一种绕线转子无刷双馈电机转子结构的制作方法

本实用新型属于无刷双馈电机技术领域，具体而言，涉及一种绕线转子无刷双馈电机转子结构。

背景技术：

无刷双馈电机采用电网电源和变频电源同时馈电的方式，具有可调的功率因数，优良的四象限运行能力，可靠性高，且运行时，并不要求变频器提供全功率，而只要求提供“转差功率”，这样不仅变频器容量小，也可采用较低电压等级，大大降低了整个系统的成本。

无刷双馈电机最初的思想源于两台绕线转子感应电机的串级联接。早期英国Broadway为这种电机的研究发展作出了重要贡献，但更为系统深入的研究，则始于1980年代。近年来,国外研究基本形成两大流派，一是以Will iamson教授为代表的英国剑桥大学,重点研究笼型转子结构的无刷双馈电机(BDFM)；二是以T.A.Lipo教授为代表的Wisconsin大学及Ohio州立大学,重点研究磁阻转子结构的双馈电机，分别取得了不同进展，其分析研究方法也各有所差异。

近年来，尽管无刷双馈电机无论是在电机本体还是控制系统等方面的研究，均可以说是取得了重大进展，但进入工业实用相对较少，其技术瓶颈主要在于转子结构。目前，无刷双馈电机存在着气隙磁场谐波含量大、气隙磁场谐波含量随负荷变化、转子电磁材料利用率低、噪声振动等问题。

磁阻转子和笼型短路转子相比较，绕线转子应用于无刷双馈电机有着显而易见优势。绕线转子无刷双馈电机接线方式灵活，线圈匝数与节距均能不受限制地灵活调节，可以同时做到最大程度提高导体利用率和削弱谐波。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种绕线转子无刷双馈电机转子结构，旨在解决现有技术中存在的技术问题。

为了实现上述的目的，提高导体利用率和削弱谐波影响，本实用新型提供了一种绕线转子无刷双馈电机转子结构，包括转子轴、内风扇、转子铁芯、转子压圈、转子线圈和平衡环，所述转子轴中部外周固定有转子铁芯，所述转子铁芯两端设有转子压圈，所述转子压圈套设在所述转子轴上，所述转子铁芯上绕设有转子线圈，所述转子轴前端同轴套设有内风扇，所述转子轴后端同轴套设有平衡环。

进一步地，所述转子轴包括轴体、筋板和连接片，所述轴体外周径向焊接有多个筋板，所述筋板沿所述轴体长度方向设置，相邻所述筋板之间焊接固定有连接片。

进一步地，所述轴体采用35#圆钢。

进一步地，所述转子压圈外侧固定有压圈筒，所述压圈筒以所述转子轴为中心轴与所述转子压圈同轴设置，所述压圈筒上设有固定所述转子线圈端部的安装孔。

进一步地，所述转子线圈为散线式结构，由几种匝数和节距均不同的线圈经过连接形成闭合的线圈组，其下线后端部用无纬带绑扎并固定在所述压圈筒的安装孔上，经整体浸漆固定。转子线圈在绕制时适当放长端部，有利于下线接线，转子绕组端部整形方便，在固定绕组端部时，用无纬带绑扎在压圈筒上，相对用绝缘支架固定更加牢固可靠。

进一步地，所述内风扇采用后倾角离心式风扇。应用本申请的技术方案，由于绕线转子采用混流式通风结构，在端部设置内风扇，增大整体空间，内风扇采用后倾角离心式风扇，散热效果好。

并且，由于转子线圈为不同匝数和节距，下线后存在空槽以及槽内不满，从而增加转子不平衡量。转子下线后空槽及槽内较松的部分，用热膨胀垫条填满，以保证槽内转子线圈固定牢固，转子整体平衡性。转子各零部件在制作后都需进行平衡，包括转子压圈、内风扇、转子轴和平衡环。控制不平衡量以保证转子整体平衡性。

应用本实用新型的技术方案，绕线式转子可以精细的控制转子P1和P2对极磁动势幅值及谐波含量，利用齿谐波磁动势的自然属性：齿谐波磁动势绕组系数与基波磁动势相同，齿谐波磁动势成对出现且旋转方向相反。在满足对称性的前提下，选取转子槽数Z＝p1+p2获得绕组齿谐波磁动势。进一步扩展槽数以能同时做到提高利用率和削弱谐波，并对绕组磁动势谐波分析，调整各个线圈相对匝数，以将谐波尽可能削弱，最终获得双正弦齿谐波转子绕组。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本实用新型的转子及其部件结构示意图；

