[发明专利]一种低速大转矩盘式同步电机

说明书

技术领域

  本发明涉及一种盘式电机，尤其是一种低速大转矩盘式同步电机，属于电机技术领域。

背景技术

  目前盘式电机普遍转速较高，其铁心一般采用硅钢片，需要特制的卷片机才能加工，制作困难、工期长、成本高，限制着盘式电机的推广使用。尤其是对于需要低转速的应用场合，必须加装减速机构，造成系统结构复杂、零部件多、可靠性低，因而现有的盘式电机无法胜任低转速、大转矩的场合。

发明内容

本发明的主要目的在于：针对上述问题，提供一种低转速、大转矩、结构简约、铁心制作简便、成本低的盘式同步电机。

为了达到以上目的，本发明低速大转矩盘式同步电机包括定子、转子、圆盘、螺纹支柱、导向轴承、转轴支架、负载平台。所述定子与所述转子相对上下垂直同心放置，所述定子与所述转子之间具有一定气隙；所述定子与所述圆盘固定，所述圆盘套接在所述螺纹支柱上并与所述螺纹支柱固定；所述转子与所述转轴支架固定；所述转轴支架还与所述负载平台固定；所述导向轴承与所述负载平台固定，并与所述螺纹支柱固定。

所述定子包括盘式铁心和三相线圈绕组；所述盘式铁心由电工纯铁制作；所述三相线圈绕组与输出低频三相交流电的变频器连接，所述变频器属已有技术。

所述转子包括盘式铁心和直流励磁线圈绕组；所述盘式铁心由电工纯铁制作；所述直流励磁线圈绕组通过碳刷与直流电源连接。

本发明的有益效果是：无需减速机构，转速低，最低可达0.75r/min；定子和转子的铁心材料均为电工纯铁，加工容易，且其导磁率优于硅钢片，因而定子和转子的尺寸可以做得较小，结构简单，散热好，制造成本明显降低，益于推广应用，尤其适合转速低、输出扭矩大的场合。

附图说明

  附图1为本发明实施例的结构示意图。

附图2为本发明的定子铁心结构示意图，包括定子铁心立体示意图2a、侧视图2b和俯视图2c。

附图3为本发明的转子铁心结构示意图，包括转子铁心立体示意图3a、侧视图3b和俯视图3c。

附图4为本发明的转轴支架与负载平台示意图。

附图5为本发明盘式电机的电气连接示意图。

图中标号：1-定子，2-转子，3-圆盘，4-螺纹支柱，5-导向轴承，6-转轴支架，7-负载平台，8-定子的三相线圈绕组，9-转子的直流励磁线圈绕组，10-变频控制器，11-碳刷，12-直流电源。

具体实施方式

  下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。

如附图1所示，本发明的低速大转矩盘式同步电机包括定子1、转子2、圆盘3，螺纹支柱4、导向轴承5、转轴支架6、负载平台7。定子1与转子2相对同心放置，两者之间具有一定气隙；定子1与和螺纹支柱4连接的圆盘3固定；转子2与转轴支架6固定；转轴支架6还与负载平台7固定；所述导向轴承5固定在所述负载平台7的中心，并与所述螺纹支柱4固定。

如附图5所示，定子1的三相线圈绕组8与变频控制器10连接；转子2的直流励磁线圈绕组9通过碳刷11与直流电源12连接。

使用时，直流电源12给转子2的直流励磁线圈绕组9通入直流电，则在转子表面形成磁场，产生N极、S极，将会有一穿过转子2与定子1之间的气隙、同时交链定子1与转子2的主磁场产生，定子1被磁化，产生磁吸力，从而平衡了放在负载平台7上负载的部分重力，因而电机的驱动功耗可大为降低。转子2的直流励磁线圈绕组9的电流越大，磁吸力越大，电机的驱动功耗越低。然后由变频控制器10输出频率低至0.1Hz的三相交流电给定子1供电，则在定子1和转子2之间的气隙中就会形成一个旋转磁场，旋转磁场和转子2磁场耦合后，会形成稳定的气隙合成磁场。在合成磁场的磁力矩作用下，转子2通过转轴支架6带动负载旋转。变频控制器10输出的频率越低，转速越慢。在旋转过程中，由于导向轴承5的作用，可以保证转轴支架6不会发生偏移，使负载沿着轨道正常旋转。

由于磁吸力平衡了负载的部分重力，因而定子1的三相线圈绕组8中只要通入较小的三相交流电流，即可输出较大的转矩，带动大型负载旋转。

转子2的盘式铁心表面可加贴永磁铁，构成电磁-永磁混合系统，这样可进一步降低励磁功耗。

除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。