CN103501065A

CN103501065A - 一种斜槽低噪声电机

Info

Publication number: CN103501065A
Application number: CN201310469042.5A
Authority: CN
Inventors: 周贵厚; 张国兵; 刘海龙; 何海波; 谌瑾
Original assignee: 712th Research Institute of CSIC
Current assignee: 712th Research Institute of CSIC
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2033-10-10
Also published as: CN103501065B

Abstract

本发明涉及一种电机，尤其是涉及一种斜槽低噪声电机，包括机座、设置在机座上的定子、转子以及转轴；所述转子包括至少两段转子铁芯，所述转子铁芯采用假轴倾角斜键法冲片叠压形成斜槽铁芯；相邻的斜槽铁芯的斜槽为相反方向且错开角度设置。因此，本发明具有如下优点：1.在振动及噪音、铁芯叠压质量、铸铝质量和大功率电机采用斜槽铸铝转子结构均有较大程度的优化，适合对振动和噪声要求较高，电机类型为中小型铸铝转子结构交流电机；2.从根本上保证了铁芯叠压冲片的受力均匀度和刚度，提高了铁芯叠压质量，减小了变形对振动噪声的影响，解决了铝的外溢和气泡，提高了铸铝转子的质量和电机性能可靠性。

Description

一种斜槽低噪声电机

技术领域

本发明涉及一种电机，尤其是涉及一种斜槽低噪声电机。

背景技术

电机的振动和噪声越来越引起人们的重视和关注，尤其在一些特殊场合，如军用舰船领域对电机的振动（结构噪声机脚加速度）要求更为苛刻。电机斜槽由于可以有效削弱电机弱齿谐波和谐波磁动势大小，降低振动和噪声而被广泛使用，通常电机较多的使用单斜槽结构，但单斜槽结构存在轴向力容易引起轴向串动和扭振；也有文献提出双斜槽“人字形”结构（与本发明相似），但存在冲片叠压受力不均匀、铸铝模复杂和铸铝质量很难保证，在大功率铸铝转子结构中更是存在问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术缺点，提供一种斜槽低噪声电机，它在振动及噪音、铁芯叠压质量、铸铝质量和大功率电机采用斜槽铸铝转子结构均有较大程度的优化，适合对振动和噪声要求较高，电机类型为中小型铸铝转子结构交流电机；还有，从根本上保证了铁芯叠压冲片的受力均匀度和刚度，提高了铁芯叠压质量，减小了变形对振动噪声的影响，解决了铝的外溢和气泡，提高了铸铝转子的质量和电机性能可靠性。

本发明的技术方案是：

一种斜槽低噪声电机，包括机座、设置在机座上的定子、转子以及转轴；所述转子包括至少两段转子铁芯，所述转子铁芯采用假轴倾角斜键法冲片叠压形成斜槽铁芯；相邻的斜槽铁芯的斜槽为相反方向且错开角度

设置。

本发明创造性的采用了特殊设计的多段式斜槽结构，一方面，多段式斜槽特殊结构对称抵消作用，可以消除轴向和扭转振动，另一方面，不同于常规推荐的1倍斜槽距而采用的非整数倍斜槽距，通过力波分析和谐波磁动势分析优化的斜槽距（1.2倍）最大程度上削弱了产生低阶次的谐波次数，减少了电磁激振力的大小，从而大大减少了电机振动和电磁噪声，同时，特殊设计的带封口整体环板一体化新型阻尼环，简化了复杂多套模具的拼压工艺，取消了以前常用的加衬套方法，在基本不改变铸铝模具的前提下，从根本上保证了铁芯叠压冲片的受力均匀度和刚度，提高了铁芯叠压质量，减小了变形对振动噪声的影响，解决了铝的外溢和气泡，提高了铸铝转子的质量和电机性能可靠性，另外，拓展大功率电机铸铝转子在低振动噪声上的使用领域和范围。

作为优选，所述的错开角度

按照以下定义设置：

Figure 2013104690425100002DEST_PATH_IMAGE002

，其中，z ₂为转子槽数。

其中z ₂为转子槽数，铁芯分段数根据铁芯长和功率大小，以及对振动噪声的要求而定，小功率常采用两段式，大功率和特殊要求的采用多段式，分布为对称。

作为优选，斜槽铁芯的斜槽距为1.2倍的定子齿距，转子铁芯的斜槽距的选取不是采用传统方法推荐一倍（整数）定子齿距，而是采用非整数倍斜槽，对低振动噪声电机而言，需要通过力波分析和谐波磁动势进行分析，使低次5次，7次尤其是产生低阶次的谐波次数削弱或等于零，因此，斜槽铁芯的斜槽距为1.2倍的定子齿距。

作为优选，斜槽铁芯的假轴倾角

为定子内径，

Figure 2013104690425100002DEST_PATH_IMAGE004

为假轴外径，

为斜槽距，L为铁心长。

作为优选，转子铁芯之间还设有一个阻尼环，所述阻尼环采用整体环板一体化结构，包括填充铝的扇形孔、周向设置环形封口、相邻扇形孔之间的开槽筋及带内孔的支撑环。新型阻尼环的宽度d略大于转子槽宽整圆即可以,新型阻尼环的封口高度kd由转子冲片槽高和转子外圆直径决定，一般新型阻尼环外径Nd略大于转子冲片外圆直径约0.5～3.5mm,对大功率取较大值，内开口圆直径Nd1比冲片槽高圆大约0.2～1mm，开槽数根据功率大小和转子冲片槽数决定，大功率选大值，开槽筋距Cd略约小于冲片最窄槽间距，内开口圆底圆Nd2低于转子槽底圆约2～4mm，新型阻尼环内圆Nd3和转轴或转子支架直径一致，新型阻尼环底圆和内圆中间是否钻孔或挖空取决于转子大小和电机减重的需要。新型阻尼环优先选用不导磁材料不锈钢板，要求不高的地方可以选用普通钢板。

