CN112865391B - 一种节能磁动式循环的永磁电机及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能磁动式循环的永磁电机及其使用方法，属于永磁电机领域，一种节能磁动式循环的永磁电机，通过在端盖上设置的引热环，可以有效引导电机运行时产生的热量朝向引热环处分散，从而有效避免热量在传动轴和永磁转子之间的聚集，同时在三者导热性的梯度差作用下，有效加速热量朝向端盖外的分散，进而有效保护本电机不易因热量的聚集而损坏，从而延长使用寿命，另外在转动时的离心力作用下，点震润滑半球受到震动，其内部的自润滑粉末渗出，并逐渐进入到传动轴和永磁转子之间，实现对二者之间进行润滑的效果，进而有效避免因转动造成的二者相互靠近的内部磨损甚至不均匀磨损的情况发生，进一步延长本电机的使用寿命。

Description

一种节能磁动式循环的永磁电机及其使用方法

技术领域

本发明涉及永磁电机领域，更具体地说，涉及一种节能磁动式循环的永磁电机及其使用方法。

背景技术

永磁式直流电动机也由定子磁极、转子、电刷、外壳等组成，定子磁极采用永磁体(永久磁钢)，有铁氧体、铝镍钴、钕铁硼等材料。按其结构形式可分为圆筒型和瓦块型等几种。录放机中使用的电多数为圆筒型磁体，而电动工具及汽车用电器中使用的电动机多数采用专块型磁体。

转子一般采用硅钢片叠压而成，较电磁式直流电动机转子的槽数少。录放机中使用的小功率电动机多数为3槽，较高档的为5槽或7槽。漆包线绕在转子铁心的两槽之间(三槽即有三个绕组)，其各接头分别焊在换向器的金属片上。电刷是连接电源与转子绕组的导电部件，具备导电与耐磨两种性能。永磁电动机的电刷使用单性金属片或金属石墨电刷、电化石墨电刷。

电机转子在转动过程中会发生很大的离心力，在离心力作用下，导致传动轴表面和转子内壁存在一定的磨损，并且由于转动产生的热量作用下，使用时温度较高，随着使用时间延长，导致该处磨损越来越严重，严重影响其使用寿命。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种节能磁动式循环的永磁电机及其使用方法，它通过在端盖上设置的引热环，可以有效引导电机运行时产生的热量朝向引热环处分散，从而有效避免热量在传动轴和永磁转子之间的聚集，同时在三者导热性的梯度差作用下，有效加速热量朝向端盖外的分散，进而有效保护本电机不易因热量的聚集而损坏，从而延长使用寿命，另外在转动时的离心力作用下，点震润滑半球受到震动，其内部的自润滑粉末渗出，并逐渐进入到传动轴和永磁转子之间，实现对二者之间进行润滑的效果，进而有效避免因转动造成的二者相互靠近的内部磨损甚至不均匀磨损的情况发生，进一步延长本电机的使用寿命。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种节能磁动式循环的永磁电机，包括电机外壳，所述电机外壳上下两端均安装有端盖，两个所述端盖之间转动连接有传动轴，所述传动轴上端部活动贯穿端盖并延伸至端盖外，所述传动轴位于电机外壳内的外端连接有永磁转子，所述永磁转子外设有永磁定子，所述永磁定子外端包裹有环氧树脂层，所述环氧树脂层外包裹有屏蔽层，所述端盖内设有引热环，所述引热环内壁固定连接有多个均与分布的点震润滑半球，多个所述点震润滑半球的外端部与传动轴外表面不受力接触，所述引热环包括固定套设在端盖内壁的导热嵌套、固定连接在导热嵌套外端的外导环以及多个固定连接在导热嵌套外端的导热针，且外导环横向贯穿端盖并与端盖径向外表面向平齐，通过在端盖上设置的引热环，可以有效引导电机运行时产生的热量朝向引热环处分散，从而有效避免热量在传动轴和永磁转子之间的聚集，同时在三者导热性的梯度差作用下，有效加速热量朝向端盖外的分散，进而有效保护本电机不易因热量的聚集而损坏，从而延长使用寿命，另外在转动时的离心力作用下，点震润滑半球受到震动，其内部的自润滑粉末渗出，并逐渐进入到传动轴和永磁转子之间，实现对二者之间进行润滑的效果，进而有效避免因转动造成的二者相互靠近的内部磨损甚至不均匀磨损的情况发生，进一步延长本电机的使用寿命。

