CN110875674A - 一种铁心制备方法及爪极电机 - Google Patents

一种铁心制备方法及爪极电机 Download PDF

Info

Publication number
CN110875674A
CN110875674A CN201810993622.7A CN201810993622A CN110875674A CN 110875674 A CN110875674 A CN 110875674A CN 201810993622 A CN201810993622 A CN 201810993622A CN 110875674 A CN110875674 A CN 110875674A
Authority
CN
China
Prior art keywords
claw
iron core
motor
powder
pole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810993622.7A
Other languages
English (en)
Inventor
赵升吨
张蜜蜜
施天琳
朱倩
吴凡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN201810993622.7A priority Critical patent/CN110875674A/zh
Publication of CN110875674A publication Critical patent/CN110875674A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/022—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with salient poles or claw-shaped poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/24—Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors
    • H02K1/243—Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors of the claw-pole type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

本申请属于汽车工业技术领域，特别是涉及一种铁心制备方法及爪极电机。现有的电机爪极铁心都是通过锻造工艺进行生产，工序繁杂，浪费材料，涡流损耗大，漏磁严重，电机效率低。本申请提供一种铁心制备方法，所述方法包括如下步骤：1)、对纯铁粉进行绝缘包覆；2)、加入粘结剂和润滑剂，充分混合；3)、采用粉末冶金工艺，将包覆后的铁粉倒入刚性模具中进行单端轴向压制；4)、进行热处理。简化电机爪极铁心的制作工序，提升材料利用率，减少漏磁，提高电机效率。

