CN108401475A - 直流无刷低速电机、风扇及磁铁与磁轭带组合的制作工艺 - Google Patents

直流无刷低速电机、风扇及磁铁与磁轭带组合的制作工艺 Download PDF

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Abstract

一种直流无刷低转速电机，包括：定子(7)，内部设有线圈(8)；转子(12)，套在定子(7)外部；壳体，罩于定子(7)和转子(12)的外部，通过固定结构与所述转子(12)连接固定；电机轴(5)，穿过壳体和定子(7)的中心，所述壳体与电机轴(12)之间设有轴承；所述转子(12)包括转子本体和转子本体内部的磁铁(10)，所述磁铁(10)外侧壁上粘有磁轭带，所述磁轭带为非晶态合金带材。非晶电机具有卓越性能和优势，高效节能，由于非晶合金材料的低能耗特性，使得采用该材料作为铁芯制造的电机铁耗损比传统硅钢片铁芯电机小得多，非晶态合金材料在高频下的损耗只相当于普通硅钢片1/8～1/10。而且频率越高趋势越明显，特别应用于中高频场合，电机运行效率高出6％以上，节能效果显著。

Description

直流无刷低速电机、风扇及磁铁与磁轭带组合的制作工艺
技术领域
本发明涉及电机领域，特别是指一种直流无刷低速电机，使用磁电机的风扇及磁铁和磁轭带组合的制作工艺。
背景技术
目前电动机的定子铁芯不论是交流或者说直流，以及功率大小，一般都是采用硅钢片来制造的。由于硅钢片的电磁物理特性和几何尺寸，使得它在高频响应具有一定的限制，最高使用频率为交变频率400HZ以内，超过这个上限频率，硅钢片的铁损造成铁芯发热，效率急剧下降，甚至烧坏线圈的漆包线，使电机损坏。目前国内外市场销售的大型吊扇，都需要变频调速。这缺点是重量重、体积大，安装难度大、耗能大，例如一台7.2米直径的大型吊扇需耗用功率伟1.5KW，耗时耗能。
发明内容
本发明提出一种直流无刷低速电机，解决了现有技术中的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
直流无刷低转速电机，包括：
定子，内部设有线圈；
转子，所述转子为外转子，套在所述定子外部；
壳体，罩于所述定子和所述转子的外部，通过固定结构与所述转子连接固定；
电机轴，穿过壳体和定子的中心，所述壳体与电机轴之间设有轴承；
所述转子为圆柱筒结构，所述转子包括转子本体和转子本体内部的磁铁，所述磁铁外侧壁上粘有磁轭带，所述磁轭带为非晶态合金带材。
作为本发明的优选方案，所述磁铁由若干硬磁块环形阵列组合而成，所述硬磁块上设置有槽板，所述硬磁块内设有若干条磁极。
作为本发明的优选方案，所述定子包括定子支座，所述定子支座外侧部设有安装位，所述安装位内设有定子绕组，所述安装位外侧部固定有非晶槽楔。
作为本发明的优选方案，所述定子绕组包括中部的软磁铁芯和围绕在所述软磁铁芯外部的线圈。
作为本发明的优选方案，所述定子的两个相对侧面上设有定子盖板，所述定子盖板与所述壳体相接触的面上涂有润滑油。
作为本发明的优选方案，所述外壳包括电机上盖和电机下盖，所述电机上盖和所述电机下盖通过插接、螺栓和/或胶合固定，所述电机上盖与所述定子盖板中部形成一推力槽，所述推力槽内安装有推力球轴承，所述推力球轴承套接在所述电机轴的台阶位上。
作为本发明的优选方案，所述电机上盖与所述电机轴之间还夹有角接触球轴承，所述电机上盖中部圆孔外侧罩有一上端盖，所述上端盖上设有供所述电机轴穿过的中间孔。
作为本发明的优选方案，所述电机下盖中部圆孔外侧设有下端盖。
包括直流无刷低速电机的风扇，风扇包括扇叶，所述扇叶通过扇叶安装板和扇叶安全板固定在电机上盖上，所述扇叶的自由端上设有尾翼。
