[其他]碗形和盤形旋轉電機

無效

• 申請號: 87101938
• 申請日: 1987-03-12
• 公開（公告）號: CN87101938A
• 公開（公告）日: 1988-02-24
• 發明（設計）人: 黃斌華
• 申請（專利權）人: 黃斌華
• 主分類號: H02K1/06
• 分類號: H02K1/06;H02K1/12;H02K1/22
• 代理公司: 桂林市專利事務所
• 代理人: 黃流

碗形和盤形旋轉電機。

眾所周知，除靜止電機-變壓器外的電機都是由定子和轉子兩大部分組成的，無論哪種電機，通常都有氣隙。假設氣隙趨于零，則可按磁極面的包絡面（磁極面的運動軌跡，以下簡稱包絡面）來劃分常見的電機為兩類，即具有圓柱側面形包絡面的普通旋轉電機和具有平面形包絡面的直線電機。在需要用到長徑比（電機鐵芯軸向長度與鐵芯直徑之比）很小的場合，普通旋轉電機難以適應。因為這種情況下，電機的銅材利用率、比功率（電機功率與體積或重量之比）都很低。電機功率在很大程度上決定于包絡面的面積，因此，用同面積圓臺側面或圓環來代替圓柱側面，也可以得到同樣的功率。具有圓臺側面形或圓環形包絡面的電機就分別稱為碗形和盤形旋轉電機。

本發明特為需要把驅動電機外形限制在母線長度與直徑之比小于0.4的圓柱形空間的場合而設計。

本發明是一種具有圓臺側面或圓環形磁極面包絡面的能以旋轉方式工作的電機。其特征是：定子和轉子的磁極面包絡面為圓臺側面形或圓環形。

本發明????的基本結構，結合附圖予以說明。

如圖3、4（旋轉軸線剖面）所示。與普通旋轉電機（圖1）和直線電機（圖2）相比，其相同和不同之處在于：

1、都是由定子鐵芯（1）、定子線圈（2）、轉子鐵芯（3）、轉子線圈（4）和氣隙（5）五大部分組成的。

2、對普通旋轉電機而言，其趨于零后的氣隙為一圓柱側面形，定子鐵芯為一圓柱形或一圓筒形，線圈（普通形）如圖4（b）、（c）所示（單迭和單波繞組）。

對直線電機而言，其趨于零后的氣隙為一平面形，定子鐵芯和轉子鐵芯均為平板形，線圈（普通型）如圖（b）、（c）所示。

對碗形旋轉電機而言，其趨于零后的氣隙為一圈臺側面形，它與通過旋轉軸線的平面的交線的延長線與旋轉軸線之夾角為一銳角（0＜θ＜90°），定子鐵芯和轉子鐵芯均為碗形，如圖3（a）所示，線圈（普通型），如圖4（d）至（g）所示，在圖4中，（a）為鐵芯基本結構展開的軸向示意圖，（d）為內單迭繞組，（e）為外單迭繞組，（f）為內單波繞組，（g）為外單波繞組，繞組兩有效邊與近端點聯線（圖4中的虛線）圍成一個等腰梯形（普通型）。

對盤形旋轉電機而言，其趨于零后的氣隙為一平面圓環形，它與通過旋轉軸線的平面的交線的延長線與旋轉軸線之夾角為一直角（θ＝90°定子鐵芯和轉子鐵芯均為圓形平板，如圖3（b）所示，線圈與碗形旋轉電機的相似。

3·在旋轉電機中，碗形機和盤形機的氣隙設計受裝配水平的約束較小，可以顯著減小，甚至消除（可忽略），從而大大降低所需的激磁安匝數，提高輕載或空載工況下的功率因數。

由此可見，直線電機〔圖2（b）〕相當于是普通旋轉電機〔圖1（b）〕沿切線方向展開而成的，而碗形旋轉電機〔圖3（a）〕是普通旋轉電機〔圖1（a）〕向軸向展開而成的，至于盤形旋轉電機〔圖3（b）〕則可認為是普通旋轉電機向碗形旋轉電機展開方式展開的極限。

設計、制造和使用時，除采用常規的電機設計方法和制造工藝外，還有如下特點：1.在相同溫升要求下，可選取較大的比功率、電密（線圈導線的電流密度）和磁密（鐵芯的磁通密度）。2.可按下限甚至低于下限來選取氣隙。3、采用不受潤滑劑影響的電磁線和填料，可以讓磁極面承受一定的壓力，甚至在高速工況下采用靜壓軸承結構。4.鐵芯（交變磁通工況）制造是由鋼帶卷繞而成，再經機械加工形成齒和槽的，也可以在卷繞時沖裁成型，比往復式沖床沖片再疊裝方式的生產率高。5.定子與轉子的裝配工藝簡單、精度高，這對大、中型電機尤為重要。6.電機的尺寸小（軸向），安裝方便，甚至可以作為被驅動機械設備上的一個零部件使用。

實施例1.圖5示出了一種配裝在離心脫水機上的盤形旋轉電機的基本結構。制造時可采用如下的方案進行。

1.在轉子體（1）和底座（2）上分別卷繞鐵芯（3、4）并加工好線槽。

2.磨平磁極面（5）。

3.在轉子體中心孔處壓入轉子軸（6）。

4.用扇形線框繞好線圈并下入線槽內。

5.將轉子體與轉鼓（7）相連并調平衡。

6.在底座中心孔內壓入向心軸承（8），并在底座上依次放好墊環（9）、根據氣隙要求確定了厚度的墊片（10）和推力軸承（11）。

7.把整個轉動部分吊起后，使轉子軸與向心軸承對準后落下即可。

實施例2.圖6示出了一種配裝在中大型水力發電設備上的碗形旋轉電機的基本結構。