因此，本发明具有如下优点：1. 在振动及噪音、铁芯叠压质量、铸铝质量和大功率电机采用斜槽铸铝转子结构均有较大程度的优化，适合对振动和噪声要求较高，电机类型为中小型铸铝转子结构交流电机； 2. 从根本上保证了铁芯叠压冲片的受力均匀度和刚度，提高了铁芯叠压质量，减小了变形对振动噪声的影响，解决了铝的外溢和气泡，提高了铸铝转子的质量和电机性能可靠性。

附图说明

图1为本发明特殊斜槽低噪声电机结构示意图;

图2为特殊多段式斜槽低噪声电机转子示意图；

图3为特殊两段式斜槽低噪声电机转子示意图；

图4为特殊斜槽低噪声电机转子铁芯斜槽叠压示意图；

图5为带封口整体环板一体化结构新型阻尼环示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，1-定子，1.1-机座, 1.2-定子绕组, 1.3-定子铁芯,2-转子, 2.1-转子铁芯, 2.2-新型阻尼环，2.3-铝，2.4-转轴。

实施例：

下面介绍一下本发明的具体实施例以及相关零件尺寸要求：

如图1～5所示，一种特殊斜槽低噪声电机，它由定子1，转子2组成;其中定子1由机座1.1,定子绕组1.2和定子铁心1.3组成;转子2由转子铁芯2.1,新型阻尼环2.2，铝2.3和转轴2.4组成;

图2和图3所述的特殊斜槽低噪声电机铁芯斜槽距bsk不采用常规1倍的定子齿距,本实施例采用了1.2倍的定子齿距,采用假轴倾角斜键法冲片叠压而成, 假轴倾角计算按上述方法进行,对两段式斜槽铁芯分两段反向斜槽，并错开一个角度，其转子铁芯的错位角度沿转子外圆按角度进行,铁芯具体叠压过程见图4,先通过假轴一端固定通过斜键叠第一段L1,理片加压到规定的长度后,放置新型阻尼环2.2,继续通过斜键叠第二段L1, 理片加压到规定的长度后,保压然后固定拉紧假轴工装压块,保证铁芯压装不弹开，对多段式图2原理同两段式，仅铁芯分段长不一样。

转子装配时，先将铁芯直接套铸铝模铸铝2.3成型，然后热套转轴2.4,压装到指定的尺寸,冷却后进行后续转子加工。

本实施例中，假轴倾角为2°45″, 新型阻尼环宽度为d=7mm, 开槽筋距Cd=3mm,新型阻尼环的封口高度kd=2.5mm,新型阻尼环外径Nd=φ304mm,内开口圆直径Nd1=φ299mm, 内开口圆底圆Nd2=φ200mm, 新型阻尼环内圆Nd3=φ100mm。

本发明的原理其中为：通过力波和谐波磁动势分析,优化后的斜槽距(不采用常规1倍定子齿距)能很好的使低次5次，7次尤其是产生低阶次的谐波次数削弱或等于零,大大的减少了电磁力对振动和噪声的影响,同时,特殊多段式斜槽由于轴向串动力相互作用受力大小一样,方向刚好相反互相抵消,能有效的减少轴向移动和扭转对电机振动的影响,另一方面,一体化带封口整体环板一体化结构新型阻尼环不仅结构简单,保证了铁芯叠压时冲片的受力均匀和刚度, 提高了铁芯叠压质量，减小了变形对振动噪声的影响,同时带封口设计也从根本上解决了铝的外溢和气泡，使之和普通单斜槽铸铝没有太多的不同,提高了铸铝转子的质量和电机性能可靠性，由于该发明从根本上解决了特殊多段式斜槽铸铝工装复杂,压装受力不均,存在铝溢出和气泡等问题，同时也拓展了大功率电机铸铝转子在低振动噪声上的使用领域和范围

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种斜槽低噪声电机，其特征在于，包括机座、设置在机座上的定子、转子以及转轴；所述转子包括至少两段转子铁芯，所述转子铁芯采用假轴倾角斜键法冲片叠压形成斜槽铁芯；相邻的斜槽铁芯的斜槽为相反方向且错开角度

设置。

2.根据权利要求1所述的一种斜槽低噪声电机，其特征在于，所述的错开角度按照以下定义设置：

Figure 2013104690425100001DEST_PATH_IMAGE003

，其中， z ₂为转子槽数。

3.根据权利要求1所述的一种斜槽低噪声电机，其特征在于，斜槽铁芯的斜槽距为1.2倍的定子齿距。

4.根据权利要求1所述的一种斜槽低噪声电机，其特征在于，斜

槽铁芯的假轴倾角

为定子内径，

Figure 2013104690425100001DEST_PATH_IMAGE005

为假轴外径，

为斜槽距,L为铁心长。

5.根据权利要求1所述的一种斜槽低噪声电机，其特征在于，转子铁芯之间还设有一个阻尼环，所述阻尼环采用整体环板一体化结构，包括填充铝的扇形孔、周向设置环形封口、相邻扇形孔之间的开槽筋及带内孔的支撑环。