一种利用单逆变器驱动的高稳定性永磁同步电机

摘要

本发明属于用于抑制或减少振动的电机技术领域，公开了一种利用单逆变器驱动的高稳定性永磁同步电机，包括从内至外依次设置的转子、定子和外壳，转子上还同轴固定有贯穿外壳一端的驱动轴，驱动轴与外壳转动连接，还包括位于外壳下方的安装座，外壳竖向滑动连接在安装座上；安装座内设有与外壳底部相抵的减振组件，减振组件包括多个重叠设置的安装板，安装板内嵌设有多个第一柔性缓冲球，第一柔性缓冲球包括大径球和小径球，大径球和小径球交错设置。本发明解决了现有技术中由于电机运行时，转动惯量的不平衡导致电机运行不稳定的问题。

权利要求

1.一种利用单逆变器驱动的高稳定性永磁同步电机，包括从内至外依次设置的转子、定子和外壳，转子上还同轴固定有贯穿外壳一端的驱动轴，驱动轴与外壳转动连接，其特征在于：还包括位于外壳下方的安装座，外壳竖向滑动连接在安装座上；安装座内设有与外壳底部相抵的减振组件，减振组件包括多个重叠设置的安装板，安装板内嵌设有多个第一柔性缓冲球，第一柔性缓冲球包括大径球和小径球，大径球和小径球交错设置；定子内还设置有一条冷却通道，冷却通道沿定子的轴向螺旋设置，冷却通道的左端为进气端，冷却通道的右端为出气端；定子的左端还设置有包裹冷却通道的环形槽，定子内还设有将环形槽与冷却通道连通导流孔；驱动轴左端位于外壳内的部分上还设置有三块散热翅片，散热翅片拼接呈风扇叶片的形状，能够将外部的气体导入冷却通道内；外壳的左右两端上均设有透气孔；滑动桶的出气口上还连通有导气管，导气管远离滑动桶的一端与环形槽连通。

2.根据权利要求1所述的一种利用单逆变器驱动的高稳定性永磁同步电机，其特征在于：上侧所述安装板的大径球与下侧安装板的小径球相抵。

3.根据权利要求1所述的一种利用单逆变器驱动的高稳定性永磁同步电机，其特征在于：上侧所述安装板的大径球与下侧安装板的大径球相抵。

4.根据权利要求1‑3任意一项所述的一种利用单逆变器驱动的高稳定性永磁同步电机，其特征在于：所述安装座内设置限位框，减振组件位于限位框内。

5.根据权利要求4所述的一种利用单逆变器驱动的高稳定性永磁同步电机，其特征在于：所述限位框内侧均设有四块缓冲板，缓冲板与限位框的内壁之间均设有凹槽，凹槽内嵌设有第二柔性缓冲球。

6.根据权利要求5所述的一种利用单逆变器驱动的高稳定性永磁同步电机，其特征在于：所述第二柔性缓冲球也包括大径球和小径球，且大径球和小径球交错设置。

7.根据权利要求6所述的一种利用单逆变器驱动的高稳定性永磁同步电机，其特征在于：所述第一柔性缓冲球和第二柔性缓冲球均为橡胶球、硅胶球或乳胶球。

8.根据权利要求7所述的一种利用单逆变器驱动的高稳定性永磁同步电机，其特征在于：所述限位框的外周和底部与安装座之间均设有弹簧。

9.根据权利要求7所述的一种利用单逆变器驱动的高稳定性永磁同步电机，其特征在于：所述限位框的底部固定有限位件，限位件包括固定在安装座底部的滑动桶，滑动桶内竖向滑动连接有拉杆，拉杆的底部固定有竖向滑动连接在滑动桶内的滑板，滑动桶的上部设置有泄压口，泄压口内设有泄压阀门；拉杆外还套设有弹簧。

10.根据权利要求9所述的一种利用单逆变器驱动的高稳定性永磁同步电机，其特征在于：所述滑动桶的上部位于拉杆的外周设有橡胶块。

说明书

一种利用单逆变器驱动的高稳定性永磁同步电机

技术领域

[0001] 本发明属于用于抑制或减少振动的电机技术领域，具体涉及一种利用单逆变器驱动的高稳定性永磁同步电机。

背景技术

[0002] 电机在运行的过程中，由于转子和驱动轴的转动做功，会产生较大的热量，而高温会使得转子（永磁体消磁）进而影响电机的稳定运行。同时，电机在物理结构上，不是完全的
中心对称、轴对称，因此电机在运行的过程中，转子和驱动轴转动时，由于转动惯量的不平
衡会导致振动，导致电机运行不稳定，进而影响电机的动力输出。

