所述第一固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得低于由所述轉子的電-磁拉力產(chǎn)生的勵磁頻率，而使所述第三固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得高于由所述轉子的電-磁拉力產(chǎn)生的勵磁頻率；并且所述第一固有環(huán)形振動模式的響應由所述第三固有環(huán)形振動模式的響應抵消。
15.根據(jù)權利要求14所述的旋轉電機，包括定子框架連接構件，其連接到形成在所述框架側表面上的至少兩個位置處的定子芯連接部，所述定子框架連接構件的除連接到所述定子芯連接部的部分以外的部分成形為使所述側表面的一部分沿周向以在所述側表面上保持預定徑向間距的方式延伸，并且所述定子框架連接構件成形為使所述徑向外側連接到所述定子框架的內周面，其中所述定子芯連接部包含與所述定子芯的第二環(huán)形振動模式的波節(jié)部分相鄰的位置， 其中當所述橫梁結構構件被附接到所述定子芯連接部時，振動的波腹和波節(jié)沿周向交替出現(xiàn)。
16.根據(jù)權利要求9所述的旋轉電機，其中所述框架連接部與對應于各所述第一和第二固有環(huán)形振動模式的波腹部分相鄰形成；所述橫梁結構構件成形為使第三固有環(huán)形振動模式以使波腹的振動沿與所述第一固有環(huán)形振動模式相反的方向傳播的方式出現(xiàn)，當附接所述橫梁結構構件時，所述橫梁結構構件的質量和彈性系數(shù)以這樣的方式設置所述第一固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得低于由所述轉子的電-磁拉力產(chǎn)生的勵磁頻率，而所述第三固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得高于由所述轉子的電-磁拉力產(chǎn)生的勵磁頻率；并且所述第一固有環(huán)形振動模式的響應由所述第三固有環(huán)形振動模式的響應抵消；并且所述橫梁結構構件成形為使第四固有環(huán)形振動模式以使波腹的振動沿與所述第二固有環(huán)形振動模式相反的方向傳播的方式出現(xiàn)，當附接所述橫梁結構構件時，所述橫梁結構構件的質量和彈性系數(shù)以這樣的方式設置所述第二固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得低于由所述轉子的電-磁拉力產(chǎn)生的勵磁頻率，而所述第四固有環(huán)形振動模式的固有頻率變得高于由所述轉子的電-磁拉力產(chǎn)生的勵磁頻率；并且所述第二固有環(huán)形振動模式的響應由所述第四固有環(huán)形振動模式的響應抵消。
17.根據(jù)權利要求9所述的旋轉電機，其中多個所述橫梁結構構件設置成沿軸向彼此間隔開。
全文摘要
根據(jù)一個實施例，旋轉電機具有振動器。所述振動器具有彈條和環(huán)形構件，所述環(huán)形構件覆蓋彈條，同時一部分連接到彈條。所述彈條連接到第一定子芯連接部，所述第一定子芯連接部成形為在所述定子芯側表面上的兩個位置處彼此沿周向間隔開。所述定子框架由所述定子芯的所述第二定子芯連接部連接，所述第二定子芯連接部由與所述第一定子芯連接部不同的兩個位置形成。所述第二定子芯連接部包含與所述定子芯的環(huán)形振動模式的波節(jié)部分相鄰的位置，其中當所述振動器附接到所述定子芯時，振動的波腹和波節(jié)沿周向交替出現(xiàn)。
文檔編號H02K1/18GK102237744SQ20111011407
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權日2010年4月30日
發(fā)明者一文字正幸, 平野俊夫, 村田大輔, 片山仁 申請人:株式會社東芝