[发明专利]一种抗过载冲击电机

说明书

技术领域

本发明属于动力电机技术领域，涉及一种抗过载冲击电机。

背景技术

电机是一种将电能转换为转动机械能的机电产品，电机是一种将电能转换为旋转运动的机电产品。电机的抗高动态过载问题是电机在严苛环境下运行遇到的重要问题。

传统电机的定子和转子之间通过仅能承受一定轴向静载荷，且能承受一定径向动载荷的轴承连接，使得电机本身具有一定的抗冲击能力。如著名航模电机品牌中的天蝎星、基爱斯等无刷电机可以抵抗几百牛力的动载。虽然采用类似轴承或者抗动载荷能力更强的角接触轴承的部分电机，由于转子质量较小，能够抵抗几百千克的动载荷。但正是由于这种通过提高电机轴承动载荷指标来提高电机动载荷能力的简单方法，使得轴承在电机质量的比重中占有较大的份额，致使电机的质量无法减小，从而导致电机的低效率，大体积，严重地限制了电机的应用范围。虽然国内已存在可以抗几百牛以上动载荷的内转子无刷电机，有的自身质量几十克，输出功率几十瓦特，工作效率不到50%；有的自身质量达六七百克，输出功率仅有四五百瓦，不到同类高性能电机输出功率的四分之一。

综上所述，目前抗过载电机存在的问题有：

1）电机质量过大，体积大；

2）工作效率低下；

3）抗过载方法单一。

发明内容

为了较好地解决电机抗过载问题，本发明提出了一种采用莲花套结构的电机抗过载方法。

为了说明问题之需要，将实现电机抗高过载及完成电机转子与可靠分离的装置称之为莲花套。莲花套由莲花套体、弹簧、销钉盖、定位锁死机构及销钉等组成，莲花套与电机定子固连。

为了说明问题的需要，本发明定义了电机的两种状态，高过载状态和正常工作状态。在高过载状态，电机能够承受正反向高过载冲击。抗正向过载的能力取决于电机定子与转子之间的抗压能力。抗反向过载的能力取决于莲花套与销钉之间的抗剪切力。在正常工作状态，电机能够如同普通电机一样高效能运转，但不能够承受大的过载冲击。电机启动时，在启动力矩的作用下，能够自动从抗高过载状态转换为正常工作状态。

本发明通过莲花套装置改变电机工作方式，使得电机定子与转子在高过载状态时“固为一体”，实现电机抗高过载设计。

本发明通过莲花套、销钉及曲折槽起到对电机转子的支撑作用，在电机受到动态冲击时，曲折槽、销钉及莲花套将电机转子产生的惯性力转移到电机定子座上，从而大大降低了电机在受到动态冲击下电机轴承受到的冲击力，使得电机轴承不致损坏而确保电机能正常工作。

本发明中曲折槽刻在电机转子的轴芯上，随着冲击过载变化规律的不同，曲折槽的开口方向位于电机轴芯横截面内或者与电机轴芯横截面存在一定的夹角。曲折槽的开口宽度与销钉的直径保持一致。曲折槽的深度随着电机转子及轴芯的转过角度的不同而逐渐变浅，最终消失。曲折槽槽深变化所形成的坡度与电机的启动力矩、启动时间及电机受到的干扰力矩的大小有关。

本发明通过在电机轴芯上设计曲折槽与莲花套配合实现电机在莲花套锁定状态下抗过载，在莲花套解除锁定时正常工作，电机启动时，在电机转子及轴芯旋转下，电机轴芯上的曲折槽将销钉推出曲折槽，当销钉被完全推出曲折槽时，莲花套内的定位销钉将销钉锁定，电机转子转动时不再与销钉发生接触，电机由抗过载状态自动进入正常工作状态。

本发明中曲折槽刻在电机转子轴芯上，槽刻方向沿着轴芯周向，或者沿着轴芯轴向存在较小的夹角，夹角小于90°。曲折槽的深度随着电机转子转过的角度由深变浅，直至槽深为0.电机轴芯上的曲折槽的槽深变化及开口方向的设计使得轴芯在旋转时，一方面，销钉退出曲折槽，另一方面，电机转子体与电机定子分开。当销钉完全退出曲折槽，电机转子体与电机定子完全分开。

本发明通过变直径轴芯，即轴芯上刻有曲折槽的部分的直径大于正常的部分，以解决由于刻曲折槽而产生的轴芯强度问题。

本发明通过位于莲花套内的定位弹簧推动定位销钉锁定销钉，当外力克服压缩弹簧的弹力，定位销钉退出销钉后，销钉在弹簧的推动下顶住电机轴芯，此时，将电机轴芯上的曲折槽与销钉对正，销钉会重新嵌入到曲折槽内，电机重新回到抗过载状态。

本发明的技术方案为：