发明内容

[0003] 本发明意在提供一种利用单逆变器驱动的高稳定性永磁同步电机，以解决现有技术中由于电机运行时，转动惯量的不平衡导致电机运行不稳定的问题。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种利用单逆变器驱动的高稳定性永磁同步电机，包括从内至外依次设置的转子、定子和外壳，转子上还同轴固定有贯穿外壳
一端的驱动轴，驱动轴与外壳转动连接，还包括位于外壳下方的安装座，外壳竖向滑动连接
在安装座上；安装座内设有与外壳底部相抵的减振组件，减振组件包括多个重叠设置的安
装板，安装板内嵌设有多个第一柔性缓冲球，第一柔性缓冲球包括大径球和小径球，大径球
和小径球交错设置。

[0005] 本技术方案的技术原理：

[0006] 通过设置减振组件能够对电机起到减振的作用，进而减少电机在运行过程中的振动，确保电机运行的稳定。通过多块安装板的重叠设置，安装板上均设有第一柔性缓冲球，
在电机发生振动时，会使得第一柔性缓冲球受到挤压，并且柔性球吸收电机振动的能量，并
将能量传输至安装板上，实现振动能量的消解，进而起到减缓电机振动的作用。

[0007] 本技术方案的有益效果：

[0008] 1、本技术方案通过设置安装板和第一柔性缓冲球，在电机振动时，挤压第一柔性缓冲球，使得第一柔性缓冲球发生挤压，避免外壳与安装板刚性接触，从而降低外壳受损的
概率；

[0009] 2、第一柔性缓冲球在振动时，能够吸收外壳的振动能量，并将能量传送给安装板，在此过程中实现能量的消解，进而减少电机的振动；

[0010] 3、通过将第一柔性缓冲球设置为大径球和小径球，在振动较小时，通过挤压第一柔性缓冲球便能实现减振，而在振动的幅度较大时，挤压大径球的力会变大，因此，此时会
挤压小径球，通过小径球来进行减振，提高减振的效果。

[0011] 4、本技术方案通过第一柔性缓冲球进行减振，与现有直接利用弹簧减振相比，弹簧的吸振效果有限，并且其减振的效果，只能是减少刚性接触导致的受损，而且由于弹簧快
速复位的作用，会使得整个弹簧的振动加速，进而使得电机的运行更不稳定；因此，本技术
方案的设置，能够解决电机在运行过程中，振动较大导致的运行不稳定的问题。

[0012] 发明人在研发的过程中发现，利用第一柔性缓冲球来进行缓冲，能够减少减振组件随外壳同步振动的情况发生，同时第一柔性缓冲球嵌设在安装板内，能够通过第一柔性
缓冲球和安装板吸收振动的能量，进而能够减少电机的振动，确保电机的稳定运行。

[0013] 进一步，上侧所述安装板的大径球与下侧安装板的小径球相抵。

[0014] 有益效果：将大径球和小径球相抵，能够使得向下传递振动能量的效果更佳，进而能够提升减振的效果。

[0015] 进一步，上侧所述安装板的大径球与下侧安装板的大径球相抵。

[0016] 有益效果：将大径球与大径球相抵，能够使得减振时可压缩的空间变大，进而能够使得减振的限度变大。

[0017] 进一步，所述安装座内设置限位框，减振组件位于限位框内。

[0018] 有益效果：利用限位框对减振组件进行限位，能够对减振组件的运动轨迹进行限定，避免减振组件发生错位，进而避免减振组件的减振效果受到影响。

[0019] 进一步，所述限位框内侧均设有四块缓冲板，缓冲板与限位框的内壁之间均设有凹槽，凹槽内嵌设有第二柔性缓冲球。

[0020] 有益效果：电机的振动不仅仅是竖向的，还会发生横向的振动，因此通过设置缓冲板和第二柔性缓冲球，能够实现横向减振，进一步提高减振效果。

[0021] 进一步，所述第二柔性缓冲球也包括大径球和小径球，且大径球和小径球交错设置。

[0022] 有益效果：第二柔性缓冲球也包括大径球和小径球，在振动较大时，能够利用小径球进行减振，进而提高减振的限度。

[0023] 进一步，所述第一柔性缓冲球和第二柔性缓冲球均为橡胶球、硅胶球或乳胶球。

[0024] 有益效果：橡胶球、硅胶球和乳胶球均具有一定的弹性形变能力，并且具有吸振的效果，能够使得整个减振组件的减振效果佳。

[0025] 进一步，所述限位框的外周和底部与安装座之间均设有弹簧。

[0026] 有益效果：在限位框和安装座之间设置弹簧，能够避免限位框与安装座的刚性接触导致的振动受损的情况出现。而在限位框与安装座之间设置弹簧，通过限位框内的减振
组件吸收振动的能量进行减振后，限位框实际发生的振动会较小，而通过设置弹簧，能够起
到缓冲的作用，避免振动导致的受损的情况出现；又能够避免因为弹簧本身的特性，导致电
机振动的情况出现。