进一步的，所述导热嵌套、外导环和导热针均为导热材料制成，且导热嵌套、外导环和导热针的导热性逐渐增强，引热环可以有效引导传动轴上因传动轴和永磁转子的转动产生的热量朝向引热环处分散，有效避免热量在传动轴和永磁转子之间聚集，同时在三者导热性的梯度差作用下，有效加速热量朝向端盖外的分散，进而有效保护本电机不易因热量的聚集而损坏。

进一步的，多个所述导热针的端部均朝向端盖远离电机外壳内的一侧，且导热针端部与端盖纵向外表面相接触，使引热环能够直接将热量向外界散发，进一步缓解热量的聚集，延长其使用寿命。

进一步的，所述点震润滑半球包括与引热环内壁固定连接的漏粉半球、固定镶嵌在漏粉半球上的内嵌球壳以及位于内嵌球壳内的引热球杆，所述引热球杆端部与内嵌球壳内壁相接触，所述内嵌球壳内部填充有自润滑粉末，在传动轴带动永磁转子高速转动过程中，会产生一定的离心力，在离心力作用下，点震润滑半球受到震动，使其内部的自润滑粉末沿着漏粉半球上的孔隙渗出，粘附在传动轴表面，并逐渐进入到传动轴和永磁转子之间，实现对二者之间进行润滑的效果，进而有效避免因转动造成的二者相互靠近的内部磨损甚至不均匀磨损的情况发生，进一步延长本电机的使用寿命。

进一步的，所述漏粉半球为硬质多孔结构，且漏粉半球为半球形，使其与传动轴的接触处为点接触，从而有效减小接触面积，降低其受到的摩擦力，使电机运行更加稳定。

进一步的，所述内嵌球壳内自润滑粉末为饱和填充，且自润滑粉末处于压缩状态，有效控制自润滑粉末的渗出速度，从而有效延长自润滑粉末的整体的作用时间，使其润滑的时效性更长，对于本电机的保护作用更加明显。

进一步的，所述内嵌球壳为多孔结构，且漏粉半球上空隙的孔径为内嵌球壳孔径的2-3倍，使自润滑粉末的渗出速度不易过快。

进一步的，所述引热球杆包括与内嵌球壳内壁向接触的聚热球以及固定连接在聚热球端部的内导杆，所述内导杆远离聚热球的一端延伸至导热嵌套内，引热球杆一方面可以将传动轴上热量向引热环处传导，另一方面用于控制自润滑粉末的渗出速度。

进一步的，所述聚热球外端固定连接有多个均匀分布的气片，所述气片内填充有高导热气体，在本电机运行过程中，热量传递至引热环处后，气片内的高导热气体受热膨胀，使气片膨胀，膨胀的气片挤压自润滑粉末，使在部分真润滑粉末渗出后，在气片挤压下可有效消除部分因粉末渗出而产生的空隙，进而有效缓解随自润滑粉末的渗出而导致其渗出速度越来越快的问题。

一种节能磁动式循环的永磁电机，其使用方法包括以下步骤：

S1、电机使用时，传动轴转动带动永磁转子高速转动；

S2、高速转动的传动轴和永磁转子产生的大量热量，在引热环吸附下，朝向电机外壳向下两端散发，并沿着引热环散至外界；

S3、在传动轴快速转动时，产生震动力，点震润滑半球在受到震动后，其内部的自润滑粉末震动渗出，并逐渐渗入传动轴与永磁转子之间，有效缓解在高速震动力作用下，传动轴和永磁转子之间的磨损。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过在端盖上设置的引热环，可以有效引导电机运行时产生的热量朝向引热环处分散，从而有效避免热量在传动轴和永磁转子之间的聚集，同时在三者导热性的梯度差作用下，有效加速热量朝向端盖外的分散，进而有效保护本电机不易因热量的聚集而损坏，从而延长使用寿命，另外在转动时的离心力作用下，点震润滑半球受到震动，其内部的自润滑粉末渗出，并逐渐进入到传动轴和永磁转子之间，实现对二者之间进行润滑的效果，进而有效避免因转动造成的二者相互靠近的内部磨损甚至不均匀磨损的情况发生，进一步延长本电机的使用寿命。

