本發(fā)明涉及電磁裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種帶有斜槽結(jié)構(gòu)的四段鐵芯鑄鋁轉(zhuǎn)子、定子、電機(jī)。
背景技術(shù)：
：感應(yīng)電機(jī)的附加損耗主要由氣隙諧波磁通產(chǎn)生。這些諧波磁通在定、轉(zhuǎn)子鐵心中產(chǎn)生高頻損耗(表面損耗和齒部脈振損耗)，在籠型轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生高頻電流損耗，其中以定轉(zhuǎn)子齒諧波磁通的作用最為顯著。當(dāng)定轉(zhuǎn)子槽數(shù)相等時(shí)，轉(zhuǎn)子相鄰導(dǎo)條中由定子齒諧波磁通感生的電勢(shì)大小相等，相位相同，因而在它們之間不會(huì)產(chǎn)生電流，這表明在等槽配合時(shí)，定子齒諧波磁通不會(huì)在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生高頻電流損耗。同時(shí)轉(zhuǎn)子齒頂?shù)膶挾鹊扔诙ㄗ育X諧波的波長(zhǎng)，因此轉(zhuǎn)子齒中由定子齒諧波磁通引起的脈振最小，脈振損耗也最小。選擇感應(yīng)電機(jī)槽配合時(shí)，從減少附加損耗的角度出發(fā)，定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)應(yīng)盡量接近，從上述說(shuō)明可以看出定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)相同時(shí)，附加損耗的值最小，但是等槽配合是電機(jī)設(shè)計(jì)中的禁忌，因?yàn)檫@會(huì)在轉(zhuǎn)速為零時(shí)引起同步附加轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)無(wú)法起動(dòng)。感應(yīng)電機(jī)的滿載附加損耗高達(dá)2％～6％，對(duì)電機(jī)效率影響很大，若能解決等槽配合時(shí)的起動(dòng)問(wèn)題，采用等槽配合，則可大大降低電機(jī)滿載附加損耗，提高電機(jī)的效率。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有效削弱齒諧波、降低同步附加轉(zhuǎn)矩、減少電機(jī)的附加損耗的帶有斜槽結(jié)構(gòu)的四段鐵芯鑄鋁轉(zhuǎn)子、定子、電機(jī)。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問(wèn)題的：一種帶有斜槽結(jié)構(gòu)的四段鐵芯鑄鋁轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子的槽數(shù)與定子的槽數(shù)相同；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)軸、導(dǎo)條；所述轉(zhuǎn)軸上套裝有所述轉(zhuǎn)子鐵芯；所述鐵芯的槽體呈扭斜狀，所述導(dǎo)條澆鑄在所述鐵芯的槽體中；所述鐵芯包括兩段位于之間位置的第二鐵芯、第三鐵芯；分為位于兩端的第一鐵芯、第四鐵芯；所述第一鐵芯與所述第二鐵芯、所述第三鐵芯與所述第四鐵芯中位置相對(duì)的兩個(gè)槽體反向扭斜呈人字形；所述第二鐵芯與所述第三鐵芯之間設(shè)置有中間環(huán)；所述第二鐵芯與所述第三鐵芯中位置相對(duì)的兩個(gè)槽體錯(cuò)位反向扭斜；所述槽體的底部呈分叉結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地：所述第二鐵芯與所述第三鐵芯中位置相對(duì)的兩個(gè)槽體錯(cuò)開(kāi)角度為為半個(gè)轉(zhuǎn)子槽距角。一種與上述的轉(zhuǎn)子相配合的定子，轉(zhuǎn)子安裝于所述定子內(nèi)；所述定子和轉(zhuǎn)子槽數(shù)相等；所述定子的齒部設(shè)有弧形凹槽。