CN104901441B - 新能源汽车用稀土永磁直流微电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了新能源汽车用稀土永磁直流微电机，它包括机壳、转子、定子、垫圈和电机转轴，转子内设有钕铁錋永磁体，电机转轴靠近垫圈处设有弧形凹槽，位于弧形凹槽内的垫圈设有弧形隆起部，弧形凹槽和弧形隆起部之间适配有限位块，限位块包括一端与垫圈压紧另一端越过弧形凹槽与电机转轴贴紧的水平部和适配在弧形凹槽内与弧形隆起部间隙配合的弯曲部。本发明的有益效果是采用高性能钕铁錋永磁材料替代传统铁氧体永磁材料，节能环保效果更优，小体积降低新能源汽车电路设计难度；自制研发的石墨尼龙材料冲压而成的垫圈大大减低电机噪音，提高新能源汽车的乘坐舒适度；抗干扰强、节能环保。

Description

新能源汽车用稀土永磁直流微电机

技术领域

本发明涉及电机，尤其涉及新能源汽车用稀土永磁直流微电机。

背景技术

传统的有刷直流串励电机具有调速性能好，转矩大，是和低速大转矩负载的优点，但也具有效率低、维行量大、适应环境差、噪音大、寿命短的缺点，其中直流电机由磁场、电枢、换向器、电刷组成。为了使电机旋转时不断电，电刷必须短接两个换向片，造成匝间短路，为了减小短路电流，只能把电刷的电阻做大。由于电刷的电阻加大带来的是短路损耗，而且电机的电流都是通过电刷传到电枢上的，电刷损耗也很大，由于有刷直流电机的机械换向结构和电刷，使直流电机的效率一般不超过65%。由于直流电机换向器和电刷大部分都设计为开放式结构，而换向器由裸铜制成，裸露在空气中，空气潮湿对电机的换向器造成侵害，使电刷和换向器产生火花，这种恶性循环致使电刷换向器很快损坏、腐蚀，如不经常维修，可能会使电机报废。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的直流串励电机效率低、寿命短、噪音大，为此提供一种精度高、寿命长、噪音低、抗干扰强、节能的新能源汽车用稀土永磁直流微电机。

本发明的技术方案是：新能源汽车用稀土永磁直流微电机，它包括机壳、转子、定子、垫圈和电机转轴，所述转子内设有钕铁錋永磁体，所述电机转轴靠近垫圈处设有弧形凹槽，所述位于弧形凹槽内的垫圈设有弧形隆起部，所述弧形凹槽和弧形隆起部之间适配有限位块，所述限位块包括一端与垫圈压紧另一端越过弧形凹槽与电机转轴贴紧的水平部和适配在弧形凹槽内与弧形隆起部间隙配合的弯曲部。

上述方案中所述垫圈是石墨尼龙材料冲压制成。

本发明的有益效果是采用高性能钕铁錋永磁材料替代传统铁氧体永磁材料，提高转矩，磁性性能优势突出，节能环保效果更优，小体积降低新能源汽车电路设计难度；自制研发的石墨尼龙材料冲压而成的垫圈耐摩擦系数可达0.16-0.4，表面光滑度超过国内同等产品，能有效增强电机使用寿命，大大减低电机噪音，提高新能源汽车的乘坐舒适度；抗干扰强、节能环保。

附图说明

图1是本发明示意图；

图2是图1中A的局部放大图；

图中，1、机壳，2、转子，3、定子，4、垫圈，5、电机转轴，6、钕铁錋永磁体，7、弧形凹槽，8、弧形隆起部，9、水平部，10、弯曲部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1、2所示，本发明包括机壳1、转子2、定子3、垫圈4和电机转轴5，所述转子内设有钕铁錋永磁体6，所述电机转轴靠近垫圈处设有弧形凹槽7，所述位于弧形凹槽内的垫圈设有弧形隆起部8，所述弧形凹槽和弧形隆起部之间适配有限位块，所述限位块包括一端与垫圈压紧另一端越过弧形凹槽与电机转轴贴紧的水平部9和适配在弧形凹槽内与弧形隆起部间隙配合的弯曲部10。

本发明采用钕铁錋永磁体，可以把机械换向转换为电子换相，电子换相的损耗很小，只是开关管的管压降，效率一般能达到94-97.% ,因此，高效、大转矩的直流电机诞生了。其特点如下： 1.

