一种具有隔振功能的定子及其制作方法和电机技术

本发明专利技术公开了一种具有隔振功能的定子，由机座、电枢以及M个隔振结构组成，所述的电枢由轭部铁芯冲片、轴向固定在轭部铁芯冲片上的若干组合支撑结构、布置在相邻两个组合支撑结构之间的定子线圈以及位于铁心两端的端压板组成，组合支撑结构由N个复合材料块、N

【技术实现步骤摘要】
一种具有隔振功能的定子及其制作方法和电机


[0001]本专利技术属于电机领域，具体涉及一种低振动定子，以及其制作方法和使用该定子的电机，适合在大功率、低转速、结构紧凑、运行成本低等要求的船舶推进用高温超导电动机或高温超导直驱风力发电机中运用。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展和人类环保意识的加强，人们越来越重视环境的振动噪声污染问题。因此，对于在工业届具有广泛应用的电机而言，其振动噪声成为考核产品竞争力的一个十分重要的性能指标。
[0003]电机正常运行时，定子铁心在电磁激振力的作用下会产生一定的振动，该振动通过铁心与机座的连接结构传递到机座和基础。如果定子铁心的振动过大，将会对定子机座、基础及与它相连接的附属系统产生不利的影响，甚至会导致严重事故，因此低振动噪声电机的开发迫在眉睫。为了抑制电机的振动噪声，采取的技术路径主要有三大类：第一类是通过修改电机结构本身的几何参数来改变结构振动的共振频率，从而避开电磁激励力频率；第二类是采取减隔振技术，从传递路径的角度来降低电机的振动响应；第三类是采取控制措施，直接通过降低电磁激励力的幅值来降低振动响应。
[0004] 现有技术中，有多种采用第二类技术路径的隔振结构方案。汽轮发电机机座和定子铁心之间采用柔性隔振结构连接 ，主要分轴向组合式卧式弹簧板隔振结构和切向立式弹簧板隔振结构。其中卧式方案只能适用于铁心内压装 ，机座和铁心不能平行作业；立式方案夹紧环数量多，结构复杂，重量大，所需空间大。而专利号为CN 102044929 A的专利给出了一种电机定子铁心与机座的定位安装结构。其中电机定子铁心与机座之间通过折弯成55
°
夹角的弯折钢板连接起来，以达到消除电机振动的目标，有效保证电机的正常运行。由于55
°
夹角的弯折钢板位于电机两侧，数量有限，不能传递较大的扭矩，仅适合高速低扭矩应用场合。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于克服现有技术的不足，提供一种既满足刚强度的要求，又能满足工艺简单要求的隔振结构，并将其应用于定子以降低电机的振动噪声。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有隔振功能的定子，包括机座和气隙电枢；所述的机座包括位于左右两端的带内圆孔外方立板以及位于两立板之间的隔板，所述的立板内圆孔面沿圆周方向开设有M个与其切向成θ角度的内矩形槽（0
°
≤θ≤90
°
），两个立板共开设有2M个内矩形槽；所述的气隙电枢包括轭部铁芯冲片以及轴向固定在轭部铁芯冲片上的若干组合支撑结构，相邻两个组合支撑结构之间依次布置定子线圈以及位于铁心两端的圆环状端压板，所述的组合支撑结构由N个复合材料块、N
‑
1个不导磁/弱导磁金属板以及Q个贯穿复合材料块与不导磁/弱导磁金属板的复合材料杆构成（N≥2，Q≥2），所述的端压板外圆面沿圆周方向开设有M个与内矩形槽对应，即与该处切向成θ角度的
外矩形槽，两个端压板共开设有2M个外矩形槽；还包括位于机座与气隙电枢之间的M个隔振结构（M≥2），所述的隔振结构为嵌于内矩形槽与外矩形槽之间两端厚中间薄的矩形条，通过铰制孔螺栓将机座与气隙电枢连接起来。
[0007]所述的一种具有隔振功能的定子，其复合材料块由玻璃纤维板或碳纤维板加工而成，不导磁/弱导磁金属板由不锈钢板、铝合金板或铜板加工而成，复合材料块和不导磁/弱导磁金属板首尾交替叠压粘接。
[0008]所述的一种具有隔振功能的定子，其复合材料杆截面为圆形或方形，由玻璃纤维丝或碳纤维丝现场穿丝固化而成或采用复合材料成型杆加工而成，沿轴向穿进复合材料块和不导磁/弱导磁金属板的连接孔中。
[0009]所述的一种具有隔振功能的定子，其隔振结构为金属实心结构、金属中空结构或阻尼材料填充的金属中空结构。
[0010]所述的一种具有隔振功能的定子，其隔振结构与内矩形槽和外矩形槽之间为过渡配合或间隙配合。
[0011]所述的一种具有隔振功能的定子，其轭部铁芯冲片为轴向带有鸽尾槽的圆环形或扇形结构。
