一种电机自适应动平衡结构及其调节方法

摘要

本发明公开了一种新的电机自适应动平衡结构及其调节方法，将电机端板设计为第一部分和第二部分，所述第一部分与第二部分拼接连接，所述第一部分与第二部分可以相对转动，利用所述第一部分与第二部分的位置调节来减小动不平衡量，既不会增加电机重量，同时避免了加重块在高速条件下脱落的危险。

权利要求

1.一种电机自适应动平衡结构，包括电机轴、转子铁心、端板，所述转子铁心与所述电机轴连接，所述端板与所述转子铁心连接，其特征在于，所述端板为圆盘结构，所述端板包括第一部分和第二部分，所述第一部分与第二部分拼接连接，所述第一部分与第二部分可以相对转动。

2.根据权利要求1所述的电机自适应动平衡结构，其特征在于，所述第一部分一端设置有凹槽，所述第二部分对应端设置有相应的凸起，同样地，所述第二部分另一端设置有凹槽，所述第一部分对应端设置有相应的凸起。

3.根据权利要求2所述的电机自适应动平衡结构，其特征在于，所述端板中部为空心结构，所述空心结构处设置为螺纹结构，所述空心结构处设置螺母，用于固定所述端板。

4.根据权利要求2所述的电机自适应动平衡结构，其特征在于，所述凸起的宽度h满足：(R0-R1)/4≤h≤2(R0-R1)/5，其中R0为所述端板外圆半径，R1为所述端板内圆半径。

5.根据权利要求2所述的电机自适应动平衡结构，其特征在于，所述第一部分与第二部分旋转至一端的凸起与凹槽完全接合，另一端的凸起与凹槽仍然处于连接状态。

6.根据权利要求5所述的电机自适应动平衡结构，其特征在于，所述第一部分与第二部分旋转至一端的凸起与凹槽完全接合时，另一端的凸起置于凹槽中的部分长度L满足：L≥

3mm。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的电机自适应动平衡结构，其特征在于，所述电机为永磁无刷电机。

8.如权利要求3所述电机自适应动平衡结构的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)转子置于动平衡机上，以一定转速旋转，获取初始动不平衡量及其不平衡点所处的相位角度；

(2)根据不平衡点所处相位角度及不平衡量，调节所述端板第一部分与第二部分的相对位置，使得所述第一部分与第二部分一侧靠近一定角度、另一侧远离一定角度，达到所述第一部分与第二部分一侧增加重量、另一侧减少重量的效果，调节结束后紧固所述螺母，施加一定的预紧力；

(3)将调节后的转子置于动平衡机上以一定转速旋转，检测当前电机转子的动不平衡量及其不平衡点所处的相位角度；

(4)若动不平衡量小于规定值，则结束调节，并使用所述螺母紧固锁止所述端板与转子铁心，否则，跳至步骤(2)。

说明书

一种电机自适应动平衡结构及其调节方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电机动平衡调节结构及方法，具体涉及电机动平衡自适应调节结构及方法。

背景技术

[0002] 当前永磁无刷电机转子结构包括转轴、转子铁心、永磁体、以及放置在转子两端的非导磁性端板(如铝端板、铜端板、奥氏体不锈钢端板等)，其生产工艺顺序通常如下：冲片叠压成转子铁心，转子铁心通过温差法或压力机装入转轴中，其中靠近轴肩的一端须预先放入非导磁性端板，将磁钢装入转子铁心中的磁钢槽中，将另一端非导磁性端板装上。由于冲片叠压的尺寸精度、转子铁心装配的位置精度、以及各个零部件本身的加工精度，将会导致转子出现某个部位的质量不平衡，进而影响到整个转子的动不平衡，转子动不平衡过大将影响电机的性能并导致振动噪声增大，因此，一般通过在转子上加重来减小初始动不平衡量的目的。

[0003] 现有的减小初始动不平衡量的方法为：在端板靠近外圈的部位设置有若干个圆孔，用于加重法调动不平衡量时加入铅块或铜块，并用平衡胶泥加以固化，由于圆孔的位置不能遍布端板，因而对于很多的相位的不平衡量只能通过多个位置上加入平衡胶泥，而且往往需要多次调节才能实现动平衡，并且该方法会增加电机本体的重量，对于电机的性能有一定影响，而且上述方式一般只适合最高转速6000rpm以下的电机应用场合，对于最高转速10000-20000rpm以上的电机应用场合，此种动平衡调整方式会存在高转速下加重的铜块、铅块或平衡胶泥会因离心力而脱落的情况，因此，有必要设计一种新的调整初始动平衡量的结构及方法。

