CN200947572Y - 小型多磁极稀土永磁直流电动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及稀土永磁电机。提出的小型多磁极稀土永磁直流电动机主要由定子(1)、转子(2)、端盖(3)和轴承(4)及紧固件(5)组成，定子由定子铁心(101)、电枢绕组(102)和霍尔元件(105)、电机轴(103)及引出电缆(104)组成；转子由轮毂(201)、转子铁心(202)和稀土磁钢(203)组成，转子铁心由硅钢片或其它导磁材料冲片叠压而成，定子通过两个端盖(3)、轴承(4)和紧固件(5)与转子组装成一体，转子冲片(2021)上沿圆周径向均匀分布着偶数个“工”字型磁钢槽(2021b)，方片型稀土磁钢插在转子铁心的“工”字型磁钢槽中。本实用新型具有永磁铁心总成内置式磁钢槽的优点，适用于体积较小的多磁极永磁电机磁路设计以及生产制造工艺。
Description
技术领域
本实用新型涉及稀土永磁电机，特别涉及一种小型多磁极稀土永磁直流电动机。
背景技术
永磁电机因采用永磁磁钢取代了电励磁，建立定、转子气隙磁场而成为节能产品。近年来，稀土磁钢生产工艺不断改善，产量不断提高，其价格大幅度下降。稀土永磁电机在近几年，尤其在电动自行车领域得到广泛应用和迅猛发展。
目前市场产品所见磁路结构基本有两种，一是磁钢表面粘贴式磁路结构，二是本项目设计人在《电动车用稀土永磁低速电动机》(ZL02 2 00030.5)实用新型所表述的V型槽混合磁路结构形式。
磁钢表面粘贴式磁路结构因为没有极靴存在，因而存在许多根本性的缺陷。例如，①表面粘接的磁钢容易脱落；②因镀锌层不可避免脱落而导致钕铁硼材料的锈蚀和粉化；③磁钢因大电流产生的电枢反应引起磁钢不可逆去磁效应，其磁性能不断下降；④没有其他技术空间，例如增加密封措施、增加鼠笼条以改善电机动、稳态性能等。针对上述缺陷，本发明人提出了V型槽磁路结构，以及专利权人杨雪梅针对大型电机的特点，在《稀土永磁电机》(ZL200420005720.9)实用新型中，在V型槽磁路结构的基础上又提出了“∏”型槽和折线型槽结构。
磁钢为内置式的V型槽、“∏”型槽和折线型槽混合磁路结构，从根本上克服了磁钢表面粘贴式磁路结构的缺陷。但是，在体积较小的多磁极永磁电机磁路设计以及生产制造工艺，实现多极V型槽、“∏”型槽和折线型槽结构设计与制造存在许多困难。
发明内容
本实用新型提出小型多磁极稀土永磁直流电动机的主要目的是克服现有技术结构在小型电机设计及制造工艺上的困难，同时保留永磁铁心总成内置式磁钢槽的优点。
本实用新型完成其发明任务采取的技术是：其主要由定子、转子、端盖和轴承及紧固件组装而成；定子由定子铁心、电枢绕组和霍尔元件、电机轴及引出电缆组成；转子由轮毂、转子铁心和稀土磁钢组成；转子铁心由硅钢片或其它导磁材料冲片叠压而成；定子通过两个端盖、轴承和紧固件与转子组装成一体；转子冲片上沿圆周均匀分布着偶数个“工”字型磁钢槽，方片型磁钢按照极性要求插在转子铁心的“工”字型槽中。
“工”字型磁钢槽由中间部分的主槽和4个耳槽组成；其中间主槽可为矩形槽，该矩形槽的宽度和磁钢的厚度配合公差，既要保证其相互接触而紧密接触，又要满足批量生产工艺要求。4个耳槽位于中间主槽的4个边角处即4个耳槽分别位于中间主槽的上端、下端的两侧，与主槽相通，4个耳槽也可称为4个空气槽，其形状可为三角形，也可为矩形，或者其它几何图形，起到调整隔磁桥长度的作用。
“工”字型磁钢槽的上、下端面为弧面，或者为平面。
