[發明專利]雙極型盤式永磁同步電機

無效

• 申請號: 200810229013.0
• 申請日: 2008-11-22
• 公開（公告）號: CN101425732A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: 楊有君
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H02K21/24
• 分類號: H02K21/24;H02K21/02;H02K1/20;H02K16/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心
• 代理人: 關慧貞

技術領域

本發明屬于盤式電機領域，特別涉及一種雙極型盤式永磁同步交流電機。

背景技術

目前常用的電機都是圓柱式電機，轉子是圓柱形的，裝在桶形定子的內部，這種電機轉子散熱條件不好，鐵心利用率低。外轉子電機實用新型專利，公開號：CN?201038880Y；公開日：2008年3月19日，轉子是圓筒狀，定子裝在轉子的內部，定子體積受到限制，散熱條件很差，因而功率和扭矩都難以做大。現有技術的盤式電機的轉子為圓盤式，如圖1所示(“異步電動機設計手冊”第二版，傅豐禮、唐孝鎬主編，機械工業出版社，2007年一月印刷)，定子鐵心1由硅鋼片卷繞而成，卷繞方式象膠帶紙的卷繞方式，在一個側面開有繞線槽，如圖2所示，在側面繞線槽內下線，定子鐵心1的另一個端面是固定面，用來把它自己固定到與機座相連的端蓋上。定子繞組的繞線方式通常為圖2所示，定子繞組線圈通電后要產生磁場，每一個磁場都有S、N兩個磁極，這里定子鐵心1只有一個磁極有氣隙磁場，磁路通過這個氣隙進入轉子盤2，另一磁極沒有氣隙磁場，是在定子鐵心1的內部產生磁路，因此，它是利用繞組的一個磁極驅動轉子轉動。由于氣隙磁場是軸向的，因而產生軸向電磁力。為平衡這個軸向力，必須有兩個定子鐵心的背靠背安裝，使定子左右兩側同時產生氣隙磁場。盤式電機是一種高效電機。這種電機軸向尺寸小，效率高，轉子的轉動慣量小，機電時間常數小，低速運動平穩。由于數控機床的發展，需要低速大扭矩的高效電機，在五坐標的加工中心上更需要大扭矩低速電機，目前在數控機床的轉臺及直驅式雙擺銑頭上有些用的是外轉子電機發明專利，公開號：CN101011795A；公開日：2007年8月8日，由于外轉子電機的定子裝在轉子的內部，散熱條件差，定子鐵心體積小，輸出扭矩不大，使數控機床的轉臺及直驅式雙擺銑頭的性能受到影響。

發明內容

本發明要解決的技術難題是克服上述現有技術的缺陷，提供一種新型低速大扭矩電機。本發明要解決的技術難題之一是將每一個定子繞組線圈產生磁場的S、N極都作驅動磁極。一個繞組左右兩端同時產生氣隙磁場，驅動轉子轉動。這樣即能產生互相抵消的大小相等方向相反的兩個軸向力，也能成倍的增加電機效率。要解決的技術難題之二是定子繞組和硅鋼片的結構形式，原有技術的硅鋼片是卷繞的，加工困難，不能在繞組兩端產生氣隙磁場，本發明的鐵心端面形狀為梯形，由硅鋼片疊成。導線繞在硅鋼片疊塊的腰部，疊塊兩端產生氣隙磁場，疊塊兩端有孔，用螺釘固定在定子冷卻套上，在冷卻套的內表面上裝有多個這樣的疊塊，疊塊的數量是3的倍數。要解決的技術難題之三是冷卻技術，為解決電機的散熱問題，本發明設置了冷卻通道，定子套上有冷卻槽，緊固螺釘內有冷卻孔，壓板上有冷卻孔，這些冷卻槽、孔形成冷卻通道，可通冷卻液冷卻。

本發明采用的技術方案是：一種雙極型盤式永磁同步電機為雙極雙盤式同步電機，它的定子為單獨結構或多個相同結構串聯；當定子為單獨結構時，它包括一個定子部件、轉子部件和電機座部件；

所述定子部件包括定子套10、定子鐵心9、螺栓一8、螺栓二11、壓板16；定子鐵心9由n個形狀完全一樣的鐵心塊組成，既由鐵心塊一21、鐵心塊二22、鐵心塊三23、…、鐵心塊N(n)組成，這些鐵心塊的端面形狀為梯形，每個鐵心塊由多個硅鋼片疊成；在每一個鐵心塊的腰部纏繞線圈繞組，繞組通電后在鐵心塊的兩端產生S、N磁極驅動轉子盤一5、轉子盤二15轉動；鐵心塊一21用螺栓一8、螺栓二11，壓板16固定到定子套10上；鐵心塊二22、鐵心塊三23、…、鐵心塊N(n)中的每一個都用螺栓和壓板固定到定子套10上；全部鐵心塊組裝后，構成圓環狀定子部件；其定子部件的兩端面是兩個多邊形環狀平面；用來安裝定子鐵心9的定子套10外徑是圓柱形，在其外柱面上開有冷卻槽，在冷卻槽的左右兩側有左右兩個密封圈槽，在兩個密封圈槽內裝有O形密封圈一7和O形密封圈二12；定子套10裝在電機座體13的內柱面上；在定子套10的內柱面上有兩個內表面為多邊形柱面的左、右內凸緣a、b，用來安裝鐵心塊一21、鐵心塊二22、鐵心塊三23、…、鐵心塊Nn，定子套10也是定位套，用來固定定子鐵心的位置，保證定子鐵心9的兩端面與轉子盤一5、轉子盤二15間有合適的磁場氣隙；定子部件接通三相交流電后，定子鐵心9的兩個端面和轉子盤一5、轉子盤二15之間都有氣隙磁場，在定子鐵心9的兩端面形成旋轉磁場，用來驅動轉子盤一5、轉子盤二15旋轉；定子套10上開有冷卻螺旋溝槽，螺栓一8、螺栓二11內有通孔，壓板16內也有通孔；其它每個固定螺栓、壓板的內部都有通孔，這些通孔互相聯通構成雙極型盤式永磁同步電機循環冷卻液的冷卻通道；