(2)导热嵌套、外导环和导热针均为导热材料制成，且导热嵌套、外导环和导热针的导热性逐渐增强，引热环可以有效引导传动轴上因传动轴和永磁转子的转动产生的热量朝向引热环处分散，有效避免热量在传动轴和永磁转子之间聚集，同时在三者导热性的梯度差作用下，有效加速热量朝向端盖外的分散，进而有效保护本电机不易因热量的聚集而损坏。

(3)多个导热针的端部均朝向端盖远离电机外壳内的一侧，且导热针端部与端盖纵向外表面相接触，使引热环能够直接将热量向外界散发，进一步缓解热量的聚集，延长其使用寿命。

(4)点震润滑半球包括与引热环内壁固定连接的漏粉半球、固定镶嵌在漏粉半球上的内嵌球壳以及位于内嵌球壳内的引热球杆，引热球杆端部与内嵌球壳内壁相接触，内嵌球壳内部填充有自润滑粉末，在传动轴带动永磁转子高速转动过程中，会产生一定的离心力，在离心力作用下，点震润滑半球受到震动，使其内部的自润滑粉末沿着漏粉半球上的孔隙渗出，粘附在传动轴表面，并逐渐进入到传动轴和永磁转子之间，实现对二者之间进行润滑的效果，进而有效避免因转动造成的二者相互靠近的内部磨损甚至不均匀磨损的情况发生，进一步延长本电机的使用寿命。

(5)漏粉半球为硬质多孔结构，且漏粉半球为半球形，使其与传动轴的接触处为点接触，从而有效减小接触面积，降低其受到的摩擦力，使电机运行更加稳定。

(6)内嵌球壳内自润滑粉末为饱和填充，且自润滑粉末处于压缩状态，有效控制自润滑粉末的渗出速度，从而有效延长自润滑粉末的整体的作用时间，使其润滑的时效性更长，对于本电机的保护作用更加明显。

(7)内嵌球壳为多孔结构，且漏粉半球上空隙的孔径为内嵌球壳孔径的2-3倍，使自润滑粉末的渗出速度不易过快。

(8)引热球杆包括与内嵌球壳内壁向接触的聚热球以及固定连接在聚热球端部的内导杆，内导杆远离聚热球的一端延伸至导热嵌套内，引热球杆一方面可以将传动轴上热量向引热环处传导，另一方面用于控制自润滑粉末的渗出速度。

(9)聚热球外端固定连接有多个均匀分布的气片，气片内填充有高导热气体，在本电机运行过程中，热量传递至引热环处后，气片内的高导热气体受热膨胀，使气片膨胀，膨胀的气片挤压自润滑粉末，使在部分真润滑粉末渗出后，在气片挤压下可有效消除部分因粉末渗出而产生的空隙，进而有效缓解随自润滑粉末的渗出而导致其渗出速度越来越快的问题。

附图说明

图1为本发明的正面的结构示意图；

图2为本发明的正视截面的结构示意图；

图3为本发明的端盖处径向截面的结构示意图；

图4为本发明的端盖处纵向截面部分的结构示意图；

图5为图4中A处的结构示意图；

图6为本发明的点震润滑半球部分的结构示意图。

图中标号说明：

1电机外壳、2端盖、3传动轴、4永磁转子、5永磁定子、6环氧树脂层、7屏蔽层、8引热环、81导热嵌套、82外导环、83导热针、9点震润滑半球、91漏粉半球、92内嵌球壳、931聚热球、932内导杆、10气片。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-2，一种节能磁动式循环的永磁电机，包括电机外壳1，电机外壳1上下两端均安装有端盖2，两个端盖2之间转动连接有传动轴3，传动轴3上端部活动贯穿端盖2并延伸至端盖2外，传动轴3位于电机外壳1内的外端连接有永磁转子4，永磁转子4外设有永磁定子5，永磁定子5外端包裹有环氧树脂层6，环氧树脂层6外包裹有屏蔽层7。