[0027] 进一步，所述限位框的底部固定有限位件，限位件包括固定在安装座底部的滑动桶，滑动桶内竖向滑动连接有拉杆，拉杆的底部固定有竖向滑动连接在滑动桶内的滑板，滑
动桶的上部设置有泄压口，泄压口内设有泄压阀门；拉杆外还套设有弹簧。

[0028] 有益效果；通过限位件的设置能够减缓振动。在电机的振动没有完全消解的情况下，限位框会随外壳发生振动，因此会使得限位框挤压会拉伸拉杆，而在此过程中，在气压
的作用下，拉杆和滑板的移动会受到阻碍，进而能够减少限位框的振动，起到减振的效果。

[0029] 进一步，所述滑动桶的上部位于拉杆的外周设有橡胶块。

[0030] 有益效果：橡胶块具有弹性形变能力，能够被挤压，但其形变的受力要求较大，因此能够进一步增加滑板和拉杆滑动时受到的阻碍，并且能利用橡胶块减振。

附图说明

[0031] 图1为本发明实施例1的结构示意图；

[0032] 图2为本发明实施例2中限位件的结构示意图；

[0033] 图3为本发明实施例3中电机本体的结构示意图；

[0034] 图4为图3中A‑A向剖视图。

具体实施方式

[0035] 下面通过具体实施方式进一步详细说明：

[0036] 说明书附图中的附图标记包括：电机主体1、转子11、定子12、冷却通道121、环形槽122、外壳13、透气孔131、驱动轴14、散热翅片141、安装座2、限位框3、安装板4、第一柔性缓
冲球41、缓冲板5、第二柔性缓冲球51、连接板6、滑动桶7、滑板71、拉杆72、橡胶块73、进气口
74、出气口75、限位环76、导气管8。

[0037] 实施例1：

[0038] 一种利用单逆变器驱动的高稳定性永磁同步电机，基本如附图1所示，安装座2和电机主体1。电机主体1包括从内至外依次设置的转子11、定子12和外壳13（图1中未画出），
定子12上同轴转动连接有驱动轴14，且转子11包裹在驱动轴14外侧。驱动轴14的左端贯穿
外壳13并延伸至外壳13外，驱动轴14的左端与外壳13转动连接。还包括与外壳13底部螺纹
连接的连接板6。

[0039] 安装座2内设有安装槽，安装槽内设有限位框3，限位框3的底部和侧壁与安装槽之间设有弹簧或限位件，本实施例中优选弹簧。限位框3内设置有减振组件，限位框3的顶部设
有限位块。

[0040] 减振组件包括多块叠放在限位框3内的安装板4，安装板4上设置有多个通孔，每个通孔内均卡合有第一柔性缓冲球41，第一柔性缓冲球41包括大径球和小径球，且大径球和
小径球交错设置。相邻安装板4上的大径球与小径球相抵或相邻安装板4上的大径球与大径
球相抵，本实施例选用相邻安装板4上的大径球与大径球相抵的设置方式。连接板6的底部
与顶部的安装板4焊接。

[0041] 限位框3内还设有四个分别限位框3的侧边平行的缓冲板5，缓冲板5靠近限位框3一侧的侧壁上设有凹槽，限位框3的内侧壁上也设有凹槽，缓冲板5和限位框3上的凹槽数量
相等，且凹槽之间相互配合。还包括与限位框3上的凹槽数量相等的第二柔性缓冲球51，第
二柔性缓冲球51设置在限位框3和缓冲板5上相互配合的两个凹槽内。第二柔性缓冲球51也
包括大径球和小径球，且大径球和小径球交错设置。大径球和小径球的直径根据实际需求
进行选择，例如本实施例中大径球选用直径为2cm的球体，小径球选用直径为1cm的球体。