图2示意性示出了本实用新型的转子轴的结构示意图；

图3示意性示出了本实用新型的转子线圈与压圈筒连接局部放大图；

图4示意性示出了本实用新型的转子线圈的结构示意图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

1转子轴；101轴体；102筋板；103连接片；2内风扇；3转子铁芯；4转子压圈；5转子线圈；6平衡环；7压圈筒；8安装孔；9无纬带。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，属于“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品、或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造的上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

参见图1至图4所示，本实用新型提供了一种绕线转子无刷双馈电机转子结构，包括转子轴1、内风扇2、转子铁芯3、转子压圈4、转子线圈5和平衡环6，所述转子轴1中部外周固定有转子铁芯3，所述转子铁芯3两端设有转子压圈4，压紧转子铁芯3防止铁芯外涨。压圈筒7上有安装孔8，用于固定转子线圈5端部。所述转子压圈4套设在所述转子轴1上，所述转子铁芯3上绕设有转子线圈5，所述转子轴1前端同轴套设有内风扇2，所述转子轴1后端同轴套设有平衡环6。

进一步地，所述转子轴1包括轴体101、筋板102和连接片103，所述轴体101外周径向焊接有多个筋板102，所述筋板102沿所述轴体101长度方向设置，相邻所述筋板102之间焊接固定有连接片103。具体的，所述轴体101采用35#圆钢，优选的，在轴体101上加工应力释放槽(图中未示出)，避免焊接应力变形。

进一步地，所述转子压圈4外侧固定有压圈筒7，所述压圈筒7以所述转子轴1为中心轴与所述转子压圈4同轴设置，所述压圈筒7上设有固定所述转子线圈5端部的安装孔8。具体的压圈筒7为钢板焊接筒式，焊接固定安装在转子压圈4上。

进一步地，所述转子线圈5为散线式结构，由几种匝数和节距均不同的线圈经过连接形成闭合的线圈组，取消了电刷和滑环，其下线后端部用无纬带9绑扎并固定在所述压圈筒7的安装孔8上，经整体浸漆固定。转子线圈5在绕制时适当放长端部，有利于下线接线，转子绕组端部整形方便，在固定绕组端部时，用无纬带9绑扎在压圈筒7上，相对用绝缘支架固定更加牢固可靠。

进一步地，所述内风扇2采用后倾角离心式风扇。应用本申请的技术方案，由于绕线转子采用混流式通风结构，在端部设置内风扇2，增大整体空间，内风扇2采用后倾角离心式风扇，散热效果好，保证转子通风冷却。

转子线圈5嵌线时按照转子接线图执行，转子槽内放0.2mm复合材料防护转子线圈5，槽口增加转子槽楔，嵌线后空槽及槽内较松部分用热膨胀垫条填满。转子线圈5端部用无纬带9绑扎平整并固定。转子线圈5与转子铁芯3整浸真空压力漆固定成整体。并且，由于转子线圈5为不同匝数和节距，下线后存在空槽以及槽内不满，从而增加转子不平衡量。转子下线后空槽及槽内较松的部分，用热膨胀垫条填满，以保证槽内转子线圈5固定牢固，转子整体平衡性。转子各零部件在制作后都需进行平衡，包括转子压圈4、内风扇2、转子轴1和平衡环6。控制不平衡量以保证转子整体平衡性。

应用本实用新型的技术方案，绕线式转子可以精细的控制转子P1和P2对极磁动势幅值及谐波含量，利用齿谐波磁动势的自然属性：齿谐波磁动势绕组系数与基波磁动势相同，齿谐波磁动势成对出现且旋转方向相反。在满足对称性的前提下，选取转子槽数Z＝p1+p2获得绕组齿谐波磁动势。进一步扩展槽数以能同时做到提高利用率和削弱谐波，并对绕组磁动势谐波分析，调整各个线圈相对匝数，以将谐波尽可能削弱，最终获得双正弦齿谐波转子绕组。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。