同步电机制造技术

一种同步电机，包括一个定子，它具有一对由软磁材料制成的相对磁极和激励线圈；端盖，由非磁性材料制成，安装在所述定子磁极的侧端面上；以及一个转子，由永久磁体制成，其外圆周表面上具有多个磁极，并且通过安装在所述端盖上的轴承以可以旋转的方式安装在所述定子磁极之间，在位于端盖之中的所述转子的至少一端上整体地装有一个惯性质量块。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及一种具有永久磁体转子，用于驱动开罐头器，水果压汁器等等用具的同步电机。更具体地说，本专利技术所涉及的是一种经过改进的同步电机，其输入电压的范围可以调节，以便使甚至是同样的电机既可以在同步方式下被驱动，也可以在普通的工作方式下被驱动。附附图说明图1是一种通用类型的同步电机的部分侧视剖视图，附图2是基本上沿着附图1中A-A线的剖视图。在附图1和2中，附图标记1用来表示定子，它由诸如硅钢片之类的软磁材料制成，被层叠起来形成一种U形结构，具有一对分别位于定子的两臂端处的相对磁极1a。附图标记2表示激励线圈，它们被装在定子1的每一个臂上，并和一个交流电源(图中未示)相连接，从而在磁极1a中形成交变磁场。附图标记3表示一个非磁性材料制成的端盖，它由诸如尼龙树脂或者铝合金材料制成，其安装方式使之面向定子1的磁极1a的侧端面。附图标记4表示转子，它基本上为圆柱形，通过一个转轴5，以可以旋转的方式安装在定子1的磁极1a之间，而所述的轴5固定在转子的中心，并被装在端盖3上的轴承6之中。转子4由诸如硬铁磁材料之类的永久磁体制成，具有磁极S和N，它们在转子的外圆周表面上沿着轴向方向延伸，并且在圆周方向上以相同的间隔交错地排列。转子4可以是所谓两极式的类型，其中两个永久磁体在横截面上形成圆弧形状，其安装方式使它们彼此相对。在如上所述的结构中，当交流电压施加到安装在定子1上的激励线圈2上时，在磁极1a和1a之间产生交变磁场，使定子1和转子4之间产生磁性吸引力和推斥力，从而形成一个力矩作用在转子4上。由于所述力矩和转子的转动惯量相平衡，因此转子4的旋转速度最终与交变电压的频率相同步。一种被普遍接受的观点认为，当同步电机以接近于同步速度的速度工作时，可以获得最高的效率。然而，具有普通结构的同步电机可能产生这样的问题，即当将较大的交流电压施加到激励线圈2上时，转子4就不能保持正常的旋转。例如，当一个使用日本标准电压(200伏)的同步电机在欧洲共同体国家(其标准电压为230伏)中使用时，就会因为该电机进入到非正常的旋转状态而不能正常工作。附图5B显示了如附图1和2所示的普通同步电机的输入电压和电流之间的关系。在附图5B中，实线所示的范围是正常旋转的范围，而输入电压超过如图中虚线所示的电压值(例如220伏)时，就会产生不正常的旋转。换句话说，这种同步电机无论如何也不能在如附图中点划线所示的240伏工作电压下运行。转子4的工作情况将在下面介绍。在具有如附图1和2中所示结构的同步电机中，当施加到激励线圈2中的交流输入电压由零逐渐增大时，转子4经历如下的循环振荡-不正常旋转-正常旋转-不正常旋转-振荡。在输入电压保持在相对低的范围内时，流过激励线圈2的电流也保持在相对低的范围内，作用在转子4上的力矩与转子4的转动惯量相比较小。这样，转子4不能旋转，或者会围绕一定的圆心角形成摆动式的运动(即振荡)。接着，当流过激励线圈2的电流随着输入电压的增大而增大时，转子4在一个方向上旋转。然而，由于上述力矩与转子4的转动惯量相比还不够大，旋转一圈中角速度的变化太大，以至于不能保持稳定的旋转(即不正常的旋转)。当输入电压继续增大时，作用在转子4上的力矩变得和转子4的转动惯量相平衡，因此在一圈旋转中角速度的变化也逐渐减小，从而导致稳定的旋转(即正常的旋转)。正常旋转的范围为附图5B中的实线所示的范围。随着输入电压的进一步增大，作用在转子4上的力矩变得过大，打破了和转子4的转动惯量之间的平衡，导致了在一圈旋转中角速度变化的增加，使之不能保持稳定的旋转(即不正常的旋转)。当输入电压超过附图5B中虚线所示的数值时(例如220伏)，就会出现这种状态。如果输入电压再进一步增大，作用在转子4上的力矩与转子4的转动惯量相比，就会大得不正常，其结果是使转子4脱离同步状态，导致停止旋转(振荡)。