Description

一种铁心制备方法及爪极电机
技术领域
本申请属于汽车工业技术领域，特别是涉及一种铁心制备方法及爪极电机。
背景技术
中国汽车产品的油耗和排放污染水平均高于世界平均水平，其中油耗高出10％～30％，排放为平均水平的15～20倍，汽车产品开发面临的压力巨大。对于已经投产车辆要实现降低油耗和优化排放污染物的目标，首要考虑的是降油耗效果明显且车辆更改小，成本增加少，开发周期短。BSG(Belt-driven Starter Generator)怠速起停技术就是用起动发电一体机替代原车发电机，发动机和起动发电一体机通过皮带连接，电机通过皮带带动发动机起动，不更改发动机本体设计，成本增加少，并且可降低车辆怠速排放。目前国内外汽车厂商普遍采用爪极电机作为起动发电一体机，实现发动机的怠速停机与汽车的快速起停。但是，爪极电机存在率密度低，输出效率低等问题。
目前汽车上主要使用爪极电机作发电机，由于汽车内用电设备不断的增加，留给发电机的空间越来越少。目前使用电励磁爪极电机，其具有良好的气隙磁场调节能力，成本较低，但是，现有的电机爪极铁心都是通过锻造工艺进行生产，工序繁杂，浪费材料，涡流损耗大，漏磁严重，电机效率低。
发明内容
1.要解决的技术问题
基于目前汽车上主要使用爪极电机作发电机，由于汽车内用电设备不断的增加，留给发电机的空间越来越少。目前使用电励磁爪极电机，其具有良好的气隙磁场调节能力，成本较低，但是，现有的电机爪极铁心都是通过锻造工艺进行生产，工序繁杂，浪费材料，涡流损耗大，漏磁严重，电机效率低的问题，本申请提供了一种铁心制备方法及爪极电机。
2.技术方案
为了达到上述的目的，本申请提供了一种铁心制备方法，所述方法包括如下步骤：
1)、对纯铁粉进行绝缘包覆；
2)、加入粘结剂和润滑剂，充分混合；
3)、采用粉末冶金工艺，将包覆后的铁粉倒入刚性模具中进行单端轴向压制；
4)、进行热处理。
可选地，所述铁粉为水雾化铁粉。
可选地，所述铁心为圆环铁心。
本申请还提供一种爪极电机，包括转子，所述转子包括所述圆环铁心，所述圆环铁心外部设置有励磁绕组，所述励磁绕组外部设置有爪极，所述爪极之间设置有永磁体。
可选地，还包括转轴，所述转轴设置于所述转子内部，所述转子外部设置有定子绕组，所述定子绕组设置于定子铁心内。
可选地，所述永磁体采用切向充磁的方法。
可选地，所述爪极采用软磁复合材料制成，所述爪极采用模压成型。
3.有益效果
与现有技术相比，本申请提供的一种铁心制备方法及爪极电机的有益效果在于：
本申请提供的一种铁心制备方法，采用软磁复合材料作为电机爪极铁心的材料，降低电机的涡流损耗，软磁材料采用模压成型，简化电机爪极铁心的制作工序，提升材料利用率，减少漏磁，提高电机效率；同时在爪极之间设置永磁体，减少电机爪极间的漏磁，提升电机功率密度与效率，实现汽车高效起动发电一体化。
附图说明
图1是本申请的一种爪极电机的结构示意图；
图2是本申请的一种爪极电机的侧面示意图；
图3是本申请的一种爪极电机的立体结构示意图；
图4是本申请的一种爪极电机的分解示意图
图中：1-转子、2-定子铁心、3-定子绕组、4-转轴、5-爪极、6-永磁体、7-圆环铁心、8-励磁绕组。
具体实施方式
在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。
铁粉心软磁复合材料是通过在纯铁粉颗粒表面包覆一层高电阻率的有机或无机绝缘介质后，采用粉末冶金工艺将粉体压制成所需形状，并通过热处理而得到的一种各向同性的软磁复合材料。由于其具有较高的饱和磁感应强度、较低的损耗以及3D各向同性的磁性能等优点，得到广泛的关注。
参见图1～2，本申请提供一种铁心制备方法，所述方法包括如下步骤：
1)、对纯铁粉进行绝缘包覆，这里使用有机或者无机材料对铁粉进行绝缘包覆；
2)、加入粘结剂和润滑剂，充分混合；
3)、采用粉末冶金工艺，将混合好的粉末倒入刚性模具中进行单端轴向压制；
4)、进行热处理以除去内应力。
可选地，所述铁粉为水雾化铁粉。
可选地，所述铁心7为圆环铁心。
本申请还提供一种爪极电机，其特征在于：包括转子，所述转子包括所述铁心7，所述铁心7外部设置有励磁绕组8，所述励磁绕组8外部设置有爪极5，所述爪极5之间设置有永磁体6。
可选地，还包括转轴4，所述转轴4设置于所述转子1内部，所述转子1外部设置有定子绕组3，所述定子绕组3设置于定子铁心2内。
可选地，所述永磁体6采用切向充磁的方法。减少传统爪极电机的漏磁，与励磁绕组8共同产生气隙磁场，提升电机效率与功率密度。在励磁绕组中通入直流电，励磁绕组产生的磁场和永磁体产生的磁场，与在定子绕组中通入交流电而产生的旋转磁场相互作用，带动转子与转轴旋转，产生转矩。
可选地，所述爪极5采用软磁复合材料制成，所述爪极采用模压成型。
本申请的工作原理为：
(1)发电过程
在励磁绕组8中通入直流电，励磁绕组8和永磁体6共同产生气隙磁场，发动机带动转子1旋转时，与定子绕组3匝链，生成交流电。可以调节励磁绕组8的直流电流，在发动机转速不稳定时调整气隙磁场，使生成的电势值稳定。
(2)电动过程
在励磁绕组8中通入直流电，励磁绕组8产生的磁场和永磁体6产生的磁场，与在定子绕组3中通入交流电而产生的旋转磁场相互作用，带动转子1与转轴4旋转，产生转矩。
本申请爪极电机，能够在减少传统爪极电机漏磁、提升电机功率密度的同时，提高爪极5和铁心7的生产效率，降低铁心涡流损耗，十分经济。
现有的爪极电机作为起动发电一体机存在以下问题：
(1)低含碳量铁合金作为爪极材料涡流损耗大，发热严重，能量浪费。
(2)电机爪极铁心采用低含碳量铁合金经过复杂的模锻成型，模具费用高，制造成本高。
(3)电机爪极采用锻造成型，工序繁杂，浪费材料。
(4)电机爪极之间未采用永磁体的结构，磁场强度小，电机结构尺寸大，不符合汽车轻量化的要求。
本申请涉及的爪极电机：
(1)采用软磁复合材料作为电机爪极铁心的材料，降低电机的涡流损耗。
(2)软磁复合材料采用模压成型制成爪极铁心，仅需一种模具，成本低。
(3)铁心7与爪极5采用软磁复合材料模压成型，即将纯铁粉经绝缘包覆后，采用粉末冶金工艺，将包覆后的铁粉倒入刚性模具中，单端轴向压制后进行热处理的成型方式，制造工序简单，提升爪极5和铁心7的生产效率。
(4)由于永磁体6的增加，减少了爪极间的漏磁，电机的气隙磁场由永磁体6和励磁绕组8共同产生，提升电机功率密度，在相同体积下，电机功率更大，适用于目前不断增加电气设备的要求，符合汽车轻量化的需要。
水雾化铁粉是熔融铁或铁合金用高压水雾化生产的，由于生产过程中没有混进杂质，相对纯净，而且雾化法产生的球形颗粒，符合最紧密堆积原理，是压制机械零件的最好原料。
低碳废钢通过熔化造渣除去或减少磷、硅和其他杂质元素后通过漏嘴流入雾化器中，同时喷入高压(约83MPa)水流击碎金属流而成液滴，液滴落入底下的水槽冷却而凝固成粉。粉末经磁选、脱水和干燥后，送入带式炉，在800～1000℃下以分解氨气予以还原退火处理即得纯度高的水雾化铁粉。
本申请提供的一种铁心制备方法，采用软磁复合材料作为电机爪极铁心的材料，降低电机的涡流损耗，软磁材料采用模压成型，简化电机爪极铁心的制作工序，提升材料利用率，减少漏磁，提高电机效率；同时在爪极之间设置永磁体，减少电机爪极间的漏磁，提升电机功率密度与效率，实现汽车高效起动发电一体化。
尽管在上文中参考特定的实施例对本申请进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本申请公开的原理和范围内，可以针对本申请公开的配置和细节做出许多修改。本申请的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。