因为内置式铁心内部的磁钢不可避免地会因为磁短路而造成磁损失，所以，为了最大限度减小磁钢的磁损失，利用磁饱和原理，每个“工”字型磁钢槽处的隔磁桥设计较为重要，磁钢插入“工”字型磁钢槽后，其每个“工”字型磁钢槽的四个边角处自然形成4个空气隙，保证隔磁桥有一个合理的长度。
“工”字型磁钢槽四个边角处即4个耳槽的空气隙还可以灌封密封胶，起到磁钢的粘结和密封作用，不但使磁钢球不脱落，还极大增强磁钢对湿热、盐雾等环境条件下的气候防护能力。
转子冲片为圆环形，位于其上的多个“工”字型磁钢槽，每个磁钢槽具有两个隔磁桥，分别位于磁钢槽的上部和下部；“工”字型磁钢槽的上端面与对应等长的转子冲片外圆边缘之间的间距为宽、以磁钢槽上端面的长度为长，构成磁钢槽上部隔磁桥；“工”字型磁钢槽的下端面与对应等长的转子冲片内圆边缘之间的间距为宽、以磁钢槽下端面的长度为长，构成磁钢槽下部隔磁桥。
本实用新型提出的小型多磁极稀土永磁直流电动机，具有永磁铁心总成内置式磁钢槽的优点，适用于体积较小的多磁极永磁电机磁路设计以及生产制造工艺。
附图说明
图1为电动车用多磁极稀土永磁直流电动机结构示意图。
图2为本实用新型中定子结构示意图。
图3为本实用新型中转子结构示意图。
图4为图3中A部分放大图。
图5为本实用新型中转子铁心结构示意图。
图6为图5的A-A剖面图。
图7为本实用新型中转子冲片结构示意图。
图8为本实用新型中“工”字型磁钢槽的结构示意图。
图9为磁钢槽隔磁桥开口的结构示意图。
图10为稀土磁钢结构示意图。
图中，1、定子，2、转子，3、端盖，4、轴承，5、紧固件，101、定子铁心，102、电枢绕组，103、电机轴，104、引出电缆，105、霍尔元件，201、轮毂，202、转子铁心，203、稀土磁钢，2021、转子冲片，2021b、磁钢槽，2021C、耳槽，2022、焊缝。
具体实施方式
结合附图给出的实施例对其结构加以具体说明：
如图1所示，本实用新型多磁极稀土永磁直流电动机由定子1、转子2和端盖3及轴承4、紧固件5组成，定子1通过两个端盖3、轴承4、紧固件5和转子2装配组成一体。
如图2所示，定子1由定子铁心101、电枢绕组102、电机轴103、引出电缆104、霍尔元件105组成。定子铁心101是由硅钢片或其它导磁材料冲片叠压而成，电枢绕组102由漆包线绕制而成，电机轴103由钢质材料加工而成，引出电缆104由多股软导线制成。
如图3所示，转子2是由轮毂201、转子铁心202、稀土磁钢203组成；轮毂201由铸造钛合金制成；参照图5，转子铁心202是由导磁材料冲片2021叠压而成，导磁材料可为硅钢片，也可以是其它导磁材料；例如铁质材料等，该实施例中采用硅钢片。以上永磁直流电动机的整体结构与已公开的永磁直流电动机的结构基本相同，在此不作过多说明。如图5所示，转子铁心202为圆环形，其上具有沿圆周径向均布的多个“工”字型磁钢槽2021b，磁钢203置入磁钢槽内。图中2022是冲片叠压后氩弧焊焊缝，起固定冲片作用；冲片叠压与固定还可以采取其它工艺方法实现，例如自动叠压，铆钉铆接等。
参照图7，转子冲片2021是由硅钢片冲制而成，冲片为圆环形，“工”字型磁钢槽2021b沿着冲片圆周径向均布排列，其数量为偶数个，例如40、46、60个等。
参照图8，“工”字型磁钢槽由中间部分的主槽和4个耳槽2021C组成；其中间主槽可为矩形槽，该矩形槽的宽度和磁钢的厚度配合公差，要保证其相互接触而紧密接触，又要满足批量生产工艺要求，4个耳槽2021C位于中间主槽的4个边角处即位于中间主槽的上、下两端的两侧，耳槽与主槽相通，耳槽也可称为空气隙，它的形状可以是三角形、矩形，或者其它几何图形，该实施例中为近似的矩形，磁钢插入“工”字型磁钢槽后，其每个“工”字型磁钢槽四个边角处自然形成4个空气隙，保证隔磁桥有一个合理的长度。