磁铁与磁轭带组合的制作工艺，步骤如下：
a.将磁轭带卷绕到磁铁外侧；
b.向磁轭带外部涂固化剂；
c.静置24小时后，放入70℃的烘箱3小时。
有益效果:
本发明提出了一种直流无刷低转速电机，包括：定子，内部设有线圈；转子，套在所述定子外部；壳体，罩于所述定子和所述转子的外部，通过固定结构与所述转子连接固定；电机轴，穿过壳体和定子的中心，所述壳体与电机轴之间设有轴承；所述转子包括转子本体和转子本体内部的磁铁，所述磁铁外侧壁上粘有磁轭带，所述磁轭带为非晶态合金带材。非晶电机具有卓越性能和优势，高效节能，由于非晶合金材料的低能耗特性，使得采用该材料作为铁芯制造的电机铁耗损比传统硅钢片铁芯电机小得多，非晶态合金材料在高频下的损耗只相当于普通硅钢片1/8～1/10.而且频率越高趋势月明显，特别应用于中高频场合，电机运行效率高出6％以上，节能效果显著。
转子的磁扼由钢铁圈结构改用非晶态带材来替代，原来钢圈厚度由8.5mm减至5mm，使转子重量大大减少，节约钢材。电机工作更稳定达到节能效果。
定子磁芯由非晶态材料制成，利用非晶态合金电磁物理特性，磁导率高，矫顽力小，具有一个宽频特性强的软磁材料，使电机效率提升，体积减少。达到低碳节能指标。
利用非晶态带材做成定子槽楔，其特征是：减少铁芯定子磁极的漏感，从而增加线圈的电感量。降低电动的电磁噪音及振动，达到节电效果。例如以一个400W无刷电机为例：放入非晶态槽楔可节电10％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明剖面结构示意图；
图2为本发明俯视结构示意图。
图中，上端盖1，电机上盖2，角接触球轴承3，推力球轴承4，电机轴5，定子盖板6，定子7，线圈8，非晶槽楔9，磁铁10，定子支座11，转子12，电机下盖13，下端盖14，扇叶15，扇叶安全板16，扇叶安装板17，尾翼18。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1，图2所示，直流无刷低转速电机，包括：定子7，内部设有线圈；转子12，转子为外转子，套在所述定子外部；壳体，罩于定子和转子的外部，通过固定结构与转子连接固定；电机轴，穿过壳体和定子的中心，壳体与电机轴之间设有轴承；
转子为圆柱筒结构，转子包括转子本体和转子本体内部的磁铁10，磁铁10外侧壁上粘有磁轭带，磁轭带为非晶态合金带材。
磁铁由若干硬磁块环形阵列组合而成，硬磁块上设置有槽板，硬磁块内设有若干条磁极。
定子7包括定子支座11，定子支座11外侧部设有安装位，安装位内设有定子绕组，安装位外侧部固定有非晶槽楔9。
定子绕组包括中部的软磁铁芯和围绕在所述软磁铁芯外部的线圈8。
定子的两个相对侧面上设有定子盖板6，定子盖板6与壳体相接触的面上涂有润滑油。
外壳包括电机上盖2和电机下盖13，电机上盖2和电机下盖13通过插接、螺栓和/或胶合固定，电机上盖2与定子盖板6中部形成一推力槽，推力槽内安装有推力球轴承4，推力球轴承套接在电机轴5的台阶位上。
电机上盖2与电机轴5之间还夹有角接触球轴承3，电机上盖中部圆孔外侧罩有一上端盖1，上端盖1上设有供电机轴穿过的中间孔。
电机下盖13中部圆孔外侧设有下端盖14。
风扇包括扇叶15，扇叶15通过扇叶安装板17和扇叶安全板16固定在电机上盖上，扇叶15的自由端上设有尾翼18。
其中，磁铁与磁轭带组合的制作工艺，步骤如下：
a.将磁轭带卷绕到磁铁外侧；b.向磁轭带外部涂固化剂；c.静置24小时后，放入70℃的烘箱3小时。
实施例1
本发明的目的在提供一种结构合理、重量轻、性能可靠，转矩力度大、低电压节能的直流无刷低转速电机，不带减速箱，由一个电路控制板通过控制电流调节电机的转速，及一种导磁率高、低碳节能的非晶态合金带材，取代转子的磁扼钢圈，其目的是减少重量，增加转子永磁体的密度，提高节能效果。