[0042] 第一柔性缓冲球41和第二柔性缓冲球51可以为橡胶球、硅胶球或乳胶球，本实施例优选橡胶球。

[0043] 具体实施过程如下：

[0044] 在电机运行过程中，由于电机主体1的结构不是完全轴对称的，因此会在驱动轴14和转子11转动时，出现转动惯量不平衡的情况，因此会导致电机主体1不稳定，发生振动，进
而影响电机的动力输出。而在此过程中，电机主体1发生竖向振动时，会挤压安装板4，从而
使得安装板4上的第一柔性缓冲球41被挤压，起到一个缓冲的作用，避免电机主体1与安装
座2的刚性接触导致的外壳13受损的情况出现。而且在第一柔性缓冲球41被挤压时，会吸收
振动的能量，并向与之接触的第一柔性缓冲球41和安装板4进行传输，实现振动能量的分
解，进而减少电机主体1的振动，提高运行的稳定性。

[0045] 而在电机主体1发生横向振动时，会挤压缓冲板5，使得缓冲板5挤压第二柔性缓冲球51，通过第二柔性缓冲球51和缓冲板5进行振动能量的消解，从而减少电机的振动，提高
电机运行的稳定性。

[0046] 而在减振的过程中，限位框3也会受到一个振动的力，通过设置弹簧，能够起到缓冲的作用，避免限位框3直接与安装座2发生撞击导致的受损的情况出现。

[0047] 实施例2：

[0048] 实施例2与实施例1的不同之处仅在于，如图2所示，本实施例中，限位框3与安装槽底部和侧壁之间均设置有限位件，未设置弹簧。以底部的限位件为例，限位件包括焊接在安
装槽上的滑动桶7，滑动桶7顶部开口，且滑动桶7顶部的内壁上设有限位环76。滑动桶7内竖
向滑动连接有滑板71，滑板71的顶部铰接有拉杆72，拉杆72的顶部与限位框3的底部铰接。

[0049] 滑动桶7的位于滑板71下方处设有进气口74和出气口75，进气口74内设有进气单向阀，当滑板71向上滑动时，滑动桶7下部的压强减小，因此通过进气口74吸入气体；出气口
75内设有出气单向阀，当滑板71向下滑动时，挤压滑动桶7下部的气体，使得下部的压强增
加，进而将出气单向阀打开，能够将下部的气体排出。滑板71的顶部还固定有橡胶块73，橡
胶块73包裹拉杆72。

[0050] 具体实施过程如下：

[0051] 利用限位件来进行缓冲，在限位框3受到振动时，会直接带动拉杆72移动，由于拉杆72的两端分别与限位框3铰接，能够实现拉杆72的多方位移动。而且在振动的过程中，当
拉杆72移动，使得滑板71在滑动桶7内滑动时，会挤压滑动桶7的上部或下部，由于滑动桶7
下部密封，并且设置有泄压阀，能够通过气体的压强来进行缓冲和减震，而滑动桶7的上部
设置有橡胶块73，除了能起到缓冲、减震的作用外，还能够对拉杆72的移动进行限制，因此
能够对限位框3的移动进行限制，避免限位框3位置发生大幅度移动，从而确保电机本体1的
稳定性。

[0052] 实施例3：

[0053] 实施例3与实施例2的不同之处仅在于，如图3所示，定子12内还设置有一条冷却通道121，冷却通道121沿定子12的轴向螺旋设置，冷却通道121的左端为进气端，冷却通道121
的右端为出气端。结合图4所示，定子12的左端还设置有包裹冷却通道121的环形槽122，定
子12内还设有将环形槽122与冷却通道121连通导流孔。驱动轴14左端位于外壳13内的部分
上还设置有三块散热翅片141，散热翅片141拼接呈风扇叶片的形状，能够将外部的气体导
入冷却通道121内。外壳13的左右两端上均设有透气孔131。滑动桶7的出气口75上还连通有
导气管8，导气管8远离滑动桶7的一端与环形槽122连通。

[0054] 具体实施过程如下：

[0055] 电机的运行不稳定除了与振动相关之外，还与电机运行时大量的发热相关。通过设置散热翅片141和冷却通道121，在电机运行时，驱动轴14带动散热翅片141转动，从而产
生气流，并将气流导流至冷却通道121内。而在电机振动过程中，挤压滑板71时，会挤压滑动
桶7内的气体，使得气体通过导流管进入环形槽122内，再进入冷却通道121内。冷却通道121
和环形槽122构成一个空气放大器的结构，根据空气放大器的运行原理，能够使得气体在冷
却通道121内的流速加快，再根据能量守恒定律，气体的流速变快后，温度变低，因此能够进
一步加快气体与定子12之间的热交换，从而实现对定子12和转子11的降温；减少热量对电
机运行的影响，提高电机运行的稳定性。

[0056] 对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本专利实施的效
果和专利的实用性。