一種電機(jī)，包括機(jī)殼、定子、鑄鋁轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸；所述定子設(shè)置在所述機(jī)殼的內(nèi)部空腔中，所述鑄鋁轉(zhuǎn)子內(nèi)置在所述定子中并固定安裝在所述轉(zhuǎn)軸上；所述轉(zhuǎn)軸貫穿所述外殼，與所述外殼轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述轉(zhuǎn)子的槽數(shù)與定子的槽數(shù)相同；所述定子的齒部設(shè)有弧形凹槽；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)軸、導(dǎo)條；所述轉(zhuǎn)軸上套裝有所述轉(zhuǎn)子鐵芯；所述鐵芯的槽體呈扭斜狀，所述導(dǎo)條澆鑄在所述鐵芯的槽體中；其特征在于：所述鐵芯包括兩段位于之間位置的第二鐵芯、第三鐵芯；分為位于兩端的第一鐵芯、第四鐵芯；所述第一鐵芯與所述第二鐵芯、所述第三鐵芯與所述第四鐵芯中位置相對(duì)的兩個(gè)槽體反向扭斜呈人字形；所述第二鐵芯與所述第三鐵芯之間設(shè)置有中間環(huán)；所述第二鐵芯與所述第三鐵芯中位置相對(duì)的兩個(gè)槽體錯(cuò)位反向扭斜；所述鐵芯槽體的底部呈分叉結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地：所述中間環(huán)的材質(zhì)包括鋁。優(yōu)選地：所述第二鐵芯與所述第三鐵芯中位置相對(duì)的兩個(gè)槽體錯(cuò)開(kāi)的角度為半個(gè)轉(zhuǎn)子槽距所占角度。優(yōu)選地：所述第二鐵芯與所述第三鐵芯中位置相對(duì)的兩個(gè)槽體錯(cuò)開(kāi)角度為半個(gè)轉(zhuǎn)子槽距角。優(yōu)選地：所述轉(zhuǎn)子的斜槽距為半個(gè)定子槽距。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：采用底部呈分叉結(jié)構(gòu)的斜槽轉(zhuǎn)子，并配合多個(gè)“人”字形轉(zhuǎn)子串聯(lián)則可形成類“波浪”形轉(zhuǎn)子，使徑向力波沿電機(jī)長(zhǎng)度方向的軸線發(fā)生相位移，沿軸向平均徑向力降低，有效削弱齒諧波降低同步附加轉(zhuǎn)矩，解決了等槽配合的起動(dòng)問(wèn)題；定、轉(zhuǎn)子等槽配合，電機(jī)的附加損耗最小，效率得到提高。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明中轉(zhuǎn)子的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明中定子的端面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明中轉(zhuǎn)子在端面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明中一個(gè)定子齒距內(nèi)電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的變化情況圖。圖5為本發(fā)明中中間環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為進(jìn)一步描述本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)其作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1如圖1、3所示，本實(shí)施例公開(kāi)一種帶有斜槽結(jié)構(gòu)的四段鐵芯鑄鋁轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的槽數(shù)與定子的槽數(shù)相同。轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)軸、導(dǎo)條2。轉(zhuǎn)軸上套裝有轉(zhuǎn)子鐵芯。鐵芯的槽體1呈扭斜狀，導(dǎo)條2澆鑄在鐵芯的槽體1中。鐵芯包括兩段位于之間位置的第二鐵芯32、第三鐵芯33。分為位于兩端的第一鐵芯31、第四鐵芯34。第一鐵芯31與第二鐵芯32、第三鐵芯33與第四鐵芯34中位置相對(duì)的兩個(gè)槽體1反向扭斜呈人字形。第二鐵芯32與第三鐵芯33之間設(shè)置有中間環(huán)4。第二鐵芯32與第三鐵芯33中位置相對(duì)的兩個(gè)槽體1錯(cuò)位反向扭斜。槽體1的底部呈分叉結(jié)構(gòu)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用底部呈分叉結(jié)構(gòu)的斜槽轉(zhuǎn)子，并配合多個(gè)“人”字形轉(zhuǎn)子串聯(lián)則可形成類“波浪”形轉(zhuǎn)子，使徑向力波沿電機(jī)長(zhǎng)度方向的軸線發(fā)生相位移，沿軸向平均徑向力降低，有效削弱齒諧波降低同步附加轉(zhuǎn)矩，解決了等槽配合的起動(dòng)問(wèn)題；定、轉(zhuǎn)子等槽配合，電機(jī)的附加損耗最小，效率得到提高。