另外一项是利用高导磁率的非晶态带对做成槽楔，安放在定子槽极之间，其特点是：减少铁芯磁极的漏感，增加线包的电感量，减少电磁噪音。
按此目的设计一种直流无刷低速电动机，结构包括转子和定子，转子的内部用永磁条相对定位，环形排布在磁扼圈内壁，永磁条置有若干条磁极。所述的定子是采用非晶态磁芯做成。非晶态带材厚度为26μm-30μm。非晶态带材剪切为方块叠起用固化剂定型，用线切割若干槽极，再放入绕好线包。一种大型吊扇结构：包括电机壳体和扇叶。扇叶安装再壳体上盖板上，所述壳体上盖设置有电源控制板，所属的定子固定于壳体内，通过控制电路的调节，转子被拖动，扇叶随壳体转的。
壳体结构包括磁扼钢圈上下盖板，转子的两个轴承，扇叶通过五金板块连接于上盖板。电机轴杆且连接安装吊杆。
上述的磁扼制作工艺，按照电机外转子的图纸尺寸，做一个模芯(易拆卸)先将永磁条(钕铁硼)按磁路方向顺序排列在模芯的外径，然后把非晶态带材卷绕上去，卷绕的厚度按电机功率配比，卷绕好用固化剂成型，固化剂为v853-16A/B纳米聚合环氧胶。固化时间为24小时后放入烘箱加强70℃，烘3小时结束。然后将模芯拆除。其特征是：利用非晶态带材制成的磁扼代替钢铁磁扼，优点是磁导率高出10倍以上，散热效果明显提高2倍，重量减轻四分之一。
上述非晶态带材槽楔制作工艺：按定子磁极之间的间距尺寸选用非晶态带材的宽度，裁剪成长形条状重叠厚度3mm-5mm，用钢板夹紧放入真空退火炉热处理，处理温度为360℃，保温40分钟随炉冷却，然后用固化剂定型，固化剂为v853-16A/B纳米聚合胶，24小时后放进烘箱加温70℃，烘3小时结束，切割工艺：按电机定子叠厚的高度尺寸，将非晶态槽楔条压在冷却液(乳化液)保护下进行切割。
切割工具为金刚砂轮片，砂轮片转速为3500rpm。切割时温度不超80℃。切割完的非晶态槽楔用PVC热缩管包封。
利用非晶态带材的电机磁扼成型工艺是十分重要环节，主要非晶态合金带材对应力比较敏感性，在绕制时和固化工艺极为重要。为实现达到理想的目标我们采取了非晶态带材的厚度在50μm-60μmd带材进行卷绕。以保证磁扼的强度和几何尺寸。可有效增加磁扼的叠片系数。
利用非晶态带材做成定子的槽楔，其特征是：提高软磁材料的导磁率，减少漆包线的线圈匝数。节约钢材，适用于宽频工作下铁芯铁损范围，使电机温升低。对比上述三点整机效率提高。例如按7.2米大型吊扇耗用功率950W，比现在同一款机型带变频调速箱需用1.5KW，节能效果明显提高58％。
实施例2
非晶态合金材料的特点
非晶态材料与晶态材料相比，在物理性能、化学性能和机械性能方面都发生了显著的变化，以铁元素为主的非晶态合金为例，它具有高饱和磁感应强效和低损耗的特点，但非晶态合金材料也有不可忽视的缺点：硬度过高且极其脆。不容易加工和切割，厚度仅为0.03mm，填充系数低，对机械应力也非常敏感，从而使它的应用带来困难。
非晶态合金材料的应用
因为非晶态材料有一系列优良特性，国内外均对其开展了系统性的理论与应用研究，在电子、航空、航天、机械、微电子等众多领域中具备了广阔的应用空间，目前已大量应用于各种变压器及电感器产品，但在电机领域的应用还处于起步阶段，也正是由于非晶态材料的特性，将其应用于电机产品成为国内外的一大课题。
非晶态合金材料的电机优点
非晶态材料与传统材料相比，非晶电机具有卓越性能和优势，高效节能，由于非晶合金材料的低能耗特性，使得采用该材料作为铁芯制造的电机铁耗损比传统硅钢片铁芯电机小得多，非晶态合金材料在高频下的损耗只相当于普通硅钢片1/8～1/10.而且频率越高趋势越明显，所以非晶电机的效率比传统电机要高，特别应用于中高频场合，电机运行效率可以高出6％以上，节能效果非常显著。
