同步感應磁阻電機轉子組合體的製作方法
2023-05-08 19:21:06 1
專利名稱：同步感應磁阻電機轉子組合體的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種同步感應磁阻電機；更詳細地說，本發明的同步感應磁阻電機轉子組合體(Rotor Assembly of Synchronous Induction ReluctanceMotor)可以加強轉子邊緣線的機械強度。
背景技術：
傳統的同步感應磁阻電機由定子10，轉子20等部件組成。定子10上接通外部電源。轉子20可選轉地設置在定子10內部，當定子10接通外部電源時，在感應電動勢的作用下被啟動，在磁阻力矩(Reluctance Torque)的作用下進行同步旋轉。
上述轉子20由磁軛架(Yoke)22和篦條(Cage bar)24組成。磁軛架22由多枚薄鋼片疊放形成。數個篦條24軸向插入在上述磁軛架22中，各篦條之間按圓周方向相互隔離。
具有上述結構的同步感應磁阻電機，其工作過程如下。
向上述定子10接通電源，形成磁場後，上述篦條24中產生感應電動勢。在上述感應電動勢的作用下，上述轉子20按上述定子10磁束方向被啟動。這時，上述轉子20和上述定子10之間會產生相位偏移(Slip)，上述轉子20的旋轉速度小於定子10磁束的變化速度。
另外，上述轉子20啟動後，磁束的流動會受到上述篦條24的妨礙，使q軸(箭頭q)方向上的磁阻和d軸方向上的磁阻會相互不同。即，上述篦條24的側向上的磁阻，與上述轉子20圓周方向上的篦條24之間方向上的磁阻會相互不同。因為q軸和d軸中的磁阻不同，產生磁阻力矩。上述磁阻力矩與上述定子10的磁束同步。因此磁阻力矩處於比上述篦條24的感應力矩更有支配性的地位。因此，上述轉子20在磁阻力矩的作用下，進行同步旋轉。
另外，上述轉子20同步運轉時，上述q軸(箭頭q)和d軸(箭頭d)的磁阻差越大，電機的效率越高。因此，上述篦條24按轉子20半徑方向緊靠上述轉子20的邊緣設置，以便讓d軸上的磁束受到最大阻礙。即，按上述轉子20的半徑方向，位於最外側的篦條24』，與上述轉子20的邊緣線20L之間的間距，即，肋(Rib)20T具有儘可能小的尺寸。
但是，傳統技術的同步感應磁阻電機轉子20存在如下問題。當轉子20旋轉時，上述篦條24在離心力的作用下，承受半徑外側方向上的作用力。而上述轉子20的肋20T非常小。因此上述轉子20的轉速越高，因篦條24引發的轉子20變形越大。這時，不僅因q軸和d軸的磁阻差發生變化導致效率下降，而且還有可能出現破損。
發明內容
本發明是為了解決上述問題而提出的，其目的為提供一種同步感應磁阻電機，當轉子旋轉時，防止在離心力作用下篦條引發的轉子變形。
為了達到上述目的，本發明同步感應磁阻電機的轉子組合體包括如下磁軛架、篦條、加強部件。磁軛架以可旋轉的方式設置在定子周圍。數個篦條按圓周方向隔著一定間隔插入在磁軛架中。加強部件與上述篦條連接，支撐篦條。
本發明的同步感應磁阻電機轉子組合體具有一對端板和數個加強杆，一對端板設置在磁軛架長度方向上的磁軛架兩側，數個加強杆貫穿磁軛架的邊緣部位，並分別與篦條連接，其磁軛架長度方向上的兩端，分別插入在上述各端板的槽中。因此，即使在轉子旋轉時上述篦條受到按磁軛架半徑方向上的作用力，也能通過端板和加強杆支撐上述篦條，防止磁軛架的變形，並提高磁軛架的機械強度。
圖1為傳統技術的同步感應磁阻電機轉子組合體平剖面圖。
圖2為傳統技術的同步感應磁阻電機轉子組合體側剖面圖。
圖3為傳統技術的同步感應磁阻電機轉子組合體另一實施例平剖面圖。
圖4為本發明的同步感應磁阻電機轉子組合體第1實施例的平剖面圖。
圖5為本發明的同步感應磁阻電機轉子組合體第1實施例的側剖面圖。
圖6為本發明第1實施例的加強杆平面形狀示意圖。
圖7為本發明的同步感應磁阻電機轉子組合體第2實施例的平剖面圖。
圖8為本發明的同步感應磁阻電機轉子組合體第3實施例的側剖面圖。
