用於異步電機的轉子以及異步電機的製作方法

2023-09-20 08:54:45

本發明涉及異步電機，特別是涉及一種用於異步電機的轉子以及異步電機。

背景技術：

異步電機包括機座8、前端蓋7、後罩殼9、定子5和轉子1，見圖1所示，目前異步電機中轉子1的周向面上均設有傾斜的轉子斜槽，轉子斜槽的中心線與轉子自身軸線不平行，採用斜槽方式可降低啟動電流和保持電磁感應的連續性，消除高次諧波的影響，起到降噪作用。但是轉子斜槽的設置其增加了啟動電阻，削弱了轉矩，而且，為適應斜槽的設置，一般在轉子的一端設置扇葉或者風扇6，以便於散熱。

目前的轉子槽的截面形狀見圖2所示，這種槽形利用電楊起動時集膚效應原理，槽口部111設計得非常窄，這即可以降低起動電流以提高起動轉矩，但是為了使轉子電流密度不至於太大，增加導條截面積，就必須將槽身部112設計得比較深，且槽身部112隨深度增加越來越窄，見圖2所示，槽身部的頂端寬度D1遠遠大於槽身部的底端寬度D2，兩者之差可以為5mm，這種又窄又深的槽形使槽部漏磁通增加，漏抗增大，導致最大轉矩下降。同時這種槽形使轉子不易形成平行齒，導磁不好，功率因數也會相應降低，並且鑄鋁工藝性也不好。

因此，需要一種最大轉矩大的異步電機。

技術實現要素：

鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種用於異步電機的轉子以及異步電機，用於解決現有技術中異步電機最大轉矩較小的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種用於異步電機的轉子，所述轉子包括轉子本體以及由轉子本體兩端向外延伸的轉軸，所述轉子本體的周向外表面上具有多條等間隔的與轉子軸線平行的轉子槽，轉子槽在槽深方向上分為槽口部和槽身部，槽口部的寬度小於所述槽身部的寬度，且槽身部的頂部寬度和槽身部的底部寬度相等，或者槽身部的頂部寬度大於槽身部的底部寬度，兩者寬度差小於3mm。

優選的，所述轉子本體的兩端均具有內嵌在轉子本體內的動平衡環。

優選的，所有所述轉子槽具有相同的槽深，所有所述轉子槽具有相同的槽寬。

本發明提供一種異步電機，包括電機殼以及置於電機殼內的定子和轉子，且定子套設在轉子上，所述轉子為上述所述的用於異步電機的轉子。

優選的，所述定子上的定子槽與所述轉子槽相配合，且轉子槽的數量大於所述定子槽的數量。

優選的，所述轉子槽的數量為36條，所述定子槽的數量為28條。

優選的，所述異步電機與控制系統相連，控制系統通過矢量控制完成異步電機運作。

如上所述，本發明的用於異步電機的轉子以及異步電機，具有以下有益效果：轉子槽與轉子軸線相平行，使轉子槽與轉子之間為平行關係，且轉子槽的槽身部近似為直通槽，即槽身部的頂部寬度和槽身部的底部寬度相等，或者槽身部的頂部寬度大於槽身部的底部寬度，兩者寬度差小於3mm，以此提高了異步電機的最大轉矩，最大轉矩可提高49.7％，功率因數可提高3.45％，同時轉子採用直通槽並大幅增加端環截面積(大於50％)，其減少磁場扭轉損耗、大幅降低電阻降低銅損，提高了異步電機效率(1.16％)、採用直通槽轉子的轉子槽數大於定子槽數縮短磁力作用距離。

附圖說明

圖1顯示為現有技術中的異步電機示意圖。

圖2顯示為現有技術中的轉子槽示意圖。

圖3顯示為本發明的用於異步電機的轉子示意圖。

圖4顯示為本發明的轉子橫截面圖。

圖5顯示為圖4中A處局部放大圖。

圖6顯示為本發明的異步電機示意圖。

元件標號說明

1 轉子

11 轉子槽

111 槽口部

112 槽身部

2 動平衡環

3 電機殼

4 線纜

5 定子

51 定子繞組

6 風扇

7 前端蓋

8 機座

9 後罩殼

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。

請參閱圖1至圖6。須知，本說明書所附圖中所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本發明可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發明所揭示的技術內容所能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」及「一」等的用語，亦僅為便於敘述的明了，而非用以限定本發明可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施的範疇。

如圖3至圖5所示，本發明提供一種用於異步電機的轉子，轉子1包括轉子本體以及由轉子本體兩端向外延伸的轉軸，轉子本體的周向外表面上具有多條等間隔的與轉子軸線平行的轉子槽11；轉子槽11在槽深方向上分為槽口部111和槽身部112，見圖5所示，槽口部111的寬度小於槽身部112的寬度，且槽身部的頂部寬度D3和槽身部的底部寬度D4相等，或者槽身部的頂部寬度D3大於槽身部的底部寬度D4，即D3≧D4，兩者寬度差小於3mm。本發明的轉子槽其與轉子軸線平行，且轉子槽的槽身部在槽深方向上上下近似相等，稱之為直通槽，直通槽既可以提高最大轉矩又可以提高功率因數。

上述轉子本體的兩端均具有內嵌在轉子本體內的動平衡環2，動平衡環2的設置降低了轉子自身的撓動，提高了轉子的轉動穩定性。

上述所有轉子槽具有相同的槽深，所有轉子槽具有相同的槽寬，以此提高轉子自身的穩定性。

本發明提供一種異步電機，見圖6所示，其包括電機殼3以及置於電機殼3內的定子5和轉子1，定子具有定子繞組51，且定子繞組51套設在轉子1上，所述轉子1為上述本發明的用於異步電機的轉子，即轉子上的轉子槽與轉子本身軸線平行。本發明的轉子槽槽形為直通槽，其最大轉矩可提高49.7％，功率因數可提高3.45％，同時轉子採用直通槽並大幅增加轉子的端環截面積(大於50％)減少磁場扭轉損耗、大幅降低電阻降低銅損提高電機效率(1.16％)。

本實施例中的轉子槽，其槽身部的整體寬度越大，槽身部的深度越小越好，而且以此來提高轉子槽的截面積，以此來降低整個異步電機的啟動電阻。即本發明異步電機中的轉子槽的深度小於現有的異步電機中的轉子槽深度。

本發明的上述異步電機可為交流變頻電機，其可進一步將最大轉矩提高到58％。見圖5所示的轉子槽槽形，即槽身部的頂部寬度D3和槽身部的底部寬度D4相等，或者槽身部的頂部寬度D3大於槽身部的底部寬度D4，兩者寬度差小於3mm，其適合於交流變頻電機，既可以提高最大轉矩又可以提高功率因數，同時又節約材料。

上述定子5上的定子槽與轉子槽11相配合，且轉子槽11的數量大於定子槽的數量。優選的，轉子槽的數量為36條，所述定子槽的數量為28條。可採用轉子的轉子槽數大於定子槽數以此縮短磁力作用距離。

為更好地提高異步電機的起動效率，本發明的異步電機通過線纜4與控制系統相連，控制系統通過矢量控制完成異步電機運作。

綜上所述，本發明用於異步電機的轉子以及異步電機，其轉子槽與轉子軸線相平行，使轉子槽與轉子之間為平行關係，以此提高了異步電機的轉矩，轉矩提高了50％以上，提高了起動效率，且使整個異步電機的結構簡單化，省略風扇或扇葉的結構。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。