一种具有闭口槽的大功率绕组式永磁耦合器

摘要

本发明提供了一种具有闭口槽的大功率绕组式永磁耦合器，属于永磁耦合器技术领域。本发明的绕组式永磁耦合器包括外绕组转子和内永磁转子，绕组转子铁芯为槽口宽度为零的完全闭口槽叠片结构，绕组转子铁芯包括绕组转子轭部铁芯和过盈配合在绕组转子轭部铁芯内侧的绕组转子齿部铁芯，绕组转子轭部铁芯由轭部冲片和位于轭部冲片两端的轭部压板通过扣片固连而成，绕组转子齿部铁芯由齿部冲片和位于齿部冲片两端的齿部压板通过拉杆固连而成。本发明绕组转子铁芯为槽口宽度为零的完全闭口槽叠片结构，降低了因开口槽引起的气隙磁场空间谐波含量，减少了永磁体中的涡流损耗。

说明书

技术领域

本发明属于永磁耦合器技术领域，具体涉及一种具有闭口槽的大功率绕组式永磁耦合器。

背景技术

绕组式永磁耦合器由永磁转子和绕组转子组成，为了减小绕组端部长度，控制调速器整体轴向尺寸，其绕组形式一般采用分数槽集中绕组；同时为了简化冷却系统，总体结构布置一般采用外绕组转子、内永磁转子的方案。

绕组式永磁耦合器主要应用在钢铁、发电、化工、矿山等传动领域，应用在上述领域，一般需要大功率绕组式永磁耦合器，大功率绕组式永磁耦合器绕组转子的电压、电流较大，一般采用硬绕组成型线圈，其绕组铁心设计成开口槽，这就带来了以下问题：

采用分数槽集中绕组的绕组转子铁心开口槽设计，导致气隙磁场空间谐波含量较大，在永磁体中会产生很大的涡流损耗，导致永磁体温度升高，极易导致永磁体退磁，影响耦合器的安全运行。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种具有闭口槽的大功率绕组式永磁耦合器，绕组转子铁芯采用槽口宽度为零的闭口槽叠片结构，大大减小了气隙磁场空间谐波含量，降低了永磁体中的涡流损耗，同时减小了由开槽引起的齿槽转矩。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种具有闭口槽的大功率绕组式永磁耦合器，包括绕组转子和永磁转子，绕组转子与永磁转子之间存在有气隙；所述绕组转子包括绕组转子轭部铁芯，过盈配合在绕组转子轭部铁芯内侧的绕组转子齿部铁芯、以及安装在绕组转子齿部铁芯内的绕组；所述绕组转子铁芯采用槽口宽度为零的闭口槽叠片结构，绕组转子轭部铁芯由轭部压板和轭部冲片固连而成，所述绕组转子齿部铁芯由齿部压板和齿部冲片固连而成。

所述轭部压板位于轭部冲片两端，并通过顶部的扣片固定，所述扣片安装在绕组转子轭部铁芯的外侧的扣片槽内。

所述齿部压板位于齿部冲片两端，由穿过齿部压板和齿部冲片的拉杆固定，所述拉杆由不导磁的金属制成；所述拉杆两端通过螺母锁紧；所述拉杆两端靠近螺母处外套有绝缘衬套。

所述轭部压板内径处开设有焊接剖口，齿部压板外径处开设有焊接剖口，通过所述焊接剖口将轭部压板和齿部压板固定为一体。

所述绕组安装在绕组转子齿部铁芯的凹槽内，并通过垫条固定。

所述绕组为硬绕组成型线圈，且采用分数槽集中绕组方式安装在绕组转子齿部铁芯上，所述绕组的绕圈节距为1。

所述永磁转子包括永磁转子铁芯和安装在永磁转子铁芯内部的若干永磁体，所述永磁体的N、S极交错排列；所述永磁体利用端板轴向固定。

本发明的有益效果为：

1.本发明中绕组转子铁芯为槽口宽度为零的完全闭口槽叠片结构，绕组转子铁芯包括绕组转子轭部铁芯和过盈配合在绕组转子轭部铁芯内侧的绕组转子齿部铁芯，绕组转子轭部铁芯由轭部冲片和位于轭部冲片两端的轭部压板通过扣片固连而成，绕组转子齿部铁芯由齿部冲片和位于齿部冲片两端的齿部压板通过拉杆固连而成；本发明绕组转子铁芯为槽口宽度为零的完全闭口槽叠片结构，降低了因开口槽引起的气隙磁场空间谐波含量，减少了永磁体中的涡流损耗，降低了齿槽转矩。本发明绕组转子轭部铁芯、齿部铁芯先分别组成独立部件，然后再通过过盈配合和端部压板焊接形成整体，增强整个铁芯的刚度和强度。

