CN102412688A - 一种高效节能电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高效节能电机，它有机壳、定子、转子、底座、吊环、散热筋以及与线圈电连接的防水出线装置，转子包括转子心轴和空心转子体，空心转子体固定在转子心轴上，转子心轴开有同心轴孔，轴孔壁开有螺旋沟槽，转子体内均匀分布有孔槽，转子体外周镶嵌有几何形状的永磁材料，永磁材料外表面不低于转子体表面，永磁材料的外表面上贴紧固定有由导磁材料制成的导磁轭，导磁轭能把永磁材料覆盖，导磁轭材料是硅钢片、工业软铁、球磨铸铁的任一种，所述转子与定子间的气隙宽度为4-8mm。本电机减少损耗，提高了效率，功率可提高1.5-2个等级，功率因数均在90％以上，而且制造时还可以节省材料。

Description

一种高效节能电机

技术领域

本发明属于电机技术领域，尤其涉及一种高效节能电机。

背景技术

全世界许多先进国家，由于全球能源危机，都在找自己节能高效的出路，时逢上世纪八十年代出现的稀土永磁材料，给了人们一种新开发思路，稀土磁的出现，远比铁氧体永磁除温度外均高出几倍或十几倍，人们开始用它研发电动机、发电机，尤其是各种专用电机，用它所制造出来的电机充分体现高效节能，所以上世纪末和本世纪初各国都在大抓稀土永磁技术的开发，就美国军用各式稀土电机就开发了5000多种。稀土永磁机无以伦比的性能体现在更高的综合节能效果、满足工业大起动转矩和最大转矩倍数的动态需求、低速直接驱动的需求、多极高功率因数的需求、高功率密度的需求和运动控制系统的需求。多年来外国人在永磁电机上的开发研制一直处于领先地位，我国只是在上世纪末由唐任远院士主持设计制造出一台1090KW永磁机，成为世界之最，因不能产业化而放进博物馆。在全球能源危机开发高效节能电机是当务之急，而我们这个稀土大国，大力开展和推动永磁同步电动机系统的应用和研究具有重大战略意义。在永磁电机的开发上，总是跟着别人跑，或是拿来图纸给别人制造，或者是搞“中外合资”。没有自有知识产权，稀土大国成了外人的加工厂，稀土大国成了外人不花钱的仓库。但是世界电机的两大命题之一的“大马拉小车”的课题仍无报道有人开发研究，也就是说5.5KW水泵就要购买7.5KW电动机，7.5KW水泵就要购买11KW电机，22KW水泵就要购买30KW电机，大马拉小车现象非常普遍、浪费极大。造成“大马拉小车”的主要原因就是电机的磁场两边高、中间磁场弱，电机的磁效应不好，磁力线过早闭合或者滞后闭合，不能合理利用磁能。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种高效节能电机的技术方案，采用本发明技术方案的电机的电能转换率高，能提高磁效应又能合理利用磁能，达到节能的目的。

本发明所采取的技术方案是：一种高效节能电机，它有机壳、定子、转子、和机壳连为一体的底座，机壳上还配有吊环、散热筋以及与线圈电连接的防水出线装置，转子包括转子心轴和空心转子体，空心转子体固定在转子心轴上，其特征在于，所述转子心轴开有同心轴孔，轴孔壁开有螺旋沟槽，转子体内平行于转子心轴均匀分布有孔槽，转子体外周镶嵌有几何形状的永磁材料，所述永磁材料外表面不低于转子外体表面，永磁材料的外表面上贴紧固定有由导磁材料制成的导磁轭，导磁轭能把永磁材料覆盖，所述导磁轭的材料是硅钢片、工业软铁、球磨铸铁中的任一种，所述转子与定子之间的气隙的宽度为4-8mm。

所述导磁轭相对于转子心轴的外表面的中间部分布有若干锥形突起，锥形突起为聚磁沟。

所述转子体表面设有几何形状的永磁材料，部分镶嵌在转子体内、部分露在转子体外表上。

所述转子体上均匀开有填充物孔，填充物孔内置有可离心的填充物。

机壳内侧圆筒面上均匀分布有凸棱，凸棱的形状为“工”字形。

所述两凸棱之间的环扇区嵌有线圈，紧贴环扇形线圈内侧设有圆弧形硅钢压片，硅钢压片卡于两凸棱头部之间。

所述机壳内侧设有导磁材料制成的圆筒形内衬圆板，内衬圆板紧贴机壳内侧凸棱，内衬圆板内侧设有圆筒形线圈，线圈紧贴内衬圆板。

在导磁材料中间形成多个锥形突起，这些锥形突起就是聚磁沟，再测场强时，中心的场强升到2850GS(高斯)，此时，永磁材料的中心场强与四边场强基本相同，场强分布趋于均稀。因为此时2mm的导磁材料(也称为导磁轭)与永磁体成为一体、在永磁体的磁场作用下，导磁材料与永磁体的N极和S极重新分布，面积大了，磁力线更能形成回路；由于磁场和电场一样有共性电场由尖端放电、而磁场也一样，具有越是有棱有角的地方磁力线密度越大，场强越高，通过在导磁材料中间形成多个锥形突起就是采用这个原理。发明人利用“尖端放磁”和“人工导磁”原理对永磁体磁场加以正合，得到理想的正弦磁力波。