发明内容

[0004] 本发明出于解决上述问题，提出一种新的电机自适应动平衡结构及其调节方法，将电机端板设计为第一部分和第二部分，所述第一部分与第二部分拼接连接，所述第一部分与第二部分可以相对转动，利用所述第一部分与第二部分的位置调节来减小动不平衡量，既不会增加电机重量，同时避免了加重块在高速条件下脱落的危险。

[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：

[0006] 一种电机自适应动平衡结构，包括电机轴、转子铁心、端板，所述转子铁心与所述电机轴连接，所述端板与所述转子铁心连接，所述端板为圆盘结构，所述端板包括第一部分和第二部分，所述第一部分与第二部分拼接连接，所述第一部分与第二部分可以相对转动。

[0007] 所述第一部分一端设置有凹槽，所述第二部分对应端设置有相应的凸起，同样地，所述第二部分另一端设置有凹槽，所述第一部分对应端设置有相应的凸起。

[0008] 所述端板中部为空心结构，所述空心结构处设置为螺纹结构，所述空心结构处设置螺母，用于固定所述端板。

[0009] 所述凸起的宽度h满足：(R0-R1)/4≤h≤2(R0-R1)/5，其中R0为所述端板外圆半径，R1为所述端板内圆半径。

[0010] 所述第一部分与第二部分旋转至一端的凸起与凹槽完全接合，另一端的凸起与凹槽仍然处于连接状态。

[0011] 所述第一部分与第二部分旋转至一端的凸起与凹槽完全接合时，另一端的凸起置于凹槽中的部分长度L满足：L≥3mm。

[0012] 所述电机为永磁无刷电机。

[0013] 所述电机自适应动平衡结构的调节方法，包括以下步骤：

[0014] (1)转子置于动平衡机上，以一定转速旋转，获取初始动不平衡量及其不平衡点所处的相位角度；

[0015] (2)根据不平衡点所处相位角度及不平衡量，调节所述端板第一部分与第二部分的相对位置，使得所述第一部分与第二部分一侧靠近一定角度、另一侧远离一定角度，达到所述第一部分与第二部分一侧增加重量、另一侧减少重量的效果，调节结束后紧固所述螺母，施加一定的预紧力；

[0016] (3)将调节后的转子置于动平衡机上以一定转速旋转，检测当前电机转子的动不平衡量及其不平衡点所处的相位角度；

[0017] (4)若动不平衡量小于规定值，则结束调节，并使用所述螺母紧固锁止所述端板与转子铁心，否则，跳至步骤(2)。

[0018] 相比现有的电机动平衡结构及方法，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：

[0019] 1.使用本发明电机自适应动平衡结构及其调节方法，利用端板结构的位置调整来实现动平衡调节，不额外增加电机转子重量；

[0020] 2.使用本发明电机自适应动平衡结构及其调节方法，利用端板两部分结构的旋转来调节动平衡，调节量连续变化，覆盖面积大，有助于减少调节次数；

[0021] 3.使用本发明电机自适应动平衡结构及其调节方法，保证端板调节后两部分的连接强度，能够适用于高速运转电机。

附图说明

[0022] 图1为本发明电机结构示意图；

[0023] 图2为本发明端板径向切面结构示意图；

[0024] 图3为本发明电机自适应动平衡调节方法流程图。

具体实施方式

[0025] 本发明的具体实施方法如下：

[0026] 现有电机动平衡调节一般采用在电机端板上设置若干个圆孔，用于加重法调动不平衡量时加入铅块或铜块，并用平衡胶泥加以固化，这样虽然也能实现电机转子的动平衡，但是由于圆孔的数量有限，不可能完全布满端板表面，这就导致动平衡调节时会出现不平衡相位角度所对于的地方没有圆孔，因而，只能通过临近的圆孔来加重近似的实现动平衡，而且通过加重法实现动平衡还有一个缺点，即高速电机在工作时由于其离心力较大，通过加重法加入的平衡块在离心力作用下可能脱落。