请参阅图3-4，端盖2内设有引热环8，引热环8内壁固定连接有多个均与分布的点震润滑半球9，多个点震润滑半球9的外端部与传动轴3外表面不受力接触，引热环8包括固定套设在端盖2内壁的导热嵌套81、固定连接在导热嵌套81外端的外导环82以及多个固定连接在导热嵌套81外端的导热针83，且外导环82横向贯穿端盖2并与端盖2径向外表面向平齐，导热嵌套81、外导环82和导热针83均为导热材料制成，且导热嵌套81、外导环82和导热针83的导热性逐渐增强，引热环8可以有效引导传动轴3上因传动轴3和永磁转子4的转动产生的热量朝向引热环8处分散，有效避免热量在传动轴3和永磁转子4之间聚集，同时在三者导热性的梯度差作用下，有效加速热量朝向端盖2外的分散，进而有效保护本电机不易因热量的聚集而损坏，多个导热针83的端部均朝向端盖2远离电机外壳1内的一侧，且导热针83端部与端盖2纵向外表面相接触，使引热环8能够直接将热量向外界散发，进一步缓解热量的聚集，延长其使用寿命。

请参阅图5，点震润滑半球9包括与引热环8内壁固定连接的漏粉半球91、固定镶嵌在漏粉半球91上的内嵌球壳92以及位于内嵌球壳92内的引热球杆，引热球杆端部与内嵌球壳92内壁相接触，内嵌球壳92内部填充有自润滑粉末，漏粉半球91为硬质多孔结构，且漏粉半球91为半球形，使其与传动轴3的接触处为点接触，从而有效减小接触面积，降低其受到的摩擦力，使电机运行更加稳定，内嵌球壳92内自润滑粉末为饱和填充，且自润滑粉末处于压缩状态，有效控制自润滑粉末的渗出速度，从而有效延长自润滑粉末的整体的作用时间，使其润滑的时效性更长，对于本电机的保护作用更加明显，内嵌球壳92为多孔结构，且漏粉半球91上空隙的孔径为内嵌球壳92孔径的2-3倍，使自润滑粉末的渗出速度不易过快；在传动轴3带动永磁转子4高速转动过程中，会产生一定的离心力，在离心力作用下，点震润滑半球9受到震动，使其内部的自润滑粉末沿着漏粉半球91上的孔隙渗出，粘附在传动轴3表面，并逐渐进入到传动轴3和永磁转子4之间，实现对二者之间进行润滑的效果，进而有效避免因转动造成的二者相互靠近的内部磨损甚至不均匀磨损的情况发生，进一步延长本电机的使用寿命。

请参阅图6，引热球杆包括与内嵌球壳92内壁向接触的聚热球931以及固定连接在聚热球931端部的内导杆932，内导杆932远离聚热球931的一端延伸至导热嵌套81内，引热球杆一方面可以将传动轴3上热量向引热环8处传导，另一方面用于控制自润滑粉末的渗出速度，聚热球931外端固定连接有多个均匀分布的气片10，气片10内填充有高导热气体，在本电机运行过程中，热量传递至引热环8处后，气片10内的高导热气体受热膨胀，使气片10膨胀，膨胀的气片10挤压自润滑粉末，使在部分真润滑粉末渗出后，在气片10挤压下可有效消除部分因粉末渗出而产生的空隙，进而有效缓解随自润滑粉末的渗出而导致其渗出速度越来越快的问题。

一种节能磁动式循环的永磁电机，其使用方法包括以下步骤：

S1、电机使用时，传动轴3转动带动永磁转子4高速转动；

S2、高速转动的传动轴3和永磁转子4产生的大量热量，在引热环8吸附下，朝向电机外壳1向下两端散发，并沿着引热环8散至外界；

S3、在传动轴3快速转动时，产生震动力，点震润滑半球9在受到震动后，其内部的自润滑粉末震动渗出，并逐渐渗入传动轴3与永磁转子4之间，有效缓解在高速震动力作用下，传动轴3和永磁转子4之间的磨损。

