轴承一体式旋转变压定转子结构的制作方法

本发明涉及定转子结构，尤其涉及一种轴承一体式旋转变压定转子结构。

背景技术：

能源的开发利用是经济发展和社会生产力的动力源泉，电能作为二次能源在第二次工业革命后得到广泛的应用，在当今社会中，汽车已成为人类日常生活中的必需品，因此人们必须对汽车进行节能减排的技术革命，新能源汽车便在这场革命中应运而生。在如今全球能源短缺、环境恶化、气候异常的大背景下，新能源汽车一方面可以满足人类对车辆机动性的需求；另一方面，相比于传统动力系统汽车，新能源汽车具有经济、环保和可持续开发的价值。

在新能源汽车中，驱动电机是汽车的心脏，它需在多种模式下进行工作，如起动发动机、电机驱动、电机发电、制动能量回馈等，而且这些工作模式是按照车辆运行工况随机而定的；车辆运行工况亦是极其复杂的，常见的有车辆的启动、加速、制动、停车、上下坡、转弯变道等。因此，驱动电机无疑有着很高的技术要求。

载电机中电刷与滑环的存在为新能源汽车的安全运行带来很大的隐患，因此车载电机的无刷化设计十分必要。目前国内外的电机无刷化方案中或多或少都存在增加附加装置或附加绕组，复杂化电磁关系，降低电机功率密度等问题。车载电机中电刷与滑环带来的安全隐患可通过无刷励磁技术来避免，即使用旋转变压器对电机励磁绕组进行供电。

技术实现要素：

发明目的

为解决现有电机励磁无刷化方案中存在增加附加装置或附加绕组，复杂化电磁关系，降低电机功率密度等问题，本发明提出一种轴承一体式旋转变压定转子结构，实现电能传递，从而对电机励磁绕组进行励磁。

技术方案

一种轴承一体式旋转变压定转子结构，包括旋转变压器定子和旋转变压器转子，旋转变压器转子位于旋转变压器定子内侧，旋转变压器转子设有转轴孔，旋转变压器定子的内周设有旋转变压器定子侧绕组，旋转变压器转子的外周设有旋转变压器转子侧绕组，所述旋转变压器定子和旋转变压器转子之间均布设有滚动件，滚动件与旋转变压器定子的位置相对不变，滚动件能够在旋转变压器转子旋转时原位滚动旋转，所述旋转变压器定子侧绕组极对数+旋转变压器转子侧绕组极对数=滚动件的数量。

所述滚动件为球型或圆柱型。

所述滚动件的直径或高度大于旋转变压器定子和旋转变压器转子的厚度。

所述滚动件是导磁材料。

所述导磁材料为不锈钢、铜或smc复合材料。

所述导磁材料优选为smc复合材料。

所述旋转变压器定子是由多个定子分瓣冲片粘合而成的。

所述旋转变压器转子的外周套有一个转子套，转子套的外周设有滑道。

所述旋转变压器转子和转子套之间开有插槽，插槽内插入有槽楔。

优点及效果

本发明提供了一种轴承新式的一体式旋转变压定转子结构，用于替换对传统旋转变压器的结构。变压器定转子之间的滚动件起到磁导调制作用，滚动件采用导磁材料，其磁导率远远大于空气，定转子绕组产生的磁场大部分通过滚动件进行耦合，从而使其波形更加正弦，同时滚动件也使旋转变压器结构为一体结构，结构可靠、寿命高并且工作效率高。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为定子和滚珠的单独结构示意图；

图3为定子冲片分体示意图；

图4为转子的单独结构示意图；

图5为转子套的单独结构示意图；

图6为图5的h-h剖视图方案1；

图7为图5的h-h剖视图方案2；

图8为槽楔处的结构示意图；

图9为转子侧电流波形图。

附图标记说明：1.旋转变压器定子侧绕组、2.旋转变压器定子、3.滚动件、4.旋转变压器转子侧绕组、5.转轴孔、6.旋转变压器转子、7.粘合材料、8.定子分瓣冲片a、9.定子分瓣冲片b、10.转子套、11.槽楔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本发明的技术方案进行进一步详细地说明，本发明所述的技术特征或连接关系没有进行详细描述的部分均为采用的现有技术。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，一种轴承一体式旋转变压定转子结构，包括旋转变压器定子2和旋转变压器转子6，旋转变压器转子6位于旋转变压器定子2内侧，旋转变压器转子6设有转轴孔5，旋转变压器定子2的内周设有旋转变压器定子侧绕组1，旋转变压器转子6的外周设有旋转变压器转子侧绕组4，旋转变压器定子侧绕组1和旋转变压器转子侧绕组4均通过绕线方式进行下线。所述旋转变压器定子2和旋转变压器转子6之间均布设有滚动件3，滚动件3与旋转变压器定子2的位置相对不变，旋转变压器定子2设有凹坑，滚动件3位于凹坑内，滚动件3能够在旋转变压器转子6旋转时原位滚动旋转，本实施方式中，旋转变压器转子6的外周套有一个转子套10，转子套10的外周设有滑道，旋转变压器转子6和转子套10之间开有插槽，插槽内插入有槽楔11，转子套10、旋转变压器转子6和槽楔11为相同的材料。滚动件3为球型或圆柱型，滚动件3的直径或高度大于旋转变压器定子2和旋转变压器转子6的厚度，更好的遮挡磁力线，滚动件3是导磁材料，可以为不锈钢、铜或smc复合材料等材料，优选使用smc复合材料。所述旋转变压器定子侧绕组1极对数+旋转变压器转子侧绕组4极对数=滚动件3的数量。本实施方式中，旋转变压器定子2和旋转变压器转子6的槽数均为12，旋转变压器定子2为两相4对极，旋转变压器转子6为两相2对极，用于进行旋转和磁导调制的滚动件3为6个。旋转变压器定子2通过硅钢片叠制而成，旋转变压器定子2是由多个定子分瓣冲片粘合而成的，如图3所示，定子分瓣冲片a8、定子分瓣冲片b9是通过高速冲床和冲片模具对硅钢片进行加工制成的，定子分瓣冲片a8和定子分瓣冲片b9之间是通过粘合材料7粘接的，外周优选再焊接在一起，更加牢固。粘合材料可以为高导热，高绝缘材料，例如树脂。

