完成，啟動繞組斷開，振動電機進入正常工作狀態；啟動繞組大大提高了啟動轉矩，解決 了因為無軸承原因造成的電機啟動困難問題。參見圖4,定子2鐵忍的外圓周面上開有12個 橫截面為半圓形的縱向散熱槽202,在振動電機正常工作時形成合理的風道，有效降低電機 溫升。參見圖5,轉子3端環部位安裝有大散熱片301。從圖1可見，端蓋5上開有散熱孔501，安 裝于端蓋5外的風罩7上的通風口 701與排風系統8連通。
[0025] 參見圖7、圖8,當振動電機通電后，轉軸4在錐形滾道6上做行星無滑滾動，轉軸4沿 錐形滾道6每滾動一周，就使電機振動一次，電機行星式振動頻率滿足如下計算公式：
[0026]
[0027] 其中，f為電機行星式滾動時的振動頻率，η為電機的轉速，R為錐形滾道兩外側頂 端大圓半徑，r為轉軸兩外側頂端小圓半徑，k二^為行星滾動時的增速比。 Κ^?
[0028] 當振動電機運行時，轉軸4沿圓屯、化Κωι自轉的同時，沿大圓滾道作無滑滾動。其 結果就是小圓的圓屯、化繞大圓的圓屯、化Κω 2作反方向的旋轉（公轉），從而實現了行星運 動。本實用新型是通過控制轉軸4的軸端錐度與錐形滾道6的錐度的配合來實現對振動電機 激振力和振幅的控制。
[0029] 如果要使振動電機的振動頻率為200Hz，外部電源的頻率為50化，振動電機的轉子 轉速為2860r/min，則此時可W取增速比K = 4.2，W此可W進一步確定R和r的值。因此，行星 增速比K是高頻振動電機設計的一個主要依據，K取太高或太低直接影響到振動電機的振動 效果及合理性。
[0030] 本實用新型采用無軸承結構，并沒有像傳統無軸承電機一樣在定子部分增加磁懸 浮結構，而是通過錐形滾道強行固定轉子在一定范圍內運轉，為了避免定子與轉子出現掃 膛現象，氣隙值較傳統電機要增大，氣隙磁密也相對增大。本實用新型在電磁計算中也充分 考慮了運點，除了增加定子繞組應數外，定子鐵忍的外圓周上開有若干個半圓形的散熱槽， 在轉子端環部位加大散熱片。由于轉子部分無軸承，在電機靜止狀態時兩邊沒有支撐結構， 轉軸兩端平置于錐形滾道上面，運樣就給電機的啟動帶來了困難，需要較大的啟動轉矩才 能完成正常啟動。本實用新型為了提高振動電機的啟動轉矩，在定子繞組部分采用雙繞組 結構，增加了 一套啟動繞組，啟動繞組僅在振動電機起動過程中工作，當啟動完成后繞組自 動斷開，振動電機進入正常運行工作模式。在端蓋部分加開散熱孔，端蓋一端裝設風罩，風 罩中間及四周開通風口，風罩外部加裝排風系統（抽風機），通過外置抽風機將軸端與錐形 滾道產生的機械摩擦熱量抽出，W避免造成溫升過高現象。
[0031] 錐形滾道和轉軸軸端錐形部分均要求采用高頻澤火工藝，確保配件硬度達標。如 果硬度不達標，轉軸軸端在錐形滾道上的行星滾動會造成錐形滾道與轉軸軸端接觸部位的 磨損，影響振動頻率及振幅，甚至不起振。
