專利名稱：兩端結(jié)構(gòu)的電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種動力電機(jī)，特別是一種磁路零部件以形狀、式樣、結(jié)構(gòu)為特征的，用于將磁路靜止零部件固定到定子結(jié)構(gòu)上的鐵心，用于將轉(zhuǎn)動的磁路零部件固定到轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)上的磁極及繞組零部件在定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)上的空間分布，并且有軸承支承裝置的轉(zhuǎn)子以軸向面對定子旋轉(zhuǎn)的電機(jī)。
目前電機(jī)的類型，無不存在著結(jié)構(gòu)、制造復(fù)雜，通風(fēng)冷卻不易解決等諸多的問題，例如，鐵心原材料利用率不高，繞組復(fù)雜，下線比較困難，繞組的銅耗量較大。
本實用新型為解決以上的問題而設(shè)計一種兩端結(jié)構(gòu)的電機(jī)，這種新型結(jié)構(gòu)，不僅大大提高了原材料的利用率，簡化了制造工藝，而且還具有機(jī)械、電氣等方面的優(yōu)異特性。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的，兩端結(jié)構(gòu)的電機(jī)，轉(zhuǎn)子不在定子內(nèi)部，而是被抽出放在電機(jī)的一端旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子包括磁極1、磁軛3和激磁繞組，定子包括定子鐵心2、鐵心鐵軛4和定子繞組。磁極1和定子鐵心2分別是由矩形硅鋼片按徑向疊成截面為扇形的柱狀體，其端面形狀相同，氣隙總體呈一平面，共同組成完整統(tǒng)一的磁路。激磁繞組、定子繞組5、電樞繞組分別有多個繞組元件交替套在磁極1和定子鐵心2上。磁軛3和鐵心鐵軛4分別是有帶狀硅鋼片盤繞成圓狀盤。
本實用新型可以是這樣實現(xiàn)的，兩端結(jié)構(gòu)的電機(jī)，當(dāng)組成轉(zhuǎn)子磁極1的截面為扇形的柱狀體和組成定子鐵心2的截面為扇形的柱狀體個數(shù)相等時，其繞組形式為全節(jié)距集中繞組，這兩組繞組的相位差為180°電角。當(dāng)組成定子鐵心2的截面為扇形的柱狀體的個數(shù)是組成轉(zhuǎn)子磁極1的截面為扇形的柱狀體的個數(shù)的整數(shù)倍時，其繞組形式為分布繞組，分布繞組的每組繞組內(nèi)，每相鄰兩個繞組元件的相位差可以是90°、60°、45°、30°、15°，這兩組繞組的相位差為180°電角。
本實用新型還可以是這樣實現(xiàn)的，三相交流發(fā)電機(jī)當(dāng)組成定子鐵心2的截面為扇形的柱狀體的個數(shù)是組成轉(zhuǎn)子磁極1的截面為扇形的柱狀體的個數(shù)的1.5倍時，其繞組形式為全節(jié)距集中繞組，三組繞組的空間分布為120°電角。
本實用新型還可以是這樣實現(xiàn)的，兩端結(jié)構(gòu)的電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心、定子鐵心2自然形成徑向通道，不但能容納繞組元件，而且還兼作經(jīng)向通風(fēng)溝。在磁軛3和鐵心鐵軛4上開孔，或留有夾縫作為軸向通風(fēng)孔。繞組元件是緣定子鐵心周沿的大線圈，較傳統(tǒng)電機(jī)相比，不是深深埋入鐵心槽內(nèi)，而是全部暴露出來，起到了自然冷卻、表面冷卻的作用。
此種結(jié)構(gòu)電機(jī)的理論根據(jù)，仍然是電磁感應(yīng)定律，其表達(dá)形式為e＝－ (dφ)/(dt) 即在閉路中感生電勢正比于穿過此閉路的磁通量，在dt時間內(nèi)的變化率。亦即說明獲得感生電勢的條件，在閉路里必需有磁通量的變化，式中的負(fù)號表示由感生電勢產(chǎn)生的電流，力圖阻礙磁通量的變化。