實(shí)施例2如圖2所示，一種與上述實(shí)施例的轉(zhuǎn)子相配合的定子，轉(zhuǎn)子安裝于定子內(nèi)。定子和轉(zhuǎn)子槽數(shù)相等，定子的齒部設(shè)有弧形凹槽51。定子齒部設(shè)有弧形凹槽51，使得氣隙磁密更加正弦，降低諧波損耗。實(shí)施例3如圖1-3所示，一種電機(jī)，包括機(jī)殼、定子、鑄鋁轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸。定子設(shè)置在機(jī)殼的內(nèi)部空腔中，鑄鋁轉(zhuǎn)子內(nèi)置在定子中并固定安裝在轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)軸貫穿外殼，與外殼轉(zhuǎn)動(dòng)連接。定子齒部設(shè)有弧形凹槽51，使得氣隙磁密更加正弦，降低諧波損耗。轉(zhuǎn)子的槽數(shù)與定子的槽數(shù)相同。定子的齒部設(shè)有弧形凹槽51。轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)軸、導(dǎo)條2。轉(zhuǎn)軸上套裝有轉(zhuǎn)子鐵芯。鐵芯的槽體1呈扭斜狀，導(dǎo)條2澆鑄在鐵芯的槽體1中。鐵芯包括兩段位于之間位置的第二鐵芯32、第三鐵芯33。分為位于兩端的第一鐵芯31、第四鐵芯34。第一鐵芯31與第二鐵芯32、第三鐵芯33與第四鐵芯34中位置相對(duì)的兩個(gè)槽體1反向扭斜呈人字形。第二鐵芯32與第三鐵芯33之間設(shè)置有中間環(huán)4。第二鐵芯32與第三鐵芯33中位置相對(duì)的兩個(gè)槽體1錯(cuò)位反向扭斜。鐵芯的槽體1的底部呈分叉結(jié)構(gòu)。中間環(huán)4的材質(zhì)包括鋁。實(shí)施例4一款實(shí)施例3的感應(yīng)電機(jī)，其功率為5kW，極數(shù)為4，電機(jī)定子外徑210mm，長(zhǎng)度120mm，槽數(shù)為36個(gè)，定子齒部設(shè)有弧形凹槽51，用于調(diào)制氣隙磁場(chǎng)。表1為定子齒有無(wú)弧形凹槽的性能對(duì)比。表1定子齒無(wú)弧形凹槽定子齒有弧形凹槽氣隙磁密畸變率40.3％36.6％電流波形畸變率3.24％2.93％鑄鋁轉(zhuǎn)子槽數(shù)為36個(gè)，總長(zhǎng)度為120mm，中間鋁環(huán)厚度d為4mm，轉(zhuǎn)子整體分為左右兩大段關(guān)于中間環(huán)4錯(cuò)開(kāi)α＝5度，每一段長(zhǎng)度為58mm，其中每一大段又分為兩小段每段長(zhǎng)度為29mm，關(guān)于每段中間對(duì)稱并反向斜bsk＝5.9mm。根據(jù)諧波磁場(chǎng)分析，若定子諧波vb與轉(zhuǎn)子諧波μa(由另一定子諧波所產(chǎn)生)次數(shù)相同，方向相同，則兩者在轉(zhuǎn)速為0時(shí)產(chǎn)生同步附加轉(zhuǎn)矩，使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)波動(dòng)或死點(diǎn)，電機(jī)無(wú)法起動(dòng)。由于定、轉(zhuǎn)子齒諧波的幅值較大，同步附加轉(zhuǎn)矩主要由定/轉(zhuǎn)子齒諧波決定。當(dāng)?shù)炔叟浜蠒r(shí)，定、轉(zhuǎn)子齒諧波各階次數(shù)均相同，同步附加轉(zhuǎn)矩最大，電機(jī)無(wú)法起動(dòng)。采用特殊斜槽轉(zhuǎn)子后，不同段的轉(zhuǎn)子齒諧波可以相互有效抵消，大大消除了轉(zhuǎn)子齒諧波，此時(shí)轉(zhuǎn)子齒諧波的值很小，與定子齒諧波作用產(chǎn)生的同步附加轉(zhuǎn)矩的值也很小，此時(shí)對(duì)電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的影響可以忽略，故電機(jī)可以正常起動(dòng)。如圖4所示，電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩為36N·m，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩最小值為81N·m,最大值為139.6N·m,平均值為107N·m。