圖9為本發明的同步感應磁阻電機轉子組合體第4實施例的平剖面圖。
圖10為本發明的同步感應磁阻電機轉子組合體第5實施例的平剖面圖。
主要部件附圖標記說明
50磁軛架 52篦條60加強部件62，63端板64加強杆具體實施方式
下面，參照附圖，對本發明的實施例，進行詳細說明。
圖4為本發明的同步感應磁阻電機轉子組合體第1實施例的平剖面圖。圖5為本發明的同步感應磁阻電機轉子組合體第1實施例的側剖面圖。
本發明第1實施例的同步感應磁阻電機中，轉子組合體包括磁軛架50、篦條52、加強部件60。磁軛架50由多枚圓形薄鋼片疊放形成，並以可旋轉的方式設置在定子周圍。數個篦條52按圓周方向隔著一定間隔插入在磁軛架50中。加強部件60與上述篦條52連接，當轉子旋轉時支撐篦條52，防止篦條52被離心力推向磁軛架50的半徑外側方向。
上述磁軛架50形成有拱形開槽50a，拱形開槽50a按長度方向貫穿形成在插入上述篦條52的部位，並向磁軛架50中心彎曲。
上述篦條52通過拉模鑄造(die casting)的方法，形成在上述磁軛架的開槽50a內。篦條52按半徑方向隔離排列3條，形成一組。各篦條組相互按等間距隔離。
上述加強部件60由端板62，63和加強杆64組成。端板62，63設置在磁軛架50長度方向上的兩側。數個加強杆64分別靠近磁軛架50的邊緣，插入在上述篦條52，順著磁軛架50的邊緣線排列。加強杆64的兩端分別與各端板62，63連接。即使轉子高速旋轉，上述篦條52在離心力的作用下受到磁軛架50半徑方向上的作用力，也能在加強杆64支撐作用下，抵擋上述作用力，可以防止磁軛架50的變形。
在通過拉模鑄造形成上述篦條52時，上述端板62，63與上述篦條52一體形成，讓上述數個篦條52通過端板62，63相互連接。
另外，為了讓上述端板62，63與上述加強杆64連接的更加堅固，在上述端板62，63上，按磁軛架50的長度方向，形成數個槽62a，63a。各槽62a，63a之間相互隔離一定距離，其深度小於加強杆64的長度，它們的內部分別插放著加強杆64末端的一部分。
用非磁性物質成型上述加強杆64為宜。以便不增加按上述磁軛架50圓周方向形成篦條52的部位的磁阻。雖然加強杆64的平面越寬，可以更穩定地支撐上述篦條52，但這樣會導致篦條52的大小變小。因此，加強杆64的平面面積儘量設計成小面積。
但是，上述加強杆64與篦條52的接觸面積越大，兩者之間的結合力越大。因此，為了在限定的剖面面積內，得到與篦條52之間的最大接觸面積，上述加強杆64的平剖面具有圓形形狀。
當然，如圖6所示，上述加強杆64的平面可以設計成十字形狀(圖6的(a))，「Y」字形狀(圖6(b))等多種形狀。
對本發明第1實施例的工作過程進行如下說明。
當上述磁軛架50旋轉時，上述篦條52在磁軛架50的離心力作用下，受磁軛架50半徑外側方向上的作用力。這時，上述加強杆64支撐上述篦條52，讓篦條52不產生遊動。因此，可以防止上述篦條52的作用力引起的磁軛架50變形，可以提高磁軛架50的機械強度。
下面，對本發明其他實施例的說明中，與第1實施例相同或類似的部件，省略其符號以及詳細說明。
如圖7所示，本發明第2實施例中，上述加強杆102，按磁軛架100的圓周方向，以類似於掛在磁軛架100和篦條104之間的形狀，插入在上述磁軛架100以及篦條104內部。
這裡，上述加強杆102由兩個形成一組，按上述磁軛架100的圓周方向，支撐上述篦條104的兩側。另外，上述加強架102的平面具有從上述磁軛架100向篦條104排放的「T」字形狀。因此，上述加強架102不僅利用按磁軛架100的長度方向分別結合在兩個末端的端板(圖略)，支撐篦條104，還利用按磁軛架100的圓周方向結合的磁軛架100支撐篦條104，從而可以更加堅固地支撐上述篦條104。