Claims (7)

1.一种铁心制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
1)、对纯铁粉进行绝缘包覆；
2)、加入粘结剂和润滑剂，充分混合；
3)、采用粉末冶金工艺，将包覆后的铁粉倒入刚性模具中进行单端轴向压制；
4)、进行热处理。
2.如权利要求1所述的铁心制备方法，其特征在于：所述铁粉为水雾化铁粉。
3.如权利要求1所述的铁心制备方法，其特征在于：所述铁心为圆环铁心。
4.一种爪极电机，其特征在于：包括转子，所述转子包括所述圆环铁心，所述圆环铁心外部设置有励磁绕组，所述励磁绕组外部设置有爪极，所述爪极之间设置有永磁体。
5.如权利要求4所述的爪极电机，其特征在于：还包括转轴，所述转轴设置于所述转子内部，所述转子外部设置有定子绕组，所述定子绕组设置于定子铁心内。
6.如权利要求4所述的爪极电机，其特征在于：所述永磁体采用切向充磁的方法。
7.如权利要求4～6中任一项所述的爪极电机，其特征在于：所述爪极采用软磁复合材料制成，所述爪极采用模压成型。
CN201810993622.7A 2018-08-29 2018-08-29 一种铁心制备方法及爪极电机 Pending CN110875674A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810993622.7A CN110875674A (zh) 2018-08-29 2018-08-29 一种铁心制备方法及爪极电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810993622.7A CN110875674A (zh) 2018-08-29 2018-08-29 一种铁心制备方法及爪极电机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110875674A true CN110875674A (zh) 2020-03-10

Family

ID=69714406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810993622.7A Pending CN110875674A (zh) 2018-08-29 2018-08-29 一种铁心制备方法及爪极电机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110875674A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113315270A (zh) * 2021-06-02 2021-08-27 河北工业大学 一种爪极电机定子铁芯、及应用该定子铁芯的电机组件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101599683A (zh) * 2008-06-06 2009-12-09 上海电机学院 串联磁路混合励磁爪极电机
CN202178691U (zh) * 2011-04-25 2012-03-28 上海电机学院 混合励磁无刷爪极电机
CN103559974A (zh) * 2013-09-11 2014-02-05 青岛云路新能源科技有限公司 一种非晶纳米晶复合磁粉芯及其制备方法
CN204012978U (zh) * 2014-08-06 2014-12-10 江西磁姆新材料科技有限公司 一种无刷电机转子铁芯

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101599683A (zh) * 2008-06-06 2009-12-09 上海电机学院 串联磁路混合励磁爪极电机
CN202178691U (zh) * 2011-04-25 2012-03-28 上海电机学院 混合励磁无刷爪极电机
CN103559974A (zh) * 2013-09-11 2014-02-05 青岛云路新能源科技有限公司 一种非晶纳米晶复合磁粉芯及其制备方法
CN204012978U (zh) * 2014-08-06 2014-12-10 江西磁姆新材料科技有限公司 一种无刷电机转子铁芯

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113315270A (zh) * 2021-06-02 2021-08-27 河北工业大学 一种爪极电机定子铁芯、及应用该定子铁芯的电机组件

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6118194A (en) Generator-carrying cogeneration system
CN102315739B (zh) 一种混合励磁发电机
CN106655649A (zh) 高速高功率密度交流伺服电机
Du et al. A novel claw pole motor with soft magnetic composites
CN101323917B (zh) 一种四场耦合烧结制备纳米晶块体铁基合金材料的方法
CN110875674A (zh) 一种铁心制备方法及爪极电机
CN103368292A (zh) 一种新型永磁电机的转子冲片结构
CN209948866U (zh) 基于双转子电机的飞轮与电机磁力耦合传动混合动力系统
CN1866680A (zh) 混合动力汽车用电机及由其构成的驱动联接和离合装置
CN104795934B (zh) 水冷型永磁节能调速电机
CN106329794A (zh) 一种径向与横向磁路结合的混合磁路电机
CN104184224B (zh) 具有分布式绕组定子的发动机
CN202586695U (zh) 一种无刷混合励磁式的爪极发电机
CN108880334A (zh) 一种直流电源系统
CN1797625A (zh) 环状铁氧磁体极异方内径配向磁石的制造方法及构造
CN106849547A (zh) 三相异步电动机高效稀土永磁化再制造方法
CN202475064U (zh) 一种新型永磁电机的转子冲片结构
CN101327561A (zh) 汽车发电机精锻爪极的红切边制造工艺
CN201247669Y (zh) 一种专门用于小体积永磁体批量预充磁的装置
CN108539941B (zh) 一种磁力变速永磁电机的隔磁环的制备方法
CN209150831U (zh) 电动汽车及水冷电机
CN115036092B (zh) 一种复合磁环及其制备方法
CN205725209U (zh) 一种永磁电机串联转子
CN204967531U (zh) 双盘式组合电机
CN103855887A (zh) 一种隐极式电磁调速机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200310