一种具有轴向相邻段同向和反向通电绕组的异步电机制造技术

本发明专利技术涉及一种具有轴向相邻段同向和反向通电绕组的异步电机，其包括定子机座、定子铁芯、定子绕组、转子铁芯、转子轴、轴承和转子鼠笼绕组；所述定子机座内固定设置有所述定子铁芯，所述定子绕组固定设置在所述定子铁芯上；所述转子铁芯固定设置在所述转子轴上，所述转子轴通过所述轴承固定设置在所述定子机座内，所述转子铁芯的外圆周上设置所述转子鼠笼绕组；其特征在于：将定子沿轴向分成两段以上，所述定子铁芯和定子绕组均设置为两段以上，每段中所述定子铁芯上的定子绕组按通电方式采用轴向相邻段同向通电线圈和轴向相邻段反向通电线圈，所述轴向相邻段同向通电线圈采用同向电流供电，所述轴向相邻段反向通电线圈采用反向电流供电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种异步电机，特别是关于一种定子轴向分段的具有轴向相邻段同向和反向通电绕组的异步电机。
技术介绍
现代社会已无法离开电机，电机的应用遍及交通运输、工农业生产、信息处理，以及日常生活的各个领域。电机的种类繁多，结构也各有不同，有异步电机、永磁电机、电励磁电机等。各类电机在旋转过程中都会产生振动和噪声，振动噪声是一种环境污染，会对人们健康、日常生活产生不良的影响；在军工领域振动噪声更为重要。因此，降低电机的振动和噪声具有非常重要的意义。电机的气隙中存在着基波磁场和一系列的谐波磁场。在电机运行过程中，这些气隙磁场之间相互作用，将会产生作用于电机定子铁芯上的切向及径向的电磁力；其中，切向电磁力产生转矩，而径向电磁激振力引起定子铁芯变形。各种周期、各种转速的径向电磁激振力波都分别作用在定子、转子铁芯上，使定子铁芯和机座以及转子出现随时间周期性变化的径向形变，因此产生振动和噪声。异步电机因其结构简单，坚固耐用，应用广泛，但是异步电机振动噪声更为复杂。引起异步电机振动噪声的径向电磁激振力中，除了存在普通电机中的频率与极频相关的，也就是频率为供电频率2倍的径向电磁激振力之外，更由于定、转子均开槽，会引起频率与定、转子槽数有关的径向电磁激振力，异步电机的径向电磁激振力的频率成分更为丰富，其减振降噪难度更大。到目前为止，还没有解决电机振动和噪声的较好的方案。其它的永磁同步电机、无刷直流电机、同步电机等也存在类似的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种具有轴向相邻段同向和反向通电绕组的异步电机，能有效减小定子电磁激振力和振动噪声。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案:一种具有轴向相邻段同向和反向通电绕组的异步电机，其包括定子机座、定子铁芯、定子绕组、转子铁芯、转子轴、轴承和转子鼠笼绕组；所述定子机座内固定设置有所述定子铁芯，所述定子绕组固定设置在所述定子铁芯上；所述转子铁芯固定设置在所述转子轴上，所述转子轴通过所述轴承固定设置在所述定子机座内，所述转子铁芯的外圆周上设置所述转子鼠笼绕组；其特征在于:将定子沿轴向分成两段以上，所述定子铁芯和定子绕组均设置为两段以上，每段中所述定子铁芯上的定子绕组按通电方式分为轴向相邻段同向通电线圈和轴向相邻段反向通电线圈，所述轴向相邻段同向通电线圈采用同向电流供电，所述轴向相邻段反向通电线圈采用反向电流供电。每段所述定子铁芯上所述轴向相邻段同向通电线圈轴向不分段，仅每段所述定子铁芯上所述轴向相邻段反向通电线圈轴向分段；或每段所述定子铁芯上所述轴向相邻段同向通电线圈、轴向相邻段反向通电线圈均不分段。所述转子铁芯和转子鼠笼绕组采用轴向分段式结构或不分段结构。所述定子机座采用导磁材料。所述定子铁芯上开设有若干槽，形成定子齿；在所述定子铁芯的定子齿对应的铁芯轭部开设有圆孔，在所述圆孔中紧密地插入由导磁材料制成的棒。 所述定子铁芯采用无槽绕组结构。所述转子铁芯采用多斜槽结构。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本专利技术由于定子铁芯和定子绕组轴向分为多段，定子绕组分为轴向相邻段同向通电绕组和轴向相邻段反向通电绕组。