可以看出，電機(jī)的最小起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為2.25，最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為3.88，平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為2.97。完全滿足電機(jī)起動(dòng)的要求。鐵芯的槽體1的底部呈分叉結(jié)構(gòu)，可以增加起動(dòng)時(shí)的集膚效應(yīng)，改善起動(dòng)性能，表2為使用分叉結(jié)構(gòu)槽體前后的性能對(duì)比。表2普通槽型分叉結(jié)構(gòu)槽平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩103N·m104.7N·m平均起動(dòng)電流76A74.3A從結(jié)果可以看出，本發(fā)明的電機(jī)完全可以解決等槽配合時(shí)電機(jī)起動(dòng)的問(wèn)題，從而可以采用等槽配合來(lái)降低電機(jī)附加損耗。根據(jù)諧波磁場(chǎng)分析，各段轉(zhuǎn)子的齒諧波相位剛好相反，齒諧波在各段內(nèi)產(chǎn)生的諧波轉(zhuǎn)矩相互抵消，從而達(dá)到降低振動(dòng)噪聲的目的。與直槽時(shí)相比，采本發(fā)明的電機(jī)的聲功率可以降低的值約為ΔL＝20lg[Kskcos(uα/2)]式中Ksk為斜槽系數(shù)，μ為諧波磁場(chǎng)次數(shù)，α為轉(zhuǎn)子錯(cuò)開(kāi)角度。采用“波浪”形斜槽轉(zhuǎn)子后，與直槽時(shí)相比噪聲降低值如下表3所示，表3一階齒諧波二階齒諧波聲壓級(jí)降低值(分貝)13.211.3可以看出，本發(fā)明的感應(yīng)電機(jī)可以明顯降低噪聲。如圖5所示，本發(fā)明的中間環(huán)可以包括外層的鋁環(huán)以及內(nèi)層的硅鋼環(huán)42。鋁環(huán)上設(shè)置有鑄鋁通槽411，若干個(gè)鑄鋁通槽等距分布呈環(huán)形結(jié)構(gòu)；相鄰兩個(gè)所述鑄鋁通槽之間的區(qū)域形成開(kāi)槽筋412。若干個(gè)鑄鋁通槽411相互之間形成與鑄鋁通槽411數(shù)量相同的開(kāi)槽筋412，開(kāi)槽筋412的數(shù)量為轉(zhuǎn)子槽體數(shù)量的約數(shù)。優(yōu)選地，鑄鋁通槽411為扇形結(jié)構(gòu)，若干個(gè)鑄鋁通槽等距分布呈與阻尼環(huán)中心同心的環(huán)形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的中間環(huán)也可以為傳統(tǒng)的鋁環(huán)。本發(fā)明的各個(gè)鐵芯優(yōu)選為一體成型。先依次將第一鐵芯31、第二鐵芯32、疊好然后將中間環(huán)4疊壓上去，再依次將第三鐵芯33、第四鐵芯34疊壓上去，保證開(kāi)槽筋與鐵芯槽體錯(cuò)位設(shè)置。鑄鋁時(shí)，鋁水從第一鐵芯31端注入，鋁水在經(jīng)過(guò)第二鐵芯32后，通過(guò)中間環(huán)4的同心式鋁環(huán)的扇形鑄鋁通槽依次進(jìn)入第三鐵芯33、第四鐵芯34，鑄造完成后，鋁水填滿同心式鋁環(huán)的扇形鑄鋁形成完整的鋁環(huán)，將各段轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條連接成一個(gè)整體，并在整體的端部形成鑄鋁端環(huán)，一次即可完成多段轉(zhuǎn)子的鑄造。當(dāng)然，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子也可以采用分段分別澆筑后再焊接的方式。阻尼環(huán)的外徑與轉(zhuǎn)子外徑保持一致，開(kāi)槽筋的寬度約為2～4mm，用于連接支撐同心鋁環(huán)的內(nèi)外環(huán)，同心式鋁環(huán)的內(nèi)外環(huán)厚度1～3mm，內(nèi)鋁環(huán)的內(nèi)徑與硅鋼環(huán)的外徑一致且小于關(guān)于轉(zhuǎn)子圓心對(duì)稱的兩個(gè)轉(zhuǎn)子槽底之間的距離。硅鋼環(huán)的內(nèi)徑為與轉(zhuǎn)軸的直徑相等。以上僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3