“工”字型磁钢槽的上端面和下端面为弧面，也可为直面，该实施例中为弧面。
隔磁桥结构说明：硅钢片或其它导磁材料制成的转子冲片为圆环形，位于其上的多个“工”字型磁钢槽，每个磁钢槽具有两个隔磁桥2021a，分别位于磁钢槽的上部和下部；“工”字型磁钢槽的上端面与对应等长的转子冲片外圆边缘之间的间距为宽、以磁钢槽上端面的长度为长，构成磁钢槽上部隔磁桥；“工”字型磁钢槽的下端面与对应等长的转子冲片内圆边缘之间的间距为宽、以磁钢槽下端面的长度为长，构成磁钢槽下部隔磁桥。
磁钢槽的其中一个隔磁桥开口，将磁钢槽与冲片外圆或内圆的边缘相连通，以增加其隔磁效果。如图9所示，该实施例中，磁钢槽的上部隔磁桥开口，将磁钢槽与冲片的外圆边缘相连通。
如图10所示，稀土磁钢203为矩形，其材质为钕铁硼或者其它永磁材料。
Claims (8)
1、一种小型多磁极稀土永磁直流电动机，其主要由定子(1)、转子(2)、端盖(3)和轴承(4)及紧固件(5)组成，定子(1)由定子铁心(101)、电枢绕组(102)和霍尔元件(105)、电机轴(103)及引出电缆(104)组成；转子由轮毂(201)、转子铁心(202)和稀土磁钢(203)组成，转子铁心由硅钢片或其它导磁材料冲片叠压而成，定子(1)通过两个端盖(3)、轴承(4)和紧固件(5)与转子(2)组装成一体，其特征是：转子冲片(2021)上沿圆周径向均匀分布着偶数个“工”字型磁钢槽(2021b)，方片型稀土磁钢插在转子铁心(202)的“工”字型磁钢槽中。
2、根据权利要求1所述的小型多磁极稀土永磁直流电动机，其特征是：所述的“工”字型磁钢槽(2021b)由中间部分的主槽和4个耳槽(2021C)组成；其中间主槽为矩形槽，4个耳槽(2021C)位于中间主槽的4个边角处即4个耳槽分别位于中间主槽的上端、下端的两侧，与主槽相通。
3、根据权利要求1或2所述的小型多磁极稀土永磁直流电动机，其特征是：所述的“工”字型磁钢槽(2021b)的4个耳槽(2021C)的形状为三角形。
4、根据权利要求1或2所述的小型多磁极稀土永磁直流电动机，其特征是：所述的“工”字型磁钢槽(2021b)的4个耳槽(2021C)的形状为矩形。
5、根据权利要求1或2所述的小型多磁极稀土永磁直流电动机，其特征是：所述的“工”字型磁钢槽(2021b)的4个耳槽(2021C)的形状为其它几何图形。
6、根据权利要求1或2所述的小型多磁极稀土永磁直流电动机，其特征是：所述的“工”字型磁钢槽(2021b)的上、下端面为弧面或平面。
7、根据权利要求1或2所述的小型多磁极稀土永磁直流电动机，其特征是：所述转子冲片为圆环形，位于其上的每个磁钢槽(2021b)具有两个隔磁桥(2021a)，分别位于磁钢槽的上部和下部；“工”字型磁钢槽的上端面与对应等长的转子冲片外圆边缘之间的间距为宽、磁钢槽上端面的长度为长，构成上部隔磁桥；“工”字型磁钢槽的下端面与对应等长的转子冲片内圆边缘之间的间距为宽、磁钢槽下端面的长度为长，构成下部隔磁桥。
8、根据权利要求7所述的小型多磁极稀土永磁直流电动机，其特征是：所述“工”字型磁钢槽的其中一个隔磁桥开口，开口将磁钢槽与转子冲片外圆边缘/内圆边缘连通。
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| CN108847732A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-11-20 | 芜湖飞龙汽车电子技术研究院有限公司 | 一种电子水泵电机转子总成 |
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