附图说明

图1是本实施例1的结构示意图；

图2是本实施例2的结构示意图。

其中：1一吊环，2-散热筋，3-机壳，4-凸棱，5-内衬圆板，6-线圈，7-出线装置，8-底座，9-孔槽，10-填充物孔，11-永磁材料，12-导磁轭，13-聚磁沟，14-轴孔，15-螺形沟槽，16-转子心轴，17-转子体，18-气隙，19-硅钢压片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

实施例1

如图1所示，一种高效节能电机，它有机壳3、定子、转子、和机壳3连为一体的底座8，机壳3上还配有吊环1、散热筋2以及与线圈6电连接的防水出线装置7，转子包括转子心轴16和空心转子体17，空心转子体17固定在转子心轴16上，其特征在于，所述转子心轴16开有同心轴孔14，轴孔14壁开有螺旋沟槽15，转子体17内平行于转子心轴16均匀分布有孔槽9，转子体17外周镶嵌有几何形状的永磁材料11，转子体17表面设有几何形状的永磁材料11、部分镶嵌在转子体17内、部分露在转子体17外表上；所述永磁材料11外表面不低于转子体外表面，永磁材料11的外表面上贴紧固定有由导磁材料制成的导磁轭12，导磁轭12能把永磁材料11覆盖，所述导磁轭12的材料是硅钢片、工业软铁、球磨铸铁中的任一种，所述转子与定子之间的气隙18的宽度为4-8mm；所述导磁轭12相对于转子心轴16的外表面的中间部分布有若干锥形突起，锥形突起为聚磁沟13；所述转子体17上均匀开有填充物孔10，填充物孔10内置有可离心的填充物；机壳3内侧圆筒面上均匀分布有凸棱4，凸棱4的形状为“工”字形；所述两凸棱4之间的环扇区嵌有线圈6，紧贴环扇形线圈6内侧设有圆弧形硅钢压片19，硅钢压片19卡于两凸棱4头部之间。

实施例2

如图2所示，一种高效节能电机，它有机壳3、定子、转子、和机壳3连为一体的底座8，机壳3上还配有吊环1、散热筋2以及与线圈6电连接的防水出线装置7，转子包括转子心轴16和空心转子体17，空心转子体17固定在转子心轴16上，其特征在于，所述转子心轴16开有同心轴孔14，轴孔14壁开有螺旋沟槽15，转子体17内平行于转子心轴16均匀分布有孔槽9，转子体17外周镶嵌有几何形状的永磁材料11，转子体17表面设有几何形状的永磁材料11、部分镶嵌在转子体17内、部分露在转子体17外表上；所述永磁材料11外表面不低于转子体外表面，永磁材料11的外表面上贴紧固定有由导磁材料制成的导磁轭12，导磁轭12能把永磁材料11覆盖，所述导磁轭12的材料是硅钢片、工业软铁、球磨铸铁中的任一种，所述转子与定子之间的气隙18的宽度为4-8mm；所述导磁轭12相对于转子心轴16的外表面的中间部分布有若干锥形突起，锥形突起为聚磁沟13；所述转子体17上均匀开有填充物孔10，填充物孔10内置有可离心的填充物；机壳3内侧圆筒面上均匀分布有凸棱4，凸棱4的形状为“工”字形；所述机壳3内侧设有导磁材料制成的圆筒形内衬圆板5，内衬圆板5紧贴机壳3内侧凸棱4，内衬圆板4内侧设有圆筒形线圈6，线圈6紧贴内衬圆板5。

本发明采用导磁轭与聚磁沟有效的解决了电机磁场分布的问题，消除电机的铜损、铁损和杂损，使电机提高2个功率等级，效率指标、功率因数都达欧盟和我国电机——高效电机标准。

Claims (7)

1.一种高效节能电机，它有机壳、定子、转子、和机壳连为一体的底座，机壳上还配有吊环、散热筋以及与线圈电连接的防水出线装置，转子包括转子心轴和空心转子体，空心转子体固定在转子心轴上，其特征在于，所述转子心轴开有同心轴孔，轴孔壁开有螺旋沟槽，转子体内平行于转子心轴均匀分布有孔槽，转子体外周镶嵌有几何形状的永磁材料，所述永磁材料外表面不低于转子体表面，永磁材料的外表面上贴紧固定有由导磁材料制成的导磁轭，导磁轭能把永磁材料覆盖，所述导磁轭的材料是硅钢片、工业软铁、球磨铸铁中的任一种，所述转子与定子之间的气隙的宽度为4-8mm。

2.根据权利要求1所述的一种高效节能电机，其特征在于，所述导磁轭相对于转子心轴的外表面的中间部分布有若干锥形突起，锥形突起为聚磁沟。

3.根据权利要求1或2所述的一种高效节能电机，其特征在于，所述转子体表面设有几何形状的永磁材料，部分镶嵌在转子体内、部分露在转子体外表上。

4.根据权利要求1或2所述的一种高效节能电机，其特征在于，所述转子体上均匀开有填充物孔，填充物孔内置有可离心的填充物。

5.根据权利要求1或2所述的一种高效节能电机，其特征在于，机壳内侧圆筒面上均匀分布有凸棱，凸棱的形状为“工”字形。

6.根据权利要求5所述的一种高效节能电机，其特征在于，所述两凸棱之间的环扇区嵌有线圈，紧贴环扇形线圈内侧设有圆弧形硅钢压片，硅钢压片卡于两凸棱头部之间。

7.根据权利要求5所述的一种高效节能电机，其特征在于，所述机壳内侧设有导磁材料制成的圆筒形内衬圆板，内衬圆板紧贴机壳内侧凸棱，内衬圆板内侧设有圆筒形线圈，线圈紧贴内衬圆板。

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