一种电机及应用该电机的大负载电气设备的制作方法

【技术领域】

本发明涉及一种电机，以及应用该电机的大负载电气设备。

背景技术：

同步电机在负载过大或者被拖动物的转动惯量过大的情况下，会出现启动失败或者失速的情况。现有的一种解决方案就是提高同步电机的性能，但是，提高同步电机的性能又往往会显著增加成本，并且会导致电机的体积明显增大、重量明显增加。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种电机及应用该电机的大负载电气设备。

本发明第一方面提供的电机，包括定子和转子，所述转子可转动地安装到所述定子，所述转子包括转轴、转子主体和缓冲装置；所述转子主体套设到所述转轴，转子主体与转轴之间为滑配连接从而允许存在转速差；所述缓冲装置位于所述转子主体与所述转轴之间，缓冲装置的一端连接到转子主体，另一端连接到所述转轴，用于延时地同步缓冲转子主体与转轴之间的转速。

进一步地，所述缓冲装置位于所述转子主体内。

进一步地，所述缓冲装置包括缓冲件、分别连接到所述缓冲件两端的第一连接座和第二连接座；所述第一连接座连接到所述转子主体，所述第二连接座连接到所述转轴。

进一步地，所述缓冲件和第一连接座活动套设到所述转轴，所述第二连接座固定套设到所述转轴。

进一步地，所述缓冲装置还包括减震件，所述减震件活动套设到所述缓冲件并位于转子主体内，减震件连接到所述第一连接座或第二连接座。

进一步地，所述减震件的材质为橡胶或发泡塑料。

进一步地，所述缓冲件是活动套设到所述转轴的螺旋弹簧。

进一步地，所述转子主体包括磁体安装架和永磁体；所述磁体安装架具有筒状的主体部，所述永磁体安装到所述主体部的外侧，主体部环绕在所述缓冲件的外周侧，所述第一连接座固定连接到主体部。

进一步地，所述主体部的两端内分别安装有轴承，所述两轴承与所述转轴之间为滑配连接，从而允许磁体安装架相对于转轴转动。

进一步地，所述两轴承位于所述第一连接座和第二连接座的外侧。

进一步地，所述主体部上具有缺口，所述第二连接座上具有与所述缺口相应的凸块，所述凸块与缺口相配合使所述磁体安装架与所述第一连接座同步转动。

进一步地，所述转子主体还包括固定套设在所述主体部的外侧两端的两套环，所述两套环具有相对的凹槽，所述永磁体的两端具有与所述凹槽相应的凸台，所述凸台卡合在所述凹槽中从而实现了永磁体的固定。

进一步地，所述转子主体的两端外分别安装有轴承，所述转轴由所述两个轴承支撑以能够相对于所述转子主体转动。

进一步地，所述定子包括第一支撑架和第二支撑架，所述两个轴承分别安装在所述第一支撑架和第二支撑架内，第一支撑架和第二支撑架通过连接机构连接并支撑所述转轴。

进一步地，所述定子包括定子磁芯，所述定子磁芯具有至少两个极部，每个所述极部均具有极靴，所述转子主体位于所述至少两个极部的极靴围成的空间内，所述第一支撑架和第二支撑架分别安装到所述定子磁芯的两轴向侧。

进一步地，上述技术方案中任意一项技术方案所述电机为单相电机。

本发明另一方面提供的大负载电气设备，包括上述技术方案所述的电机。

进一步地，所述大负载电气设备为一风扇组件，所述风扇组件还包括风扇，所述电机的转轴安装到所述风扇。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种电机，转子主体可相对于转轴转动，缓冲装置设置在转子主体与转轴之间，能延时地同步转子主体和转轴的转速，有效地消除或降低了电机启动失败、失速的情况。