如圖8所示，本發明的第3實施例中，在磁軛架120上，按長度方向貫穿形成開槽120a。在上述磁軛架120a中填充著篦條122。而在上述磁軛架120的圓周方向上，上述篦條122的兩側一部分，分別向上述磁軛架120突出，形成加強杆124。即，上述磁軛架開槽120a的兩側，部分部位向外延伸後形成延伸部位120b，而上述加強杆124通過拉模鑄造與上述篦條122一體形成，並填充上述磁軛架開槽120a的延伸部位120b。
如圖9所示，本發明的第4實施例中，數個開槽140a按長度方向，貫穿形成在磁軛架140中。上述數個開槽140a按磁軛架140的圓周方向以及半徑方向排列。在上述磁軛架的開槽140a內部，分別填充著篦條142。在按磁軛架140圓周方向相鄰的各篦條142之間，設置加強杆144。當然，在磁軛架140上，按磁軛架140圓周方向相鄰的各磁軛架開槽140a之間，形成有可以插入上述加強架144的開槽140b。
如圖10所示，本發明的第5實施例中，磁軛架160開槽160a的兩個末端，按磁軛架160的圓周方向被隔斷。而上述加強架杆162按磁軛架160的圓周方向，對填充在上述磁軛架160開槽160a兩個末端的篦條164，進行支撐。
權利要求
1.一種同步感應磁阻電機轉子組合體，包括上述磁軛架、篦條、加強部件，磁軛架以可旋轉的方式設置在定子周圍；數個篦條按圓周方向隔著一定間隔插入在磁軛架中；加強部件與上述篦條連接，支撐篦條。
2.根據權利要求1所述的同步感應磁阻電機轉子組合體，其特徵在於上述加強部件由一對端板和加強杆組成，一對端板隔離設置在磁軛架長度方向上的兩側，數個加強杆位於磁軛架的邊緣部位，並分別與篦條連接，其長度方向上的兩端，分別與上述端板連接。
3.根據權利要求2所述的同步感應磁阻電機轉子組合體，其特徵在於上述端板在通過拉模鑄造製造上述篦條時，與上述篦條一體形成。
4.根據權利要求3所述的同步感應磁阻電機轉子組合體，其特徵在於上述端板上形成有槽，可以插入加強杆的末端。
5.根據權利要求2至4任意一項所述的同步感應磁阻電機轉子組合體，其特徵在於上述加強杆由非磁性物質成型。
6.根據權利要求5所述的同步感應磁阻電機轉子組合體，其特徵在於上述加強杆插入在篦條中。
7.根據權利要求6所述的同步感應磁阻電機轉子組合體，其特徵在於上述加強杆的平面是圓形形狀。
8.根據權利要求6所述的同步感應磁阻電機轉子組合體，其特徵在於上述加強杆的平面是十字形狀。
9.根據權利要求6所述的同步感應磁阻電機轉子組合體，其特徵在於上述加強杆的平面是「Y」字形狀。
10.根據權利要求5所述的同步感應磁阻電機轉子組合體，其特徵在於上述加強杆掛在上述磁軛架和篦條之間。
11.根據權利要求10所述的同步感應磁阻電機轉子組合體，其特徵在於上述加強架的平面，在上述磁軛架的圓周方向上，具有從上述磁軛架向篦條排放的「T」字形狀。
12.根據權利要求11所述的同步感應磁阻電機轉子組合體，其特徵在於上述加強杆由兩個形成一組，按上述磁軛架的圓周方向，支撐上述篦條的兩側。
13.根據權利要求5所述的同步感應磁阻電機轉子組合體，其特徵在於在上述磁軛架的圓周方向上，上述篦條的兩側一部分，分別向上述磁軛架突出，形成加強杆。
14.根據權利要求5所述的同步感應磁阻電機轉子組合體，其特徵在於加強杆連接按磁軛架圓周方向相鄰的各篦條之間。
全文摘要
本發明的同步感應磁阻電機轉子組合體具有一對端板和數個加強杆，一對端板設置在磁軛架長度方向上的磁軛架兩側，數個加強杆貫穿磁軛架的邊緣部位，並分別與篦條連接，其磁軛架長度方向上的兩端，分別插入在上述各端板的槽中。因此，即使在轉子旋轉時上述篦條受到按磁軛架半徑方向上的作用力，也能通過端板和加強杆支撐上述篦條，防止磁軛架的變形，並提高磁軛架的機械強度。
文檔編號H02K1/28GK1728505SQ20041002013
公開日2006年2月1日 申請日期2004年7月26日 優先權日2004年7月26日
發明者李炅東, 鄭達浩 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司