电子换向：由于机械换向存在着损耗大、维修量大、适应环境差的缺陷，阻碍了有刷直流电机的发展。近年来由于计算机技术的成熟、大功率半导体开关器件的出现使电子换向技术能代替机械换向，从而弥补了直流电机以上的缺陷，同时利用了80年代出现的钕铁硼磁钢，形成了我公司现在的“稀土永磁直流电动机”。 由于永磁直流电机电子换相、特殊的结构和优化设计,使无功和有功损耗都很小,使此种电机在全调速范围内都属于同步转速,当电机达到同步时,转子既无铜耗又无铁耗，因此直流电机的效率一般都能做到95%—97%。

2、功率因数高：因该电机无功率和有功率损耗很小，负载轻载时，电机设计呈容性状态，负载时电机呈感性状态，由于电机在容性和感性之间变化，功率因数基本接近1。

3、启动转距大

在零转速(堵转)情况下，能达到4倍过载转距，而控制器的输入电流只有额定电流的1/20，变频电机和永磁同步电机一般都得超过额定电流。

4、该电机体积小,重量轻

120KW永磁直流电机只有230kg，而变频电机最少也得560kg以上

永磁直流电机与交流变频电机比较：体积和重量小一倍，转矩大一倍，价格将近低一倍，效率平均高一倍。

5、噪声低，抗干扰强，电磁兼容性好。

6、 刹车、减速、遛撤时有能量回馈、能耗制动功能。

用作汽车电机的磁体，一般要求有高的磁性能，从而产生较大的气隙磁场，传统铁氧体永磁材料的剩磁感应强度低，导致气隙磁密度值较低，铁芯也没有充分利用，而高性能钕铁錋永磁材料可向气隙提供较多的磁通量，获得较高的磁负荷，从而有效材料用量减少，同时在微电机中采用高性能钕铁錋永磁材料作为励磁源，利用其高剩磁，高矫顽力，高磁能积，可以简化电机结构，提高效率，缩小外形尺寸。

我公司所用永磁材料经饱和磁化后，去掉磁化的磁场仍能长时间地保持强的、稳定的磁性，给电机励磁，建立磁场，避免干扰。所用磁滞电动机转子上的磁滞体不预先磁化，而是被电机励磁磁场磁化，而且通常是在低于饱和状态下工作，节能功效显著，从而实现新能源汽车的节能进而降低能耗、延长续航里程。

本发明中的限位块和弧形隆起部在弧形凹槽内配合，实现对电机转轴的径向限位，防止电机转轴在转动中产生相对运动，进而延长电机寿命，降低噪音，限位块的水平部与电机转轴和垫圈紧密贴合，一是对弧形凹槽起到密封作用，而是对电机转轴提供径向的压力，防止电机转轴径向晃动。限位块的弯曲部和弧形隆起部配合实现对电机转轴的定位，保持电机转轴的运行同心度，防止电机转轴上下运动。更进一步的，垫圈是石墨尼龙材料冲压制成，能有效增强电机使用寿命。

总而言之，本发明较传统微电机，具有精度高、寿命长、噪音低、抗干扰强、节能环保等优越性能，进一步减少电机的质量和转动惯量，提高电机的反应灵敏度，又可以减少电机转矩的脉动，增加运行的平稳性，还可以简化电机的结构和工艺，在国内处于领先水平，具有了很好的市场前景。

Claims (2)

1.新能源汽车用稀土永磁直流微电机，它包括机壳（1）、转子（2）、定子（3）、垫圈（4）和电机转轴（5），所述转子内设有钕铁錋永磁体（6），其特征是所述电机转轴靠近垫圈处设有弧形凹槽（7），所述位于弧形凹槽内的垫圈设有弧形隆起部（8），所述弧形凹槽和弧形隆起部之间适配有限位块，所述限位块包括一端与垫圈压紧另一端越过弧形凹槽与电机转轴贴紧的水平部（9）和适配在弧形凹槽内与弧形隆起部间隙配合的弯曲部（10）。

2.如权利要求1所述的新能源汽车用稀土永磁直流微电机，其特征是所述垫圈是石墨尼龙材料冲压制成。