【附图说明】

图1为本发明实施例所提供的一种电机的结构示意图；

图2是图1所示电机的转子的结构示意图；

图3是图2所示转子的爆炸示意图；

图4是图2所示转子的剖视图；

图5是图2所示转子的转轴及缓冲装置的结构示意图；

图6是图5所示缓冲装置的内部结构示意图；

图7是图5中减震件和连接座的结构示意图；

图8是图7中连接座的结构示意图；

图9是应用本发明的电机的风扇组件的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

参照图1所示，本发明提供的一种电机100，包括定子10和转子20，转子20可转动地安装到定子10从而能够相对于定子10转动。

本实施例中，定子10包括定子磁芯16、绕制到定子磁芯的绕组19、分别安装到定子磁芯16的两轴向侧的第一支撑架13和第二支撑架14。第一支撑架13和第二支撑架14用于支撑转子20的转轴30。第一支撑架13和第二支撑架14通过轴向的连接机构15连接从而将定子磁芯16夹持在两者之间。本实施例中，第一支撑架13与第二支撑架14分别为一体形成件。连接机构15包括螺杆15a及配套的螺母15c，第一支撑架13和第二支撑架14上有供螺杆15a穿过的通孔。可选地，连接机构15还包括定位套管15b，定位套管15b套设于螺杆15a，并位于第一支撑架13和第二支撑架14之间，起到定位支撑、美化作用。

第一支撑架13和第二支撑架14内分别设有轴承座，分别用于安装轴承11、12(见图2)，该两个轴承11、12用于支撑转轴30以使转轴30能够相对于定子10转动。

本实施例中，本发明的电机100为单相同步电机，定子10的定子磁芯16具有两个极部17、18，两个极部17、18均具有极靴17a、18a，极靴17a、18a的内侧表面为弧形极面，转子20的转子主体40位于两个极部17、18的极靴17a、18a围成的空间内，因而转子主体40能够在极靴17a、18a的电磁作用力作用下以转轴30为中心发生转动，从而能够相对于定子10转动。

参照图2至图4所示，转子20包括转轴30、转子主体40和缓冲装置50，转子主体40套设到转轴30，转子主体40的两端外分别安装有上述轴承11、12，转轴30由该两个轴承11、12支撑以能够相对于转子主体40转动。转子主体40与转轴30之间为滑配连接，从而在启动或停止过程中与转轴30之间存在显著的转速差。

缓冲装置50位于转子主体40内并位于转子主体40与转轴30之间。缓冲装置50套设到转轴30。缓冲装置50的第一端直接或间接连接到转子主体40，从而能与转子主体40进行同步转动，缓冲装置50的第二端直接或间接连接到转轴30，从而能与转轴30进行同步转动，因此，缓冲装置50的设置能延时地同步转子主体40与转轴30的转速，能有效地消除或降低电机100启动失败、失速的情况。缓冲装置50设置在转子主体40的内部，没有直接改变转子20的外在结构及电机100的外在结构，负载可直接连接在转轴30的一端，使得电机100的结构更加紧凑，方便维修和更换。

本实施例中，转子主体40包括磁体安装架41、永磁体42和两套环412、413。磁体安装架41具有筒状的主体部411，永磁体42安装到主体部411的外侧，两套环412、413固定套设到主体部411的外侧两端用于对永磁体42进行轴向固定。具体地，两套环412、413具有相对的凹槽412a、413a。永磁体42的两端具有与两凹槽412a、413a相应的凸台42a、42b。凸台42a、42b卡合在凹槽412a、413a中，因而永磁体42能够牢牢固定在磁体安装架41的主体部411外侧，不会松动。优选地，磁体安装架41是注塑成型件，包覆成型于永磁体42。

主体部411的两端内安装有轴承43、44，轴承43、44与转轴30滑配，从而允许磁体安装架41相对于转轴30自由转动又没有过大的跳动，同时保证了电机的可靠性及寿命。

