CN106130218B - 一种电动车用磁通切换永磁电机 - Google Patents

一种电动车用磁通切换永磁电机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动车用磁通切换永磁电机，包括转子和定子，所述转子包括转轴和设在转轴外侧壁的永磁体，所述永磁体为沿转轴外侧壁圆周胶粘的多个圆弧形钕铁硼磁钢，所述磁钢的表面设有镀覆层。本发明电机的永磁体与转子具有更牢固的结合力避免永磁体在恶劣工况下的松动，同时在沿海等腐蚀较强地区具有更好的耐腐蚀性能，从而提升了电机的寿命。

Description

一种电动车用磁通切换永磁电机
技术领域
本发明主要涉及永磁电机的制造技术。
背景技术
钕铁硼永磁材料作为新型永磁体材料，广泛应用于电机上。由于烧结钕铁硼永磁体表面具有质量不均匀、孔隙多，疏松粗糙，易氧化生锈等特点，在将永磁体粘接固定在转子表面后，结合强度较低，尤其是当转子发热达到100℃以上后，粘接剂与永磁体之间结合力会发生显著下降，从而造成磁钢偏移等问题。而且由于磁钢的易氧化特性，容易发生腐蚀，及时在永磁体磁钢表面浸涂环氧树脂封闭剂，也只能在常温或较低温度下时起到隔绝保护作用，在潮湿沿海地区，转子发热会使环氧树脂层发生鼓泡从而达不到保护作用，而且环氧树脂针对有机溶剂和高温工况下是无能为力的。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种电动车用磁通切换永磁电机，电机的永磁体与转子具有更牢固的结合力避免永磁体在恶劣工况下的松动，同时在沿海等腐蚀较强地区具有更好的耐腐蚀性能，从而提升了电机的寿命。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用以下技术：一种电动车用磁通切换永磁电机，包括转子和定子，所述转子包括转轴和设在转轴外侧壁的永磁体，所述永磁体为沿转轴外侧壁圆周胶粘的多个圆弧形钕铁硼磁钢，所述磁钢的表面设有镀覆层。
作为优选，所述磁钢表面的镀覆层为化学镍层或镀锌层。
作为优选，所述磁钢表面的化学镍层的制备过程如下：
步骤1：前处理，经过除锈的钕铁硼磁钢，依次经过超声波化学除油、水洗、超声波酸活化、水洗；
步骤2：将经过前处理的钕铁硼磁钢作为阴极浸入冲击镍镀液中，进行滚镀镍30～120s；
步骤3：经过冲击镍打底的钕铁硼磁钢经过水洗后，再浸入化学镍镀液中进行化学镍沉积60～120min，然后水洗烘干，完成。
作为优选，所述永磁体通过环氧树脂和聚酰胺树脂的混合物粘结在转轴表面。
作为优选，步骤2中所述冲击镍包括：180～250g/L的硫酸镍、20～50g/L的氯化镍、硼酸30～50g/L，润湿剂0.1～0.5ml/L，pH为4～6，温度为45～58℃，通电电压8～12V，并带电下槽。
作为优选，步骤3中化学镍由以下组分构成：20～30g/L的硫酸镍、5～12g/L 的草酸、20～40g/L的络合剂、20～30g/L的次亚磷酸钠、0.5～10g/L的添加剂 A、0.01～0.5g/L添加剂B和0.2～1ml/L的非离子表面活性剂；操作条件如下： pH为4.2～5.0，温度85～95℃；其中所述添加剂A为质量比为4:1:1的KIO3、硫酸铈和钼酸铵的混合物，添加剂B为质量比为1:1的苯二甲酸二乙酯和丙酮缩二甲醇的混合物。
作为优选，所述络合剂为乳酸或酒石酸钾钠。
作为优选，步骤1中超声波酸活化的活化液包括：2～8％的盐酸，5～15g/L 柠檬酸，1～5g/L氟化氢铵和0.1～1ml/L的润湿剂，超声波频率为15～25kHZ，酸活化的时间为5～10s。
作为优选，步骤1中所述除锈的工作液包括：20～45g/L氨基磺酸，15～ 20g/L的草酸铵，5～15g/L的浓硫酸，20～45g/L碳酸钠，2～6g/L的乌洛托品和 1～5ml/L的表面活性剂，所述钕铁硼磁钢作为阳极在工作液中进行滚镀电解除锈，通电电压为4～10V，电解时间为1～5min。
有益效果：与现有技术相比，本发明电机的永磁体与转子具有更牢固的结合力避免永磁体在恶劣工况下的松动，同时在沿海等腐蚀较强地区具有更好的耐腐蚀性能，从而提升了电机的寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
本发明的永磁电机，包括定子和转子，转子表面通过环氧树脂和聚酰胺树脂粘接剂将永磁体钕铁硼磁钢粘接固定在转子的外圆周表面。由于钕铁硼的表面疏松多孔特性，直接粘接的话，结合力不好，尤其是当转子发热过后永磁体容易脱落或发生偏移，从而影响电机性能甚至损毁。本发明在钕铁硼永磁体的表面镀覆一层化学镍层，由于化学镍更加致密是更好的胶粘剂粘接载体，具有更优秀的结合力，同时化学镍层的磁屏蔽影响几乎可以忽略。另外，化学镍相对于钕铁硼具有更好的防腐能力，能适用于更恶劣的工况环境。以下具体介绍本发明钕铁硼永磁体表面化学镍的沉积加工方法：
