CN212784908U - 一种高输出性能永磁起动机的磁极结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及起动机磁极技术领域，具体是涉及一种高输出性能永磁起动机的磁极结构，包括有：铁芯片，所述铁芯片呈筒状且其内圆周面均布有沿轴向贯穿的嵌合槽；磁极，所述磁极内外侧分别设置有S极弧面和N极弧面，所述磁极沿铁芯片轴向滑动卡接在嵌合槽中且S极弧面和N极弧面均与铁芯片同轴，该磁极结构卡接的方式将磁极安装在铁芯片内部，相比较现有技术通过螺栓螺母将磁极和铁芯片固定，避免了螺栓螺母影响磁场效应，从而提高永磁起动机的输出性能。

Description

一种高输出性能永磁起动机的磁极结构

技术领域

本实用新型涉及起动机磁极技术领域，具体是涉及一种高输出性能永磁起动机的磁极结构。

背景技术

采用永久磁铁制作的电机叫永磁电机，不用永久磁铁（用电磁铁）的称非永磁电机；用直流电的叫直流电机，不用直流电（用交流电）的是交流电机。永磁电机可以是直流电机，也可以是交流电机（例如家用微风吊扇）；同样，不用永久磁铁的可以是直流电机，也可以是交流电机，甚至是交直流两用的。永磁电机意思是利用永磁体提供磁场的电机。与电励磁电机相比，永磁电机，特别是稀土永磁电机具有结构简单，运行可靠；体积小，质量轻；损耗小，效率高；电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点，因而应用范围极为广泛，几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。永磁直流电机按照有无电刷可分为永磁无刷直流电机和永磁有刷直流电机。永磁直流电机是用永磁体建立磁场的一种直流电机。永磁直流电机广泛应用于各种便携式的电子设备或器具中，如录音机、VCD机、电唱机、电动按摩器及各种玩具，也广泛应用于汽车、摩托车、电动自行车、蓄电池车、船舶、航空、机械等行业，在一些高精尖产品中也有广泛应用，如录像机、复印机、照相机、手机、精密机床、银行点钞机、捆钞机等。稀土永磁电机是70年代初期出现的一种新型永磁电机，由于稀土永磁体的高磁能积和高矫顽力（特别是高内禀矫顽力），使得稀土永磁电机具有体积小、重量轻、效率高、特性好等一系列优点。

由于稀土永磁材料的磁性能优异，它经过充磁后不再需要外加能量就能建立很强的永久磁场，用来替代传统电机的电励磁场所制成的稀土永磁电机不仅效率高，而且结构简单、运行可靠，还可做到体积小、重量轻。既可达到传统电励磁电机所无法比拟的高性能（如特高效、特高速、特高响应速度），又可以制成能满足特定运行要求的特种电机，如电梯曳引电机、汽车专用电机等。稀土永磁电机与电力电子技术和微机控制技术相结合，更使电机及传动系统的性能提高到一个崭新的水平。从而提高所配套的技术装备的性能和水平，是电机行业调整产业结构的重要发展方向。稀土永磁电机的应用范围极为广泛，几乎遍及航空、航天、国防、装备制造、工农业生产和日常生活的各个领域。它包括永磁同步电动机、永磁发电机、直流电动机、无刷直流电动机、交流永磁伺服电动机、永磁直线电机、特种永磁电机及相关的控制系统，几乎覆盖了整个电机行业。

体积小、制动转矩大、空载转速高、材料消耗低是永磁起动机设计追求的重要目标。普通结构永磁起动机的磁极结构与永磁直流电机相同，气隙磁通随负载电流的增大而略有减小，相对于“串励” 起动机而言，制动转矩小、空载转速低，不利于发动机的起动，且永磁材料成本较高。因此设计新的磁路结构，提高永磁起动机性能、降低永磁材料用量，对于提高我国永磁起动机的设计和制造水平，具有重要意义。

大部分磁极与铁芯片通过螺栓螺母连接，在使用过程中，螺栓螺母会影响磁场分布，进而减弱永磁起动机的输出性能。

实用新型内容

为解决上述技术问题，提供一种高输出性能永磁起动机的磁极结构，本技术方案解决了如何通过改变磁极与铁芯片的连接方式进而提高永磁起动机输出性能的问题。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种高输出性能永磁起动机的磁极结构，包括有：铁芯片，所述铁芯片呈筒状且其内圆周面均布有沿轴向贯穿的嵌合槽；磁极，所述磁极内外侧分别设置有S极弧面和N极弧面，所述磁极沿铁芯片轴向滑动卡接在嵌合槽中且S极弧面和N极弧面均与铁芯片同轴。