参照图4、图5和图6所示，本实施例中，缓冲装置50包括缓冲件51、环状的第一连接座52和环状的第二连接座53，磁体安装架41的主体部411环绕在缓冲件51的外周侧，对缓冲件51起到保护作用。缓冲件51的第一端51a连接到第一连接座52，缓冲件51的第二端51b连接到第二连接座53，第一连接座52活动套设到转轴30，第二连接座53固定套设到转轴30。第一连接座52和第二连接座53位于两轴承43、44的内侧，对两轴承43、44起到轴向限位的作用，可以防止转子主体40的轴向窜动。第二连接座53固定连接到转轴30，使缓冲件51的第二端能够与转轴30进行同步转动。第一连接座52固定连接到磁体安装架41，从而与磁体安装架41同步转动。因此，缓冲件51用于缓冲转子主体40与转轴30的转速差。本实施例中，磁体安装架41的主体部411上具有缺口414(见图3)，该缺口414为两个并且沿主体部411轴向相互对称，第一连接座52上具有与缺口414相应的两个凸块521，凸块521与缺口414相配合，从而缓冲件51能够与转子主体40进行同步转动。可以理解地，还可以通过其他结构实现磁体安装架41与第一连接座52的连接。

缓冲件51是具有形状复位特性的弹性件，优选地，该弹性件是活动套设于转轴30的螺旋弹簧。当电机100开始启动时，转子主体40在定子10的电磁力作用下会发生转动，由于转轴30的一端直接与负载连接因而具有较大的惯量，并且转轴30与转子主体40间滑配连接，所以此时转子主体40的转速会大于转轴30的转速，即转子主体40与转轴30之间存在转速差，螺旋弹簧在转子主体40的转动牵拉作用下，螺旋弹簧的第一端51a被旋紧，其内径会逐渐减小，从而导致螺旋弹簧的第二端51b最终也被旋紧，并最终逐渐同步转子主体40与转轴30的转速。当电机10从运行状态停止时，由于负载具有较大的转动惯量，因而转轴30的转速会大于转子主体40的转速，即转子主体40与转轴30之间存在转速差，螺旋弹簧的第二端51b被旋松，其内径会逐渐增大，从而导致螺旋弹簧的第一端51a被旋松，并最终使转子主体40与转轴30的转速同步。因为磁体安装架41环绕螺旋弹簧，所以防止了螺旋弹簧的内径因为被过度增大而受损。

缓冲装置50还包括减震件54，减震件54活动套设到缓冲件51，位于缓冲件51和磁体安装架41的主体部411之间，用于缓冲缓冲件51对磁体安装架41的主体部411的冲击，起到减震、降噪的作用。减震件54的一端连接到第一连接座52，结合图7所示，减震件54上具有连接柱结构541，在第一连接座52上具有与连接柱结构541相应的通孔结构，连接柱结构541与通孔结构相配合，加强减震件54与第一连接座52的连接，不会掉落。减震件54的另一端连接到连接座55上，结合图7和图8所示，连接座55连接到第二连接座53，连接座55上也具有连接柱结构551及一凹部552，在第二连接座53上具有与连接柱结构551、凹部552相应的通孔结构、凸部，连接柱结构551与通孔结构相配合，凸部552与凹部相配合，加强连接座55与第二连接座53的连接，不易脱落。

优选地，减震件54和连接座55的材质为橡胶或发泡塑料等软性材料。

参照图9所示，为应用了本发明的电机100的大负载电气设备的结构示意图。本实施例中，该大负载电气设备为一风扇组件200。风扇组件200包括风扇201和电机100，由于电机100的缓冲装置50设置在转子主体40的内部，因而只需电机100的转轴30的一端安装到风扇201，增强了电机100结构的紧凑性，方便维修和更换。本实施例中，风扇201的外径显著大于电机100的尺寸，因为电机100的转子主体40内设置有缓冲装置50，因此，在驱动大型的风扇201时也不会出现启动失败或者失速的情况。

可以理解地，本发明适用于单相同步电机，也可以用于其他小输出扭矩电机拖动大负载或具有大转动惯量的场合。

可以理解地，本发明的电机不仅可以用在上述的风扇组件，还可以用在动力工具、齿轮箱、排水泵等大负载的电气设备。

以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。