[0032] 本實用新型的工作原理及過程如下：從W上描述可知，電機總體結構分定子、轉 子、端蓋、錐形滾道、通風散熱排風系統幾個部分，電機轉子靠轉軸兩端錐形滾道支撐。當電 機通電運行時，定子部分的啟動繞組及工作繞組同時工作，電機具有較大的啟動轉矩，啟動 完成后，啟動繞組斷開，轉軸兩端的錐形部分將在錐形滾道上作無滑滾動運行，此時，轉軸 兩端既有沿軸端中屯、的自轉也有沿錐形滾道中屯、運行的公轉，該運行方式即定義為行星運 動。該振動電機就是利用轉軸兩端在錐形滾道上作無滑滾動產生的撞擊力工作的。該撞擊 力即是振動電機的激振力，撞擊頻率即振動頻率，運有別于傳統振動電機利用轉軸兩端的 偏屯、甩塊產生激振力。本實用新型的一個主要特點是通過軸端的錐形結構與錐形滾道尺寸 的配合及特殊的運行方式，可W將原動機的低速轉動轉化成高頻振動。本實用新型的定轉 子間的氣隙較大，線圈應數較傳統振動電機要多，W降低氣隙磁通密度，端蓋上開有部分散 熱孔，定子鐵忍上開有散熱槽，轉子端環上的散熱片較大，另外在端蓋及風罩上的各個方向 開有通風口并裝設抽風機，主要目的是防止轉軸軸端與錐形滾道因滾動接觸產生的熱量無 法散出。
【主權項】
1. 一種無軸承行星滾動式高頻振動電機，包括機座、定子、轉子、轉軸、前后端蓋;其特 征在于:所述轉軸兩軸端無軸承;所述前后端蓋的中屯、位置分別安裝有一個內表面為圓錐 形的錐形滾道，轉軸兩軸端外表面為與錐形滾道錐形角度相匹配的相似圓錐形，轉軸兩軸 端置于錐形滾道內，其配合面均做高頻澤火處理;所述轉子結構采用鼠籠式結構;所述定子 鐵忍為非標結構，定子鐵忍軸孔較大，而轉子外徑較小，定、轉子之間的平均氣隙較錐形滾 道與圓錐形轉軸軸端之間的平均間隙大;定子繞組采用雙繞組結構，其中一套為啟動繞組； 所述定子鐵忍的外圓周面上開有若干個橫截面為半圓形的縱向散熱槽，所述轉子端環部位 安裝有大散熱片;所述端蓋上開有散熱孔，安裝于端蓋外的風罩上的通風口與排風系統連 通。2. 根據權利要求1所述無軸承行星滾動式高頻振動電機，其特征在于:所述轉軸兩軸端 外表面和錐形滾道內表面是其直徑向兩外側逐漸變小的圓錐形。3. 根據權利要求1所述無軸承行星滾動式高頻振動電機，其特征在于：當振動電機通電 后，所述轉軸在錐形滾道上做行星無滑滾動，轉軸沿錐形滾道每滾動一周，就使電機振動一 次，電機行星式振動頻率滿足如下計算公式：其中，f為電機行星式滾動時的振動頻率，n為電機的轉速，R為錐形滾道兩外側頂端大 圓半徑，r為轉軸兩外側頂端小圓半徑：為行星滾動時的增速比。
【專利摘要】本實用新型公開了一種無軸承行星滾動式高頻振動電機。本實用新型的電機轉軸兩軸端無軸承；前后端蓋分別安裝一個錐形滾道，轉軸兩軸端外表面為與錐形滾道錐形角度相匹配的相似圓錐形，轉軸兩軸端置于錐形滾道內；轉子結構采用鼠籠式結構；定子鐵芯軸孔較大，而轉子外徑較小，定、轉子之間的平均氣隙較錐形滾道與圓錐形轉軸軸端之間的平均間隙大；定子繞組采用雙繞組結構，其中一套為啟動繞組；定子鐵芯的外圓周面上開有若干個橫截面為半圓形的縱向散熱槽，轉子端環部位安裝有大散熱片；端蓋上開有散熱孔，安裝于端蓋外的風罩上的通風口與排風系統連通。本實用新型電機結構簡單，成本低，使用壽命長，振動強度、振動頻率得到提高。
【IPC分類】H02K9/06, H02K1/20, H02K7/075, H02K5/173, H02K3/16
【公開號】CN205304491
【申請號】
【發明人】劉萬太, 羅小麗, 鄧鵬 , 周獻, 胡雄全
【申請人】湖南電氣職業技術學院
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月31日