[0027] 为了解决上述问题，本发明提出了新的电机自适应动平衡结构及其调节方法，以下实施例主要针对永磁无刷电机，下面结合附图具体说明本发明的技术方案：

[0028] 图1为本发明的电机整体结构示意图，其中1为转子铁心、2为端板、3为电机轴，所述转子铁心1通过温差法或压力机装入所述电机轴3中，所述端板2设置于所述转子铁心1的端部。

[0029] 图2为本发明的电机端板径向切面结构示意图，所述端板2包括两部分，其中21为所述端板2的第一部分、22为所述端板2的第二部分，所述端板2中部为空心结构，23为所述空心结构，所述空心结构23有螺纹，所述第一部分21一端有凸起24，所述第二部分22与所述第一部分21凸起24连接的一端设有与所述凸起24对应的凹槽25，所述凸起24置于所述凹槽25内部，所述第一部分21另一端与所述第二部分22另一端分别设置凹槽25与凸起24，或者所述第一部分21的另一端与所述第二部分22的另一端也可以分别设置凸起24与凹槽25，所述凸起24置于所述凹槽25内部。

[0030] 所述第一部分21与所述第二部分22均可以绕所述空心结构23旋转，所述空心结构23处设置螺母，用于固定所述端板2于所述转子铁心1上，为了保证所述第一部分21与所述第二部分22的强度，所述凸起24与所述凹槽25均设置于所述第一部分21或第二部分22端部的中间处，即所述凸起24与所述凹槽25距离内圆与外圆之间的距离相同，这样就能保证所述凸起24与所述凹槽25的强度都相同，且所述凸起24与所述凹槽25紧密配合，所述凸起24与所述凹槽25之间无空隙，保证在运动过程中无径向位移，也能够避免径向冲击力损坏所述端板2。

[0031] 为了进一步提高所述端板2的强度，我们对于所述凸起24的宽度h给出一个限定范围，经过仿真试验及理论计算得出所述凸起24的宽度h的范围为：(R0-R1)/4≤h≤2(R0-R1)/5，其中R0为所述端板外圆半径，R1为所述端板内圆半径，由于所述凸起24设置于所述第一部分21与第二部分22的端部中间，因而可以得出所述凹槽25与内圆、外圆之间的距离范围为3(R0-R1)/10≤h≤3(R0-R1)/8；进一步，当所述第一部分21与所述第二部分22一端旋转至最近时，所述第一部分21与所述第二部分22的另一端距离最远，而此时所述第一部分21与所述第二部分22另一端的凸起24与凹槽25仍然连接，即凸起24处于凹槽25内部，而此时若所述凸起24置于所述凹槽25内部的长度太短，则所述凸起24易于损坏，而太长也会造成浪费，因而对于此时的凸起24置于所述凹槽25内部分的长度L≥3mm，通过上述尺寸的设置，既能够降低材料的浪费使用，也能够保证所述端板2的运动强度，适用于高速电机的运转。

[0032] 利用上述端板2的结构即能够实现电机自适应动平衡，下面针对上述结构给出电机自适应动平衡的调节方法：

[0033] 如图3所示为本发明的电机自适应动平衡的调节方法流程图，该流程图主要包括4个步骤：

[0034] (1)将电机转子置于动平衡机上，以一固定转速旋转，并由此获取初始动不平衡量及其不平衡点所处的相位角度；

[0035] (2)根据不平衡点所处相位角度及不平衡量，调节所述端板2的第一部分21与第二部分22的位置，旋转所述第一部分21与所述第二部分22使得所述第一部分21与第二部分22一端靠近一定角度、另一端远离一定角度，实现所述第一部分21与第二部分22一端增加一定重量、另一端减少一定重量的效果，而所述增加重量与减少重量之和等于所述初始动不平衡量对应的重量值，调节结束后紧固所述螺母，施加一定的预紧力；

[0036] (3)将调节后的转子再次置于动平衡机上以一固定转速旋转，检测当前电机转子的动不平衡量及其不平衡点所处的相位角度；

[0037] (4)若此时的动不平衡量小于规定值，则结束调节，并使用所述螺母紧固并锁止所述端板2与转子铁心1，否则，跳至步骤(2)。

[0038] 经过上述步骤可以较少的此时完成电机动平衡的调节，而且调节精度较高，并且整个调节过程简单易于操作，不会增加电机重量，即不会存在电机部件脱落的风险。

[0039] 对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。