旋转电机的定子及使用该定子的旋转电机制造技术

一种旋转电机，包括：一个定子，其包括一个定子铁芯１０４和一个与铁芯１０４相连的定子骨架１０６。骨架１０６的结构使骨架的电磁力振动不同于骨架的固有振动模式。例如，骨架在垂直于骨架轴线方向上的截面的外圆周大体上是由Ａ.ｓｉｎ ｎθ所限定的形状。这里，Ａ表示截面平均半径ｒ的形变，比值Ａ／ｒ设定在０．０５≤Ａ／ｒ≤０．５范围内，其中θ是机械角，ｎ是１除外的奇数。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可降低振动和噪音的旋转电机，例如电动机，发电机，同步机等的定子。
技术介绍
通常，例如，感应电动机作为一种旋转电机是众所周知的。图39A和39B以及图40A和40B是表示这类传统的感应电动机的两个例子。图39A和40A是其局部剖的侧视图，而图39B和40B是沿点划线A-B取的剖视图。定子1包括骨架2和固定在该骨架2上的定子芯(铁芯)3。转子4由经轴承5可旋转地装在旋转轴6上的转子芯(铁芯)7组成。近年来，这样的感应电动机在许多情况下都以换向器进行速度控制。然而，由于速度是由速度控制操作来改变，就产生如下问题，即电磁力的频率和感应电动机的结构系统的固有振动数相互干扰而产生共振现象和大的噪音。于是，由于速度改变，共振点不能避免。作为用于降低由这种共振现象产生的噪音的装置，例如，有公知的日本技术公开号NO55_109353所公开的一种。图41是表示这种类型的传统的感应电动机结构例子的剖视图。弹性板13经弹性体12安装，而定子芯3和骨架2弹性地支撑在弹性板13上。然而，在具有上述结构的感应电动机中，弹性板13的刚性必须降低，以使其难于将定子芯3的振动传递到骨架2上。定子芯3受到一个在圆周方向的力矩的作用，该力矩作为转子7的驱动力矩的反作用力。因此，弹性板13必须承受定子芯3的重量和圆周方向的力，而该力使其难于降低弹性板13的刚性。因此，由于从定子1传递到外侧的振动不能够充分地降低，使噪音也不能充分地降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够充分降低振动和噪音的旋转电机的定子以及使用该定子的旋转电机。按照本专利技术的一个方面，提供有一种包含铁芯和同该铁芯连接的骨架的旋转电机的定子，其特征是该骨架的形状使其电磁力振动不同于该骨架的固有振动模式。按照本专利技术的另一个方面，提供有一种无骨架型的旋转电机定子，其包括有一个铁芯，该铁芯的形状使其电磁力振动不同于该铁芯的固有振动模式。按照本专利技术的另一个方面，提供有一种旋转电机定子，其包括有一个铁芯和一个与该铁芯相连的骨架，该骨架在垂直于轴向的截面的外圆周形状，可以从大体上的圆，大体上的正方形，大体上的梯形，和大体上的矩形中择其一，其中，铁芯的中心点偏离骨架的中心点和骨架的对角线的交点之一。附图说明附图与说明书结合，并构成说明书的一部分，说明本专利技术的实施例。附图与上面的一般描述以及下面对实施例的详细描述，用于解释本专利技术的原理。图1是解释噪音产生机制的视图；图2A_图2F是解释一个圆形模式的视图；图3是解释传统噪音的特性图；图4是解释电磁力振动的视图；图5A，图5B和图5C是从电磁力振动和固有振动模式的关联来解释振动产生机制的视图；图6A和图6B是解释振动的特性图；图7A至图7C是解释振动的特性图；图8A到图8C是解释振动的特性图；图9A至图9B是显示按照本专利技术的第一实施例的旋转电机定子的局部剖的侧视图和横截面图；图10是显示按照本专利技术的第一实施例的旋转电机在一次试验中的噪音频率和工作频率之间关系的特性图；图11是显示指令n和噪音水平之间关系的特性图；图12A和图12B是显示按照本专利技术第二实施例的旋转电机定子的一个实例的局部剖的侧视图和横截面图；图13A和图13B是显示按照本专利技术第二实施例的旋转电机定子的另一个实例的局部剖的侧视图和横截面图；图14是显示按照本专利技术第三实施例的旋转电机定子的一个实例的立体视图；图15是显示按照本专利技术第三实施例的旋转电机定子的另一个实例的立体视图；图16是显示按照本专利技术第四实施例旋转电机定子的立体视图；图17是显示按照本专利技术第五实施例的旋转电机定子的截面图；图18是显示按照本专利技术