該結(jié)構(gòu)電機(jī)的磁路，如圖7所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子按某一方向旋轉(zhuǎn)時，閉路內(nèi)就有交變磁通，則導(dǎo)體內(nèi)便有感生電勢產(chǎn)生。因為磁極的分布與定子鐵心的分布一一對應(yīng)。所以當(dāng)同性磁極連續(xù)兩次與同一定子鐵心端面完全重合(或完全錯開)時，即完成一個周期。故電勢頻率f與轉(zhuǎn)速n仍有下面的關(guān)系f＝ (pn)/60 或n＝ (60f)/(p) (p為磁極對數(shù))。
如果每對磁極對定子鐵心所提供的最大磁通為φm，由圖7中的磁路可知，每匝線圈內(nèi)所鏈的最大磁通為pφm?？梢哉J(rèn)為當(dāng)磁極端面與定子鐵心端面完全重合時，定子鐵心內(nèi)的磁通量為最大值；當(dāng)二者完全錯開時，定子鐵心的磁通量為零。從完全重合到完全錯開，轉(zhuǎn)子剛好轉(zhuǎn)過 (π)/2 電角，對應(yīng)的時間為t＝ (T)/4 (t為其周期)。因此，每匝內(nèi)磁通的變化量為pφm，時間的變化量是 (T)/4 。應(yīng)用上面的電磁感應(yīng)定律公式，有
這里對公式的應(yīng)用，不是微分的結(jié)果，所以得到的感生電勢的值，是其平均值。若繞組共有N匝，感生電勢的平均值為E＝4fNpφm，如果引入電勢波形因數(shù)KE＝1.11，那么電勢的有效值為E＝4KEfNpφm＝4.44fNpφm根據(jù)電機(jī)的可逆性，兩端結(jié)構(gòu)的電機(jī)，通以直流電或交流電時，還可以做為電動機(jī)使用。
本實用新型的積極效果是(1)、轉(zhuǎn)子從定子內(nèi)部抽出，故縮小電機(jī)的徑向尺寸，亦能保證足夠的氣隙截面。這對提高單位體積容量，節(jié)約用料有著積極的意義。
(2)、改變了傳統(tǒng)的外方內(nèi)圓的鐵心沖片，有效地提高了導(dǎo)磁材料的利用率，單機(jī)重量將減輕40％以上。
(3)、繞組采用大線圈，不再分有效邊和端接部分，尤有較大的磁通面積，在相同條件下，可獲得較高的感生電勢，故繞組的耗銅量小。該繞組形式不僅方便下線、絕緣，而且又有足夠的機(jī)械強度和介電強度。由于繞組形式單一，自然形成了縱向、橫向的通風(fēng)孔道。便于散熱，從而簡化冷確設(shè)備。
(4)、電樞磁場的軸線與轉(zhuǎn)子主磁場的軸線，在任何時候總是平行的，沒有橫交的情況，這樣電樞反應(yīng)就比較簡單，從而可改善主磁場的畸變，則電勢波形質(zhì)量也將有所提高。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1是本實用新型的一種整機(jī)分離結(jié)構(gòu)圖。(摘要附圖)圖2是本實用新型的縱剖面圖。
圖3是本實用新型的定子鐵心沿A－A線的橫剖面圖。
圖4是本實用新型的轉(zhuǎn)子鐵心沿B－B線的橫剖面圖。
圖5是本實用新型的一種六對磁極的全節(jié)距集中繞組示意圖。
圖6是本實用新型的一種二對磁極的分布繞組示意圖。
圖7是本實用新型的磁路截面示意圖。
圖8是本實用新型的磁路展開示意圖。
圖9是本實用新型的一種三相交流發(fā)電機(jī)繞組分布示意圖。
如圖1、圖2所示，鐵心鐵軛4，磁軛3是用帶狀硅鋼片盤繞成圓盤狀，內(nèi)外層以較厚的材料作為夾板，再以若干螺釘，按輻射狀加以緊固。在盤繞過程中，按一定尺寸留有夾縫，作為軸向通風(fēng)孔道。在定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心的柱狀體下端加工成燕尾楔，在鐵心鐵軛4和磁軛3的相應(yīng)處開有燕尾槽，將柱狀體從圓心徑向嵌入。也可以用螺釘將柱狀體直接緊固在鐵心鐵軛4和磁軛3上?；蛘哂幂^寬的硅鋼片盤繞成型后，用刨床刨出徑向溝槽以顯示出定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心的柱狀體。
