一种实心转子交流电机的制作方法

本发明涉及电机技术领域，尤其是涉及一种实心转子交流电机。

背景技术

传统交流电机都采用径向工作磁场，工作磁场方向垂直于转轴的轴线，定子铁心工作面呈圆柱面。传统交流电机的定子铁心内圆设槽，槽内嵌定子绕组，异步机时转子铁心为叠片的圆柱体，槽内嵌铜线或铸铝形成绕组，叠片铁心的作用是交流工作磁场导磁，绕组的作用是导电；同步电机时圆柱形表面装绕线磁极或永磁体磁极。传统交流电机的轴向长度较长，需要有转轴、轴承、端盖等构成一个完整体。为降低损耗，传统电机都是叠片铁心导磁，低电阻率的铜或铝制绕组导电，结构复杂，制造成本高。目前的传统电机结构轴向尺寸较长，材料用量大，重量比较重，需要有较大的安装空间，安装维修不便，在一些特定场合应用存在较大问题。

技术实现要素：

本发明的目的旨在克服现有技术存在的不足，提供了一种制造方便，制造成本低，安装方便的实心转子交流电机。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种实心转子交流电机，包括定子组件、转子组件、支撑座以及轴承；所述定子组件为两套且对称设置，所述定子组件包括机座，固定安装于机座上的定子铁芯，嵌装于定子铁芯上的定子绕组；所述转子组件包括转轴，固定安装于转轴中部的转子盘；两定子组件的机座对称安装于支撑座上；两机座上的定子铁芯相对置；所述转轴的两端处通过轴承安装于两机座上，且转子盘位于两定子铁芯之间。

优选的是，所述转子盘为具有一定厚度的均质导磁钢板。

优选的是，所述转子盘上设置有放射状径向槽或多圈环形槽，放射状径向槽或多圈环形槽内嵌装有铸铝或铜条，以形成一个格栅绕组。

优选的是，所述转子盘上设置有放射状径向槽或环形阵列的凹槽，放射状径向槽或多圈环形槽内嵌装有永磁钢条。

优选的是，所述定子铁芯由薄硅钢板叠成一个圆环盘状体，所述定子铁心上设有实现导磁和嵌装线圈的齿和槽。

优选的是，所述转轴由钢棒制成。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明与传统电机相比具有高效，高强度，制造方便，低成本，安装方便等优点。还可以实现很多传统电机不能实现的特殊功能，在特定应用场合会有独特的优势，且由于本发明的应用范围较广，生产制造方面比传统鼠笼式异步电机成本低，本发明的推广应用会在每年数十亿元的超大传统鼠笼式异步电机市场中占有一定份额，实心转子永磁电机具有高效率，起动方便等特点，加上一些特殊的应用也有很好的市场前景，本发明的应用会产生巨大的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明其中一个实施例的结构示意图。

图2为本发明另一个实施例的结构示意图。

图3为本发明所用转子盘的第一种结构示意图。

图4为本发明所用转子盘的第二种结构示意图。

图5为本发明所用转子盘的第三种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将以附图为基准，借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

实施例1

一种实心转子交流电机，如图1所示，包括定子组件、转子组件、支撑座3以及轴承4；所述定子组件为两套且对称设置，所述定子组件包括机座11，固定安装于机座11上的定子铁芯12，嵌装于定子铁芯12上的定子绕组13；所述转子组件包括转轴21，固定安装于转轴21中部的转子盘22；两定子组件的机座11对称安装于支撑座3上；两机座11上的定子铁芯12相对置；所述转轴21的两端处通过轴承4安装于两机座11上，且转子盘22位于两定子铁芯12之间。

具体的是，所述定子铁芯12由薄硅钢板叠成一个圆环盘状体，所述定子铁心上设有实现导磁和嵌装线圈的齿（图中未示出）和槽（图中未示出）。

具体的是，所述转子盘22为具有一定厚度的均质导磁钢板，如图3所示，。

具体的是，所述转轴21优选由钢棒制成，显然还可采用其它适用的材料制成。

实施例2

一种实心转子交流电机，包括定子组件、转子组件、支撑座3以及轴承4；所述定子组件为两套且对称设置，所述定子组件包括机座11，固定安装于机座11上的定子铁芯12，嵌装于定子铁芯12上的定子绕组13；所述转子组件包括转轴21，固定安装于转轴21中部的转子盘22；两定子组件的机座11对称安装于支撑座3上；两机座11上的定子铁芯12相对置；所述转轴21的两端处通过轴承4安装于两机座11上，且转子盘22位于两定子铁芯12之间。