一种直流元刷低速电机，包括转子和定子，转子是外转子，包括磁轭、硬磁块组合。环形均布硬磁块上设置有若干槽板。
定子是在转子内的线圈和软磁铁芯组合而成的。非晶体磁芯环形排布于磁轭和硬磁块的内壁。
本专利要求转子内的非晶态材料做成的磁轭，取代传统的钢磁轭，使用非晶态磁轭比传统的钢磁轭有几个优点。①重量是钢磁轭2/3.②增加硬轭的磁通密度。③可以任意调整转子尺寸。④降低转子温升。
非晶态磁轭的材料与制造工艺：①非晶态磁轭材料其特征：按重量百分比包括Ni6％V、0.8％β、2.4％Si、6.1％、Fe84.7％.②非晶态磁轭制造工艺：卷铁芯成壁后热处理退火后，经真空固化处理。固化成型喷绝缘漆保护。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.直流无刷低转速电机，包括：
定子(7)，内部设有线圈；
转子(12)，所述转子为外转子，套在所述定子外部；
壳体，罩于所述定子和所述转子的外部，通过固定结构与所述转子连接固定；
电机轴，穿过壳体和定子的中心，所述壳体与电机轴之间设有轴承；
其特征在于，所述转子为圆柱筒结构，所述转子包括转子本体和设置于转子本体内部的磁铁(10)，所述磁铁(10)外侧壁上粘有磁轭带，所述磁轭带为非晶态合金带材。
2.根据权利要求1所述的直流无刷低转速电机，其特征在于，所述磁铁由若干硬磁块环形阵列组合而成，所述硬磁块上设置有槽板，所述硬磁块内设有若干条磁极。
3.根据权利要求1所述的直流无刷低转速电机，其特征在于，所述定子(7)包括定子支座(11)，所述定子支座(11)外侧部设有安装位，所述安装位内设有定子绕组，所述安装位外侧部固定有非晶槽楔(9)。
4.根据权利要求3所述的直流无刷低转速电机，其特征在于，所述定子绕组包括中部的软磁铁芯和围绕在所述软磁铁芯外部的线圈(8)。
5.根据权利要求1所述的直流无刷低速电机，其特征在于，所述定子的两个相对侧面上设有定子盖板(6)，所述定子盖板(6)与所述壳体相接触的面上涂有润滑油。
6.根据权利要求5所述的直流无刷低速电机，其特征在于，所述外壳包括电机上盖(2)和电机下盖(13)，所述电机上盖(2)和所述电机下盖(13)通过插接、螺栓和/或胶合固定，所述电机上盖(2)与所述定子盖板(6)中部形成一推力槽，所述推力槽内安装有推力球轴承(4)，所述推力球轴承套接在所述电机轴(5)的台阶位上。
7.根据权利要求6所述的直流无刷低速电机，其特征在于，所述电机上盖(2)与所述电机轴(5)之间还夹有角接触球轴承(3)，所述电机上盖中部圆孔外侧罩有一上端盖(1)，所述上端盖(1)上设有供所述电机轴穿过的中间孔。
8.根据权利要求6所述的直流无刷低速电机，其特征在于，所述电机下盖(13)中部圆孔外侧设有下端盖(14)。
9.包括权利要求1～8任意一项所述的直流无刷低速电机的风扇，其特征在于，所述风扇包括扇叶(15)，所述扇叶(15)通过扇叶安装板(17)和扇叶安全板(16)固定在电机上盖上，所述扇叶(15)的自由端上设有尾翼(18)。
10.一种权利要求1～8任意一项所述的磁铁与磁轭带组合的制作工艺，其特征在于，步骤如下：
a.将磁轭带卷绕到磁铁外侧；
b.向磁轭带外部涂固化剂；
c.静置24小时后，放入70℃的烘箱3小时。
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CN111577628A (zh) * 2019-02-19 2020-08-25 金士盾科技股份有限公司 使用无轴风扇的空气对流站

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