2.本发明绕组转子铁芯采用槽口宽度为零的完全闭口槽叠片结构，可以在绕组转子齿部铁芯圆周方向布置多组绕组，减小绕组转子齿部铁芯的凹槽径向方向尺寸，从而降低绕组转子齿部铁芯外径尺寸，提高功率密度。

3.本发明拉杆两端通过螺母锁紧，且拉杆两端靠近螺母处外套有绝缘衬套，避免拉杆产生感应电流。

附图说明

图1为本发明所述具有闭口槽的大功率绕组式永磁耦合器局部结构示意图；

图2为本发明所述永磁转子局部结构示意图；

图3为本发明所述绕组转子局部结构示意图；

图4为本发明所述绕组转子轭部铁芯结构示意图；

图5为本发明所述绕组转子齿部铁芯结构示意图；

图6为本发明绕组转子轭部铁芯局部结构示意图；

图7为本发明绕组转子齿部铁芯局部结构示意图；

图8为本发明绕组装配示意图；

图中：1-永磁转子，2-绕组转子，3-气隙，4-永磁转子铁芯，5-永磁体，6-绕组转子轭部铁芯，7-绕组转子齿部铁芯，8-绕组，9-垫条，10-轭部压板，11-轭部冲片，12-扣片，13-齿部压板，14-齿部冲片，15-拉杆，16-绝缘衬套，17-螺母。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，一种具有闭口槽的大功率绕组式永磁耦合器，包括永磁转子1和绕组转子2，绕组转子2与永磁转子1同轴设置且二者之间可发生相对转动；绕组转子和与永磁转子1之间存在有气隙3；绕组转子2为外转子、永磁转子1为内转子，或者绕组转子2为内转子、永磁转子1为外转子，图1所示的绕组转子2为外转子、永磁转子1为内转子。

如图2所示，永磁转子1包括永磁转子铁芯4、永磁体5和端板，永磁转子铁芯4采用叠片式铁芯，永磁转子铁芯4上开设有V形槽，永磁体5安装在所述V形槽中，使得永磁体5的N、S极交错排列，然后利用端板轴向固定永磁体5，使得永磁体5与永磁转子铁芯4形成一个整体。

如图3所示，绕组转子2包括绕组转子轭部铁芯6、绕组转子齿部铁芯7、绕组8和垫条9，绕组转子齿部铁芯7位于绕组转子轭部铁芯6内侧，且二者固连为一体；绕组转子轭部铁芯6和绕组转子齿部铁芯7均为叠片式铁芯；绕组8为硬绕组成型线圈，采用分数槽集中绕组方式安装在绕组转子齿部铁芯7上，绕组8的绕圈节距为1。

如图4所示，绕组转子轭部铁芯6的外侧均匀设有若干扣片槽，用于安装扣片12。

如图5所示，绕组转子齿部铁芯7的齿部均设有拉杆用孔，用于安装拉杆15。

如图6所示，绕组转子轭部铁芯6包括轭部压板10、轭部冲片11和扣片12，轭部冲片11位于两轭部压板10之间，通过轭部压板10和轭部冲片11顶部的扣片12，将两者固定；轭部压板10内径处开设有焊接剖口。

如图7所示，绕组转子齿部铁芯7包括齿部压板13、齿部冲片14、拉杆15、绝缘衬套16和螺母17，齿部冲片14位于两齿部压板13之间，拉杆15穿过齿部压板13和齿部冲片14后，两端通过螺母17锁紧，拉杆15两端靠近螺母17处外套有绝缘衬套16，避免拉杆15产生感应电流；齿部压板13外径处开设有焊接剖口；拉杆15由不导磁的金属制成。

如图8所示，组装绕组转子2时，先把绕组8安装在绕组转子齿部铁芯7的凹槽内，再把带绕组8的绕组转子齿部铁芯7通过过盈配合安装在绕组转子轭部铁芯6内侧，然后在凹槽内安装垫条9，最后将轭部压板10和齿部压板13焊接固定，形成整体。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。