本定转子结构应用于变压器时，旋转变压器定子2与电机外壳连接，两侧设有端盖，旋转变压器转子6连接电机转子转轴。旋转变压器定子侧绕组1通两相4对极电流形成旋转磁场，旋转磁场经过滚动件3的磁导调制作用耦合出2对极磁场从而在旋转变压器转子侧绕4组感应出两相2对极电流，使旋转变压器正常工作，通过整流器对励磁绕组进行供电。

如图9所示，数字1、2和3的波形曲线分别代表a相、b相和c相的波形曲线。电流波形旋转变压器刚启动的时候由于变压器内部电感导致电流不稳定，随着时间变化，变压器转子波形趋于正弦，变压器转子由于感应电势产生的电流波形比一般旋转变压器更加正弦、谐波更小并且效率更高。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

技术特征：

1.一种轴承一体式旋转变压定转子结构，包括旋转变压器定子（2）和旋转变压器转子（6），旋转变压器转子（6）位于旋转变压器定子（2）内侧，旋转变压器转子（6）设有转轴孔（5），旋转变压器定子（2）的内周设有旋转变压器定子侧绕组（1），旋转变压器转子（6）的外周设有旋转变压器转子侧绕组（4），其特征在于：所述旋转变压器定子（2）和旋转变压器转子（6）之间均布设有滚动件（3），滚动件（3）与旋转变压器定子（2）的位置相对不变，滚动件（3）能够在旋转变压器转子（6）旋转时原位滚动旋转，所述旋转变压器定子侧绕组（1）极对数+旋转变压器转子侧绕组（4）极对数=滚动件（3）的数量。

2.根据权利要求1所述的轴承一体式旋转变压定转子结构，其特征在于：所述滚动件（3）为球型或圆柱型。

3.根据权利要求2所述的轴承一体式旋转变压定转子结构，其特征在于：所述滚动件（3）的直径或高度大于旋转变压器定子（2）和旋转变压器转子（6）的厚度。

4.根据权利要求1所述的轴承一体式旋转变压定转子结构，其特征在于：所述滚动件（3）是导磁材料。

5.根据权利要求4所述的轴承一体式旋转变压定转子结构，其特征在于：所述导磁材料为不锈钢、铜或smc复合材料。

6.根据权利要求5所述的轴承一体式旋转变压定转子结构，其特征在于：所述导磁材料为smc复合材料。

7.根据权利要求1所述的轴承一体式旋转变压定转子结构，其特征在于：所述旋转变压器定子（2）是由多个定子分瓣冲片粘合而成的。

8.根据权利要求1所述的轴承一体式旋转变压定转子结构，其特征在于：所述旋转变压器转子（6）的外周套有一个转子套（10），转子套（10）的外周设有滑道。

9.根据权利要求1所述的轴承一体式旋转变压定转子结构，其特征在于：所述旋转变压器转子（6）和转子套（10）之间开有插槽，插槽内插入有槽楔（11）。

技术总结
本发明涉及一种轴承一体式旋转变压定转子结构，包括旋转变压器定子和旋转变压器转子，旋转变压器转子位于旋转变压器定子内侧，旋转变压器转子设有转轴孔，旋转变压器定子的内周设有旋转变压器定子侧绕组，旋转变压器转子的外周设有旋转变压器转子侧绕组，所述旋转变压器定子和旋转变压器转子之间均布设有滚动件，滚动件与旋转变压器定子的位置相对不变，滚动件能够在旋转变压器转子旋转时原位滚动旋转，所述旋转变压器定子侧绕组极对数+旋转变压器转子侧绕组极对数=滚动件的数量。本发明滚动件采用导磁材料，其磁导率远远大于空气，磁场大部分通过滚动件进行耦合，使波形更加正弦，一体接触的结构，结构可靠、寿命高并且工作效率高。

技术研发人员：陈德志;苏卓勋;李绪镇;王阳
受保护的技术使用者：沈阳工业大学
技术研发日：2020.05.26
技术公布日：2020.08.18