产生上述现象的原因是转子4的转动惯量和由磁极1a和1a之间的磁场以及由构成转子4的永久磁体的磁场所产生的力矩失去了平衡。一个克服上述缺点的有效措施是通过诸如在伸出端盖3的旋转轴5上固定一个惯性质量块来增加转子4的转动惯量。然而，将一个附加的惯性质量块固定到旋转轴5上会导致与其他驱动设备产生干扰的问题，同时，在电机的有限空间中安装一个惯性质量块也会带来困难。提供一个较长的旋转轴5，用于安装惯性质量块会导致另一个问题，即在不需要安装惯性质量块的其他应用场合，需要额外的空间来将驱动件与不必要的过长的轴相连接。另一方面，设计和制造用于不同电压参数的同步电机将会导致产品类型的增加，降低生产的效率。本专利技术的目的是克服已有技术中所存在的缺点，提供一种同步电机，该同步电机的主要部件能够通用于不同的电压参数，而且可以在不需要改变电机外形的情况下调节转子的转动惯量。以下将结合附图对本专利技术的实施方案进行详细的说明。附图1是通用类型的同步电机的部分侧视剖视图;附图2是基本上沿着附图1中A-A线的剖视图;附图3A和3B分别是本专利技术实施方案中所采用的转子的侧视图;附图4A至4E分别是显示如附图3A和3B中所示惯性质量块的典型形状的端视图;附图5A是显示采用本专利技术的同步电机中输入电压和电流之间的关系的曲线图;附图5B是显示通用同步电机的输入电压和电流之间的关系的曲线图。附图3A和3B是显示本专利技术实施方案的转子的视图，相同的部件将采用和附图1和2中相同的附图标记。在附图3A和3B中，附图标记7用来表示惯性质量块，它由非磁性材料制成，例如铅、锌、铜、不锈钢等等，其外形为板形，与转子4的端部结合成一个整体。附图3A显示的惯性质量块7位于转子4的两端，而附图3B所示的惯性质量块7则位于转子4的一端。在将惯性质量块安装在转子4的一端或两端的实施方案中，当惯性质量块7是由诸如钢之类的铁磁材料制成时，将这样的惯性质量块7安装在如附图1和2所示的定子1的磁极1a和1a之间时，就会对作用在转子4上的磁通量和磁通分布产生不利的影响。因此，惯性质量块7最好用非磁性材料制成。如附图4A到4E所示，惯性质量块7在与转子4的轴线相垂直相交的平面上所呈现的形状可以是各种不同的几何形状。在附图4A到4E中，附图标记5a用来表示一个孔，附图3A和3B中所示的旋转轴5插入到该孔之中。下面将对采用具有如上所述结构的转子4的同步电机的电气特性进行说明。与上面所述的附图5B相对应，附图5A所示的曲线显示了本专利技术的实施方案中输入电压和电流之间的关系。如附图5A所示，采用本专利技术的同步电机能够实现正常旋转的输入电压范围大约为150-260伏，与附图5B所示的普通类型同步电机相比，该电压范围向高电压方向做了移动。因此，如附图5A的点划线所示，采用本专利技术的同步电机即使在输入电压达到240伏时，也能够令人满意地正常旋转。这样，采用如上所述的结构，即使是使用200伏日本标准电压的同步电机也能够使用于欧洲共同体国家(其标准电压为230伏)，而且在输入电压发生波动时，也可以保持正常的工作，不会在输入电压升至诸如260伏之前发生不正常的旋转。在上面的实施方案中所介绍的惯性质量块7具有板形的形状，其上具有一个孔，旋转轴5插入到该孔之中。然而，惯性质量块7也可以固定到转子4的端面上。此外，只要惯性质量块7不和定子1以及位于端盖3(参见附图1和2)中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步电机，包括一个定子，它具有一对由软磁材料制成的相对磁极和激励线圈；端盖，由非磁性材料制成，安装在所述定子磁极的侧端面上；以及一个转子，由永久磁体制成，其外圆周表面上具有多个磁极，并且通过安装在所述端盖上的轴承以可以旋转的方式安装在所述定子磁极之间，在位于所述端盖之中的所述转子的至少一端上整体地装有一个惯性质量块。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：五十岚公平，
申请(专利权)人：马渊马达株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]