[0012]本专利技术的目的之二在于提供一种上述具有隔振功能的定子的制作方法，步骤为：步骤1，分别制造机座、M个隔振结构、轭部铁芯冲片、端压板和定子线圈等部件；步骤2，选用玻璃纤维板或碳纤维板加工得到复合材料块，选用不锈钢板、铝合金板或铜板加工得到不导磁/弱导磁金属板，用粘接胶将复合材料块和不导磁/弱导磁金属板首尾交替叠压粘接在一起，用工装保证其连接孔及侧面对齐，将玻璃纤维丝或碳纤维丝沿轴向分别穿进复合材料块和不导磁/弱导磁金属板连接孔中，随后浸渍树脂并固化形成复合材料杆，整体机加得到组合支撑结构；步骤3，将轭部铁芯冲片和端压板叠压在一起，并将组合支撑结构宽顶端放置于轭部铁芯冲片的鸽尾槽内；步骤4，在组合支撑结构与轭部铁芯冲片鸽尾槽之间的间隙内沿轴向打入楔形键，将组合支撑结构胀紧固定，将定子线圈放入轭部铁芯冲片和组合支撑结构组成的槽内；步骤5，在组合支撑结构窄底端沿轴向打入槽锲，胀紧固定定子线圈，VPI后即得气隙电枢；步骤6，将M个隔振结构中间部位嵌于机座的内矩形槽内，通过铰制孔螺栓将机座与隔振结构中间部位紧固连接起来；步骤7，采用工装将装配有隔振结构的机座立式放置，将气隙电枢吊入机座内，注意电枢端压板的矩形槽与隔振结构对应，通过铰制孔螺栓将电枢与隔振结构两端紧固连接起来，即为定子。
[0013]本专利技术的目的之三在于提供一种电机，包括非驱动端轴承及轴承座、转子、端盖、定子、驱动端轴承及轴承座，还包括上述具有隔振功能的定子。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术在机座与气隙电枢之间设置既满足刚强度的要求，又能满足工艺简单要求的隔振结构，应用于定子可以降低电机的振动噪声。本专利技术在提高转矩密度、简化工艺、降低成本及减振降噪等方面均有较大程度的创新，特别适合在大功率、低转速、结构紧凑、运行成本低等要求的船舶推进用高温超导电动机或高温超导直驱风
力发电机中运用。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术隐去定子线圈的结构示意图；图3为本专利技术机座的结构示意图；图4为本专利技术隔振结构的结构示意图；图5为本专利技术电枢的结构示意图；图6为本专利技术电枢隐去定子线圈的结构示意图；图7为本专利技术组合支撑结构的结构示意图；图8为使用本专利技术定子的电机结构图。
[0016]各附图标记为：1—非驱动端轴承，2—转子，3—端盖，4—定子，5—驱动端轴承，41—机座，42—隔振结构，43—气隙电枢，411—立板，412—隔板，413—内矩形槽，421—隔振结构端部，422—隔振结构中部，431—轭部铁芯冲片，432—组合支撑结构，433—定子线圈，434—端压板，4321—复合材料块，4322—不导磁/弱导磁金属板，4323—复合材料杆。
实施方式
[0017]为进一步说明本专利技术的目的和技术方案，下面将结合附图的具体实施例作进一步详细说明。
[0018]本专利采用第二类技术路径，即在电机定子铁心振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有隔振功能的定子，包括机座（41）和气隙电枢（43）；其特征在于：所述的机座（41）包括位于两端的带内圆孔立板（411）以及位于中间的隔板（412），所述的内圆孔面沿圆周方向开设有M个与其切向成θ角度的内矩形槽（413）；所述的气隙电枢（43）包括轭部铁芯冲片（431）以及轴向固定在轭部铁芯冲片（431）上的若干组合支撑结构（432），相邻两个组合支撑结构（432）之间依次布置定子线圈（433）以及圆环状端压板（434），所述的组合支撑结构（432）由N个复合材料块（4321）、N
‑
1个不导磁/弱导磁金属板（4322）以及Q个贯穿复合材料块（4321）与不导磁/弱导磁金属板（4322）的复合材料杆（4323）构成，所述的端压板（434）外圆面沿圆周方向开设有与内矩形槽（413）对应的外矩形槽；还包括位于机座（41）与气隙电枢（43）之间的M个隔振结构（42），所述的隔振结构（42）为嵌于内矩形槽（413）与外矩形槽之间两端厚中间薄的矩形条，通过铰制孔螺栓将机座（41）与气隙电枢（43）连接起来；其中0
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≤θ≤90
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，M≥2，N≥2，Q≥2。2.根据权利要求1所述的一种具有隔振功能的定子，其特征在于，所述的复合材料块（4321）由玻璃纤维板或碳纤维板加工而成，所述的不导磁/弱导磁金属板（4322）由不锈钢板、铝合金板或铜板加工而成，复合材料块（4321）和不导磁/弱导磁金属板（4322）首尾交替叠压粘接。3.根据权利要求1所述的一种具有隔振功能的定子，其特征在于，所述的复合材料杆（4323）截面为圆形或方形，由玻璃纤维丝或碳纤维丝现场穿丝固化而成或采用复合材料成型杆加工而成，沿轴向穿进复合材料块（4321）和不导磁/弱导磁金属板（4322）的连接孔中。4.根据权利要求1所述的一种具有隔振功能的定子，其特征在于，所述的隔振结构（42）为金属实心结构、金属中空结构或阻尼材料填充的金属中空结构。5.根据权利要求1所述的一种具有隔振功能的定子，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周勇，余虎，熊琪，李锐，
申请(专利权)人：武汉船用电力推进装置研究所中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：