具体的是，所述定子铁芯12由薄硅钢板叠成一个圆环盘状体，所述定子铁心上设有实现导磁和嵌装线圈的齿（图中未示出）和槽（图中未示出）。

具体的是，所述转子盘22采用实心高导磁钢板制成，所述转子盘22上设置有放射状径向槽，放射状径向槽的两端设置环形凹槽，放射状径向槽内嵌装有铸铝31，显然铸铝也可采用铜条替代，可以提高电机效率，如图4所示。

具体的是，所述转轴21优选由钢棒制成，显然还可采用其它适用的材料制成。

实施例3

一种实心转子交流电机，包括定子组件、转子组件、支撑座3以及轴承4；所述定子组件为两套且对称设置，所述定子组件包括机座11，固定安装于机座11上的定子铁芯12，嵌装于定子铁芯12上的定子绕组13；所述转子组件包括转轴21，固定安装于转轴21中部的转子盘22；两定子组件的机座11对称安装于支撑座3上；两机座11上的定子铁芯12相对置；所述转轴21的两端处通过轴承4安装于两机座11上，且转子盘22位于两定子铁芯12之间。

具体的是，所述定子铁芯12由薄硅钢板叠成一个圆环盘状体，所述定子铁心上设有实现导磁和嵌装线圈的齿（图中未示出）和槽（图中未示出）。

具体的是，所述转子盘22采用实心高导磁钢板制成，

所述转子盘22上设置有环形阵列的凹槽（图中未示出），多圈环形槽内嵌装有永磁钢条32，以提高电机效率和运行性能，如图5所示。

具体的是，所述转轴21优选由钢棒制成，显然还可采用其它适用的材料制成。

实施例4

一种轴向磁场实心转子交流电机，如图2所示，上述各实施例中的电机定子和转子盘为一个单元电机，多个单元电机串联，加上轴承等辅助系统即可以形成一个大容量的新电机，转子盘结构与上述各实施例相同，端部定子结构也与上述各实施例相同，但中部定子结构需作改变，两面都有齿槽并嵌有线圈的圆盘状铁心外圆面固定在机座上，磁场也轴向穿过铁心。

工作过程（原理）如下：

定子绕组的连接保证通电后相对面的定子铁心形成极性相反的磁场，转子盘也为高导磁钢，就形成一个穿过转子盘的磁场，定子绕组内通三相交流电时，这个穿过转子盘的磁场就会旋转，转子转速与旋转磁场转速不同时转子盘内就感应电流，电流与磁场作用产生电磁力后即可在转轴上输出力矩从而将电磁能转化为机械能。

传统电机绕组导电，铁心导磁，有交变磁场通过的铁心内的电流都产生损耗，本发明的磁场直接穿过转子盘没有转弯，感应的电流全部为作功电流，基本没有非作功电流，因此本发明的原理创新为实心转子盘既导磁也是作功电流导体，转子盘不需要叠片和设置绕组，结构可以极大简化。钢的电阻率约为铜的5.6倍和铝的3.5倍，但在实心盘转子条件下导电面积远大于单独绕组，转子盘有适当厚度时导电面积的加大可以完全补偿电阻率的差距，转子为光滑圆盘，风阻损耗小，且轴承间距也大幅缩短，机械损耗比传统电机小，因此电机效率会有提高。在成本允许且需要电机有较高效率的情况下，在盘上加工放射形槽，加工内外两个并联端环槽后填充铜或铝，形成一个格栅形绕组，可以减薄转子盘厚度并提高电机效率。

加永磁钢后充磁，电机就成为永磁同步电机，此时电机由磁钢励磁，转子没有电流，转子部分没有电阻损耗，电机功率因数可以达到1.0因而定子电流也小很多，电机的尺寸和重量减小，效率将有很大提升。电机异步起动，转速接近同步转速时永磁场会将电机牵入同步，有超过最大同步转矩的负荷扰动时电机失步，电机进入异步运行，在负荷扰动不超过最大异步电磁转矩时电机异步运行，扰动结束后又回到同步运行，电机有很高的可靠性。

本发明是一种与传统电机结构完全不同的电机，可以在异步电机领域和永磁同步电机领域都得到应用，本发明的新颖点第一为工作磁场由径向变为轴向；第二也是最重要的一点是转子采用无叠片的均质实心板，在本发明的结构中实心板既可作铁心导磁又可作绕组导电，可以简化结构降低成本；第三实心板嵌永磁钢后可以兼顾永磁电机的高效运行和异步电机的起动方便。无永磁钢实心转子交流电机可以取代鼠笼异步电机；带永磁钢实心转子在空载和一定功率范围内具有永磁同步电机高效的特点，同时可以像鼠笼异步电机一样起动，比传统同步电机需复杂起动装置应用起来更加方便和经济；串联式电机可应用在原有的长铁心大容量高速电机领域，本发明将带来电机结构和重量的大变化。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。