轴向相邻段反向通电绕组产生的磁场可以填补轴向相邻段同向通电绕组产生的磁场的缺口，减小电机圆周上磁场绝对值的变化，可以使定子铁芯受到的径向电磁激振力变化减小，从而减小定子铁芯的变形和振动。2、本专利技术采用导磁的定子机座，使轴向相邻段反向通电绕组产生的轴向磁通经过的磁路的磁阻大大减小，轴向磁场得到增强，轴向相邻段反向通电绕组利用效果提高。3、本专利技术在定子铁芯上开孔布置导磁棒，避免使用导磁机座，同时使轴向相邻段反向通电绕组产生的轴向磁通经过的磁路的磁阻大大减小，轴向磁场得到增强，轴向相邻段反向通电绕组利用效果提高，使电机结构更为紧凑。4、本专利技术转子可以采用多斜槽结构，消除转子开槽引起的电磁激振力，达到大大降低电机定子受到的极频和槽频径向电磁激振力的目的。5、本专利技术定子可采用无槽绕组结构，定子铁芯不开槽，彻底消除定子受到的槽频径向电磁激振力，与轴向相邻段反向通电绕组相配合，达到大大降低电机定子受到的极频和槽频径向电磁激振力的目的，实现完美结合。基于以上优点，本专利技术可以广泛应用于家用电器、医疗仪器、工业生产、制造业和民用领域的电机系统、航空航天电机电器设备领域、舰船辅助机械和舰船推进等系统领域以及可移动电气系统领域，对系统的减振降噪具有重要意义。【附图说明】图1是已有的异步电机的横截面不意图，是图2的B-B切面图；图2是已有的异步电机的轴向截面不意图，是图1的A-A切面图；图3是图2电机展开为平面后磁场的示意图；图4是图3的C-C截面上的磁密分布和径向电磁激振力密度波分布图；图5是本专利技术的异步电机的轴向横截面示意图，也是图6的A-A切面图；图6是本专利技术的异步电机的截面不意图，是图5的B-B和C-C切面图；图7是本专利技术异步电机两段定子上绕组的布置和其通电产生磁场的磁力线图；图8是图7的E-E截面上的磁密分布和径向电磁激振力密度波分布图；图9是本专利技术异步电机两段定子上绕组的布置的另一种形式和其通电产生磁场的磁力线图；图10是本专利技术定子铁芯开孔加轴向导磁棒的结构示意图。【具体实施方式】如图1、图2所示，已有的异步电机包括定子机座1、定子铁芯2、定子绕组3、转子铁芯4、转子轴5、轴承6和转子鼠笼绕组7 ;其中，定子机座I可采用常规电机的安装方式固定，定子铁芯2是电机磁路的一部分。在定子机座I内固定设置有定子铁芯2，定子铁芯2内圆上开有槽，形成定子齿8 ;定子绕组3固定设置在定子铁芯2的定子齿8之间。转子铁芯4固定设置在转子轴5上，转子轴5能够带动转子铁芯4绕轴心旋转，转子轴5通过轴承6固定设置在定子机座I内，转子铁芯4的外圆周上均匀开设若干槽，槽分布在转子齿9之间，槽中设置转子鼠笼绕组7。已有的异步电机定子铁芯2和转子铁芯4可以采用直槽或者斜槽工艺，斜槽具有一点减振降噪作用。就电机内部的径向电磁激振力而言，已有的异步电机与普通同步电机或者永磁电机一样，存在着频率与极数成正比的极频径向电磁激振力。此外异步电机还存在与定、转子齿槽数相关的槽频电磁激振力，情况复杂，减振降噪难度大。如图3所示，异步电机内部的磁场由定子铁芯2的N极出发，经过定子与转子之间的气隙、转子齿9、转子铁芯4、转子齿9、定子与转子之间的气隙、定子铁芯2的S极、定子齿8，再沿圆周方向经过定子铁芯2，再经过定子齿8，最后回到定子铁芯N极，当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有轴向相邻段同向和反向通电绕组的异步电机，其包括定子机座、定子铁芯、定子绕组、转子铁芯、转子轴、轴承和转子鼠笼绕组；所述定子机座内固定设置有所述定子铁芯，所述定子绕组固定设置在所述定子铁芯上；所述转子铁芯固定设置在所述转子轴上，所述转子轴通过所述轴承固定设置在所述定子机座内，所述转子铁芯的外圆周上设置所述转子鼠笼绕组；其特征在于：将定子沿轴向分成两段以上，所述定子铁芯和定子绕组均设置为两段以上，每段中所述定子铁芯上的定子绕组按通电方式分为轴向相邻段同向通电线圈和轴向相邻段反向通电线圈，所述轴向相邻段同向通电线圈采用同向电流供电，所述轴向相邻段反向通电线圈采用反向电流供电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王善铭，孙旭东，曹海翔，柴建云，王祥珩，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11