[发明专利]一种励磁磁极位于定子上的低振动电机

说明书

本发明涉及一种励磁磁极位于定子上的低振动电机，其包括定子机座，定子铁芯固定设置在定子机座内，转子铁芯固定设置在转子轴上，转子轴通过轴承固定设置在定子机座内；其特征在于：还包括定子永磁磁极、转子电枢绕组和集电环或换向器；定子永磁磁极固定设置在定子铁芯内，转子铁芯位于定子永磁磁极的各磁极包围形成的空间中；转子铁芯的外圆周上均匀开设若干槽，槽中设置转子电枢绕组；位于转子铁芯的一侧或两侧，在转子轴上设置集电环或换向器，转子电枢绕组中的各绕组与集电环或换向器连接，再通过电刷与外部静止供电电路连接。励磁磁极的磁极边缘设置有凹槽和凸齿，凹槽和凸齿交替布置。本发明消除了定子受到的极频径向电磁激振力、减小槽频径向电磁激振力和弯矩，减小定子铁芯和机座的振动。

技术领域

本发明涉及一种电机，特别是关于一种励磁磁极位于定子的低振动电机。

背景技术

现代社会已无法离开电机，电机的应用遍及交通运输、工农业生产、信息处理，以及日常生活的各个领域。电机的种类繁多，结构也各有不同，有异步电机、永磁电机、电励磁电机等。各类电机在旋转过程中都会产生振动和噪声，振动噪声是一种环境污染，会对人们健康、日常生活产生不良的影响；在军工领域振动噪声更为重要。因此，降低电机的振动和噪声具有非常重要的意义。

电机的气隙中存在着基波磁场和一系列的谐波磁场。在电机运行过程中，这些气隙磁场之间相互作用，将会产生作用于电机定子铁芯上的切向及径向的电磁力；其中，切向电磁力产生转矩，而径向电磁激振力引起定子铁芯变形。各种周期、各种转速的径向电磁激振力波都分别作用在定子、转子铁芯上，使定子铁芯和机座以及转子出现随时间周期性变化的径向形变，因此产生振动和噪声。

普通电机的磁极布置在转子上，因此其转子结构简单，坚固耐用，应用广泛。但是普通电机振动噪声非常复杂。引起电机振动噪声的径向电磁激振力中存在两类主要的分量：一类是普通电机中频率与电机的极数成正比的分量，该电磁激振力的频率为供电电源频率的2倍，也就是转速与极数的乘积，成为极频电磁激振力，该类分量还包括频率为其倍数的高次谐波；另一类为频率与定子槽数成正比的径向电磁激振力，对整数槽电机而言，其频率为转速乘以定子槽数，及其倍数次，成为槽频电磁激振力。这两类电磁激振力是电机本质造成的，减小和削弱这些电磁激振力存在极大的困难。目前往往采用降低磁密，斜槽或闭口槽等方法，但是结果要么是电机体积、重量、造价增加，要么是效果不明显。到目前为止，还没有解决电机振动和噪声的较好的方案。

已有的普通永磁电机的结构如图1和图2所示，包括定子机座101、定子铁芯102、定子绕组103、永磁体104、转子铁芯105、轴107和轴承106。其中，定子机座101可采用常规电机的安装方式固定，定子铁芯102固定设置在定子机座101内，定子铁芯102是电机磁路的一部分，定子铁芯102内圆上开有槽108，槽108内布置定子绕组103，定子绕组一般为三相绕组，槽两边为齿109。转子轴107通过轴承106固定设置在定子机座101内，转子铁芯105固定设置在转子轴107上,转子铁芯105上布置有永磁体104，永磁体104充磁方向一般为径向或平行方向，永磁体104的极性交替布置，转子轴107能够带动转子铁芯105和永磁体104绕轴心旋转。永磁体104布置在转子铁芯105上，当永磁体104每个磁极经过定子铁芯102的某一位置，就会对该处铁芯产生吸引力，即径向电磁激振力，该吸引力在每一个永磁体104的一个磁极经过的时候就变化一次，引起定子变形，导致频率与极数成正比的振动。另外永磁体104的磁极对定子齿109也会产生吸引力，引起频率与槽数成正比的振动。

如图3a～图3c所示，为永磁体104的三视图，磁极的宽度可以用圆心角alfa表示。从俯视图可见，永磁体104磁极的两个侧面沿轴向上是直线。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种励磁磁极位于定子上的低振动电机，其消除了定子受到的极频径向电磁激振力、减小了槽频径向电磁激振力和弯矩，减小了定子铁芯和机座的振动。