如圖5所示，是六對磁極的全節(jié)距集中繞組示意圖。兩繞組均是緣定子周沿套入的大線圈，交替套在定子鐵心上，兩組繞組的相位差為180°電角。
如圖6所示，是二對磁極的分布繞組示意圖。定子鐵心柱狀體的個數(shù)是轉(zhuǎn)子鐵心柱狀體的2倍，在同一組內(nèi)，兩個繞組元件的相位差為90°電角，兩組繞組的相位差為180°電角。
如圖8所示，是二對磁極三相交流發(fā)電機(jī)繞組分布示意圖。定子鐵心柱狀體的個數(shù)是轉(zhuǎn)子鐵心柱狀體的1.5倍，繞組形式為全節(jié)距集中繞組，三組繞組按120°電角依次套在定子鐵心上。
權(quán)利要求1.兩端結(jié)構(gòu)的電機(jī)，包括定子部分和轉(zhuǎn)子部分，其特征在于a、定子、轉(zhuǎn)子分居電機(jī)的兩端，轉(zhuǎn)子鐵心和定子鐵心分別是由矩形硅鋼片按徑向疊成的截面呈扇形的柱狀體組成，b、激磁繞組、定子繞組5、電樞繞組是有多個繞組元件交替套在磁極1和定子鐵心2上的，c、磁軛3和鐵心鐵軛4分別由帶狀硅鋼片盤繞成圓盤狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其特征在于繞組元件是緣定子鐵心周沿的大線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其特征在于組成磁極1的，截面為扇形的柱體狀和組成定子鐵心2的截面為扇形的柱狀體個數(shù)相等，其繞組形式為全節(jié)距集中繞組。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電機(jī)，其特征在于全節(jié)距集中繞組的兩組繞組，其相位差為180°電角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其特征在于組成定子鐵心2的截面為扇形的柱狀體的個數(shù)是組成磁極1的截面為扇形的柱狀體的個數(shù)的整數(shù)倍，其繞組形勢為分布繞組。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)，其特征在于分布繞組的每組繞組內(nèi)，每相鄰兩個繞組元件的相位差可以是90°、60°、45°、30°、15°電角，兩組繞組其相位差為180°電角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其特征在于三相交流發(fā)電機(jī)組成定子鐵心2的截面為扇形的柱狀體的個數(shù)是組成磁極1的截面為扇形的柱狀體的個數(shù)的1.5倍，其繞組形式為全節(jié)距集中繞組，三組繞組的空間分布為120°電角。
專利摘要本實用新型是一種涉及伺服和動力電機(jī)，特別是一種磁路零部件以形狀、樣式、結(jié)構(gòu)為特征的，轉(zhuǎn)子不在定子內(nèi)部，而被抽出在電機(jī)的一端，有軸承裝置以軸向面對定子旋轉(zhuǎn)的電機(jī)，該結(jié)構(gòu)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子分居電機(jī)的兩端，且取料均為條形原材料，不再是外方內(nèi)圓的沖片傳統(tǒng)工藝。磁軛、鐵心鐵軛分別由帶狀材料盤繞疊成圓盤狀。繞組為緣定子鐵心周沿套上的大線圈，因繞組、鐵心結(jié)構(gòu)簡單，自然形成縱、橫向通風(fēng)孔道，便于散熱、簡化冷卻設(shè)備。
文檔編號H02K3/04GK2053815SQ8921812
公開日1990年2月28日 申請日期1989年10月21日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月21日
發(fā)明者呂燦華, 王安洲, 呂成才 申請人:河南省農(nóng)牧業(yè)經(jīng)濟(jì)開發(fā)研究所