前处理：首先对钕铁硼磁钢进行除锈，按下列组成配制工作液：30g/L氨基磺酸，15g/L的草酸铵，8g/L的浓硫酸，25g/L碳酸钠，5g/L的乌洛托品和1～ 5ml/L的十二烷基磺酸钠。将钕铁硼磁钢作为阳极在工作液中进行滚镀电解除锈，通电电压控制在5～8V，电解时间为1～2min。该过程中钕铁硼磁钢的表面会发生微腐蚀并大量析氢，从而达到除锈和清洗的目的，草酸铵和乌洛托品作为缓蚀剂的共同作用避免磁钢过腐蚀，电解除锈后的磁钢经过水洗后表面光洁无锈迹。然后再送入超声波化学除油中进行除油，该过程中通过超声波振荡将钕铁硼表面微孔中的杂质清洗出来，达到彻底清洁的作用。接着水洗，并送入超声波酸活化工作液中进行活化处理，该工作液成分为5％的盐酸，10g/L柠檬酸，2g/L氟化氢铵和0.2ml/L的润湿剂，超声波频率为20～22kHZ，活化时间为5～10s，超声波振荡的作用同样是将疏松多孔的空隙中气包清除保证表面活性，由于酸性腐蚀较强，浸泡时间不得超过10s，否则极易造成过腐蚀。
经过前处理后再放入冲击镍镀液中进行滚镀冲击打底，形成薄的镍镀层，能提供更良好的结合力。冲击镍的组成如下：200g/L的硫酸镍、30g/L的氯化镍、硼酸35g/L，润湿剂0.5ml/L，pH为4.5，温度为45～55℃，通电电压8～12V，并带电下槽，进行滚镀1～5min，该过程主要是为了提高化学镍的镀层结合力。经过冲击镍滚镀后的钕铁硼磁钢经过水洗后直接进入化学镍镀液中沉积，化学镍的pH为4.5～4.8，温度85～95℃，沉积时间为30～120min，能得到3～15微米的化学镍层。其中，化学镍配方如下：25g/L的硫酸镍、10g/L的草酸、30g/L的乳酸、25g/L的次亚磷酸钠、2g/L的添加剂A、0.1g/L添加剂B和0.5ml/L的非离子表面活性剂。其中，添加剂A是质量比为4:1:1的KIO3、硫酸铈和钼酸铵的混合物，其主要作用是作为化学镍的稳定剂，同时稀土金属是作为无机初级光亮剂能提高化学镍的光亮度，而KIO3是其稳定作用控制自还原反应过快反应。添加剂B为质量比为1:1的苯二甲酸二乙酯和丙酮缩二甲醇的混合物，作为次级有机光亮剂提高镀层镀层的光亮度，需要控制其含量，否则极易过量是的镀层发黑。经过化学镍沉积的钕铁硼磁钢在安装面和转子上涂抹环氧树脂和聚酰胺树脂，将磁钢沿定位块形成的安装空间推入安装位，然后，将下一块磁钢反向磁极安装到相邻的安装位，依次重复安装完一圈后，再次以同样方法安装下一圈的磁钢，待树脂胶固化后才松开磁钢和夹持工装。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电动车用磁通切换永磁电机，其特征在于：包括转子和定子，所述转子包括转轴和设在转轴外侧壁的永磁体，所述永磁体为沿转轴外侧壁圆周胶粘的多个圆弧形钕铁硼磁钢，所述磁钢的表面设有镀覆层；所述磁钢表面的镀覆层为化学镍层，所述化学镍层的制备过程如下：
步骤1：前处理，经过除锈的钕铁硼磁钢，依次经过超声波化学除油、水洗、超声波酸活化、水洗；
步骤2：将经过前处理的钕铁硼磁钢作为阴极浸入冲击镍镀液中，进行滚镀镍30～120s；
步骤3：经过冲击镍打底的钕铁硼磁钢经过水洗后，再浸入化学镍镀液中进行化学镍沉积60～120min，然后水洗烘干，完成；
其中，步骤3中化学镍由以下组分构成：20～30g/L的硫酸镍、5～12g/L的草酸、20～40g/L的络合剂、20～30g/L的次亚磷酸钠、0.5～10g/L的添加剂A、0.01～0.5g/L的添加剂B和0.2～1ml/L的非离子表面活性剂；操作条件如下：pH为4.2～5.0，温度为85～95℃；其中所述添加剂A为质量比为4:1:1的KIO3、硫酸铈和钼酸铵的混合物，添加剂B为1:1的苯二甲酸二乙酯DEP和丙酮缩二甲醇DMP的混合物。
2.根据权利要求1所述电动车用磁通切换永磁电机，其特征在于：所述永磁体通过环氧树脂和聚酰胺树脂的混合物粘结在转轴表面。
3.根据权利要求1所述电动车用磁通切换永磁电机，其特征在于：步骤2中所述冲击镍包括：180～250g/L的硫酸镍、20～50g/L的氯化镍、30～50g/L的硼酸，0.1～0.5ml/L的润湿剂，pH为4～6，温度为45～58℃，通电电压为8～12V，并带电下槽。
4.根据权利要求3所述电动车用磁通切换永磁电机，其特征在于：所述络合剂为乳酸或酒石酸钾钠。
5.根据权利要求1所述电动车用磁通切换永磁电机，其特征在于：步骤1中超声波酸活化的活化液包括：2～8％的盐酸，5～15g/L柠檬酸，1～5g/L氟化氢铵和0.1～1ml/L的润湿剂，超声波频率为15～25kHZ，酸活化的时间为5～10s。
6.根据权利要求1所述电动车用磁通切换永磁电机，其特征在于：步骤1中所述除锈的工作液包括：20～45g/L的氨基磺酸，15～20g/L的草酸铵，5～15g/L的浓硫酸，20～45g/L的碳酸钠，2～6g/L的乌洛托品和1～5ml/L的表面活性剂，所述钕铁硼磁钢作为阳极在工作液中进行滚镀电解除锈，通电电压为4～10V，电解时间为1～5min。
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