通过在端盖2上设置的引热环8，可以有效引导电机运行时产生的热量朝向引热环8处分散，从而有效避免热量在传动轴3和永磁转子4之间的聚集，同时在三者导热性的梯度差作用下，有效加速热量朝向端盖2外的分散，进而有效保护本电机不易因热量的聚集而损坏，从而延长使用寿命，另外在转动时的离心力作用下，点震润滑半球9受到震动，其内部的自润滑粉末渗出，并逐渐进入到传动轴3和永磁转子4之间，实现对二者之间进行润滑的效果，进而有效避免因转动造成的二者相互靠近的内部磨损甚至不均匀磨损的情况发生，进一步延长本电机的使用寿命。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种节能磁动式循环的永磁电机，包括电机外壳(1)，所述电机外壳(1)上下两端均安装有端盖(2)，两个所述端盖(2)之间转动连接有传动轴(3)，所述传动轴(3)上端部活动贯穿端盖(2)并延伸至端盖(2)外，所述传动轴(3)位于电机外壳(1)内的外端连接有永磁转子(4)，所述永磁转子(4)外设有永磁定子(5)，所述永磁定子(5)外端包裹有环氧树脂层(6)，所述环氧树脂层(6)外包裹有屏蔽层(7)，其特征在于：所述端盖(2)内设有引热环(8)，所述引热环(8)内壁固定连接有多个均匀 分布的点震润滑半球(9)，多个所述点震润滑半球(9)的外端部与传动轴(3)外表面不受力接触，所述引热环(8)包括固定套设在端盖(2)内壁的导热嵌套(81)、固定连接在导热嵌套(81)外端的外导环(82)以及多个固定连接在导热嵌套(81)外端的导热针(83)，且外导环(82)横向贯穿端盖(2)并与端盖(2)径向外表面向平齐。

2.根据权利要求1所述的一种节能磁动式循环的永磁电机，其特征在于：所述导热嵌套(81)、外导环(82)和导热针(83)均为导热材料制成，且导热嵌套(81)、外导环(82)和导热针(83)的导热性逐渐增强。

3.根据权利要求2所述的一种节能磁动式循环的永磁电机，其特征在于：多个所述导热针(83)的端部均朝向端盖(2)远离电机外壳(1)内的一侧，且导热针(83)端部与端盖(2)纵向外表面相接触。

4.根据权利要求1所述的一种节能磁动式循环的永磁电机，其特征在于：所述点震润滑半球(9)包括与引热环(8)内壁固定连接的漏粉半球(91)、固定镶嵌在漏粉半球(91)上的内嵌球壳(92)以及位于内嵌球壳(92)内的引热球杆，所述引热球杆端部与内嵌球壳(92)内壁相接触，所述内嵌球壳(92)内部填充有自润滑粉末。

5.根据权利要求4所述的一种节能磁动式循环的永磁电机，其特征在于：所述漏粉半球(91)为硬质多孔结构，且漏粉半球(91)为半球形。

6.根据权利要求5所述的一种节能磁动式循环的永磁电机，其特征在于：所述内嵌球壳(92)内自润滑粉末为饱和填充，且自润滑粉末处于压缩状态。

7.根据权利要求6所述的一种节能磁动式循环的永磁电机，其特征在于：所述内嵌球壳(92)为多孔结构，且漏粉半球(91)上空隙的孔径为内嵌球壳(92)孔径的2-3倍。

8.根据权利要求4所述的一种节能磁动式循环的永磁电机，其特征在于：所述引热球杆包括与内嵌球壳(92)内壁相 接触的聚热球(931)以及固定连接在聚热球(931)端部的内导杆(932)，所述内导杆(932)远离聚热球(931)的一端延伸至导热嵌套(81)内。

9.根据权利要求8所述的一种节能磁动式循环的永磁电机，其特征在于：所述聚热球(931)外端固定连接有多个均匀分布的气片(10)，所述气片(10)内填充有高导热气体。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种节能磁动式循环的永磁电机，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：

S1、电机使用时，传动轴(3)转动带动永磁转子(4)高速转动；

S2、高速转动的传动轴(3)和永磁转子(4)产生的大量热量，在引热环(8)吸附下，朝向电机外壳(1)向下两端散发，并沿着引热环(8)散至外界；

S3、在传动轴(3)快速转动时，产生震动力，点震润滑半球(9)在受到震动后，其内部的自润滑粉末震动渗出，并逐渐渗入传动轴(3)与永磁转子(4)之间，有效缓解在高速震动力作用下，传动轴(3)和永磁转子(4)之间的磨损。

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