第六实施例的旋转电机定子的截面图；图19A和图19B是显示按照本专利技术第七实施例的旋转电机定子的截面图和侧视图；图20A和图20B是显示按照本专利技术第八实施例的旋转电机定子的一个实例的截面图和侧视图；图21A和图21B是显示按照本专利技术第八实施例的旋转电机定子的另一个实例的截面图和侧视图；图22是显示按照本专利技术第九实施例的旋转电机定子的立体视图；图23是显示按照本专利技术第十实施例的旋转电机定子的立体视图；图24是显示按照本专利技术第十一实施例的旋转电机定子的一个实例的横截面图；图25是显示按照本专利技术第十一实施例的旋转电机定子的另一个实例的横截面图；图26是显示按照本专利技术第十一实施例的旋转电机定子的另一个实例的横截面图；图27A和图27B是显示按照本专利技术第十一实施例的旋转电机定子的另一个实例的局部剖的侧视图和横截面图； 图28A，图28B和图28C是显示按照本专利技术第十一实施例的旋转电机定子的另一个实例的不同位置的横截面图；图29是显示噪音特性的特性图；图30A，图30B和图30C是显示h2/h1取不同值的横截面图；图31是显示按照本专利技术第十二实施例的旋转电机定子的横截面图；图32是显示噪音特性的特性图；图33是显示本专利技术第十四实施例的旋转电机定子的横截面图；图34是显示本专利技术第十五实施例的旋转电机定子的横截面图；图35是显示本专利技术第十五实施例的旋转电机定子的立体视图；图36是显示本专利技术第十六和第十七实施例的旋转电机定子的横截面图；图37A和图37B是显示本专利技术第十八实施例的旋转电机定子的横截面图；图38是显示本专利技术第十九实施例的旋转电机定子的横截面图；图39A和图39B是显示传统的感应电动机的一个构造实例的局部剖的侧视图和截面图；图40A和图40B显示传统的感应电动机的另一个构造实例的局部剖的侧视图和截面图；图41是显示传统的感应电动机的另一个构造实例的局部剖的侧视图；具体实施方式现在将参照附图对包括按照本专利技术的定子的旋转电机的实施例描述如下。开始，将解释噪音产生的机制，以形成本专利技术的先决条件。图1是解释噪音产生机制的视图。当作用于转子铁芯102和定子铁芯104之间的空气间隙的电磁力的频率与定子铁芯104的固有振动频率产生共振时，骨架106产生显著振动，使该振动幅射到空气中产生噪音。由电磁力产生的骨架106的变形模式一般为圆振动模式的椭圆模式(序列n＝2)。圆振动模式是指在该模式中，外部形状的改变是在半径方向、如图2A至2F所示。该模式包括一个膨胀收缩模式(序列n＝0)，一个转换模式(序列n＝1)，一个椭圆模式(序列n＝2)，一个三角形模式(序列n＝3)，一个正方形模式(序列n＝4)，一个五角形模式(序列n＝5)等等。传统上，在大多数情况下定子铁芯3和骨架2的横截面(垂直于旋转轴)是圆形或正方形，如图39B和40B所示。噪音检测结果显示在图3上。水平轴表示工作频率(Hz)，而垂直轴表示噪音水平(dB)。可以看到，感应电动机在40Hz到60Hz的工作频率之间存在一个大的峰值。这就是在共振的影响下产生的噪音。现在，将对噪音产生的原理给予具体的解释。因为电磁力是一个旋转磁场，就可以产生一种模式，在该模式中，该电磁力作为一种强迫振动随着时间的流逝而旋转和改变，该强追振动从定子铁芯的一给定点来看在朝向定子铁芯的内直径方向主要是一个椭圆模式(n＝2)。由上述电磁力产生的振动可用公式(1)表示fM＝A·sin(ωt-Mθ) (1)这里，fM表示由电磁力产生的振动，A表示电磁力的幅变，ω表示电磁力的角振动数，M表示电磁力振动的序列，θ表示机械角，t表示时间。固有振动φN用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转电机的定子，包括：铁芯（３），和与铁芯３相连的骨架（２），其特征在于：骨架（２）的构造使骨架的电磁力振动不同于骨架的固有振动模式。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：野田伸一，川中满吉，村上伸，尾崎圭史，松浦忠，长谷川寿克，
申请(专利权)人：东芝电梯株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]