优选地，嵌合槽为弧形燕尾槽，S极弧面弧度小于N极弧面弧度。

优选地，磁极内径小于铁芯片内径。

优选地，嵌合槽两侧设置有第一侧面，磁极两侧设置有第二侧面，磁极与铁芯片卡接状态下，所述第一侧面和第二侧面间隙配合。

优选地，嵌合槽和磁极沿轴向内外侧边角均作圆角处理。

优选地，磁极圆角半径大于嵌合槽圆角半径。

本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：

本实用新型通过卡接的方式将磁极安装在铁芯片内部，具体的，普通的磁极与芯片的连接通过，螺栓螺母固定连接，普通磁极结构在工作时，螺栓螺母会影响磁场结构，从而减弱永磁起动机的输出性能；且普通磁极与铁芯片在安装时极为不便，通过螺栓螺母与铁芯片固定连接，当转子在磁场中旋转时，因力的作用是相对的，磁极也受压力，会使得磁极与铁芯片之间连接不稳固，且会使得磁极安装孔处发生断裂现象，从而容易出现故障；而本磁极机构通过将磁极沿轴向滑动卡接在嵌合槽中，即磁极与铁芯片卡接状态下，所述第一侧面和第二侧面间隙配合，从而确保磁极能够沿轴向滑动设置在嵌合槽中，从而便于实现快速安装和拆卸，使得结构更加稳定，且避免使用螺栓螺母将磁极和铁芯片固定从而减小磁场均布的问题，S极弧面弧度小于N极弧面弧度，从而使其能够活动卡接在呈弧形燕尾的嵌合槽中，从而便于快速安装和拆卸，提高加工效率，且使得S极弧面和N极弧面磁场在工作状态下分布均匀，从而提高永磁起动机的输出性能，且当转子在铁芯片中同轴转动时，所述转子受磁场作用旋转，且使得磁极同样受力，而磁极与铁芯片卡接，从而使得受力均匀分散在上，从而避免磁极因受力而发生裂纹现象；转子在定子内高速旋转，因其磁场作用使得铁芯片和磁极均承受较大的力，而嵌合槽和磁极沿轴向内外侧边角均作圆角处理，从而使得圆角能够分散受应力，避免产生裂纹，同时如果受力过大产生裂纹，圆角处理会稳定裂纹，避免裂纹继续分散，磁极为脆性体，相比铁芯片刚性体受力更易产生裂纹，而磁极圆角半径大于嵌合槽圆角半径，从而使得磁极相比铁芯片更易分散压力，从而使得磁极结构更加稳定，相比较现有技术通过螺栓螺母将磁极和铁芯片固定，避免了螺栓螺母影响磁场效应，从而提高永磁起动机的输出性能。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为图2的A处局部放大图；

图4为本实用新型的立体分解图；

图5为本实用新型的铁芯片的俯视图；

图6为本实用新型的磁极的俯视图。

图中标号为：

1-铁芯片；1a-嵌合槽；1a1-第一侧面；

2-磁极；2a-S极弧面；2b-N极弧面；2c-第二侧面。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

参照图4所示，一种高输出性能永磁起动机的磁极结构，其特征在于，包括有：

铁芯片1，所述铁芯片1呈筒状且其内圆周面均布有沿轴向贯穿的嵌合槽1a；

磁极2，所述磁极2内外侧分别设置有S极弧面2a和N极弧面2b，所述磁极2沿铁芯片1轴向滑动卡接在嵌合槽1a中且S极弧面2a和N极弧面2b均与铁芯片1同轴。

普通的磁极与芯片的连接通过，螺栓螺母固定连接，普通磁极结构在工作时，螺栓螺母会影响磁场结构，从而减弱永磁起动机的输出性能；且普通磁极与铁芯片在安装时极为不便，通过螺栓螺母与铁芯片固定连接，当转子在磁场中旋转时，因力的作用是相对的，磁极也受压力，会使得磁极与铁芯片之间连接不稳固，且会使得磁极安装孔处发生断裂现象，从而容易出现故障；

而本磁极机构通过将磁极2沿轴向滑动卡接在嵌合槽1a中，从而实现磁极2的快速安装和拆卸，且避免使用螺栓螺母将磁极和铁芯片固定从而减小磁场均布的问题，使得S极弧面2a和N极弧面2b磁场在工作状态下分布均匀，从而提高永磁起动机的输出性能，且当转子在铁芯片1中同轴转动时，所述转子受磁场作用旋转，且使得磁极2同样受力，而磁极2与铁芯片1卡接，从而使得受力均匀分散在铁芯片1上，从而避免磁极因受力而发生裂纹现象；

铁芯片1用于固定安装磁极2，使得磁极2能够均布在铁芯片1内部进行工作。

如图5和图6所示，嵌合槽1a为弧形燕尾槽，S极弧面2a弧度小于N极弧面2b弧度。

S极弧面2a弧度小于N极弧面2b弧度，从而使其能够活动卡接在呈弧形燕尾的嵌合槽1a中，从而便于快速安装和拆卸，提高加工效率，且当磁场受力时，磁极同样受力，通过S极弧面和N极弧面能够将压力传递给嵌合槽1a，从而由嵌合槽1a对力进行分散，使得磁场更加均匀稳定。

如图2所示，磁极2内径小于铁芯片1内径。

磁极2内径小于铁芯片1内径，从而使得磁极2同轴均布插接在铁芯片1内时，所述磁极2外包转子，从而使得磁场分布更均匀，且便于加设定子线圈磁场线圈；且使得均布在铁芯片1内部的磁极2对转子均匀应力，使得转子在铁芯片1中稳定转动。

如图3所示，嵌合槽1a两侧设置有第一侧面1a1，磁极2两侧设置有第二侧面2c，磁极2与铁芯片1卡接状态下，所述第一侧面1a1和第二侧面2c间隙配合。

磁极2与铁芯片1卡接状态下，所述第一侧面1a1和第二侧面2c间隙配合，从而确保磁极2能够沿轴向滑动设置在嵌合槽1a中，从而便于实现快速安装和拆卸，使得结构更加稳定。

如图3所示，嵌合槽1a和磁极2沿轴向内外侧边角均作圆角处理。

转子在定子内高速旋转，因其磁场作用使得铁芯片1和磁极2均承受较大的力，而嵌合槽1a和磁极2沿轴向内外侧边角均作圆角处理，从而使得圆角能够分散受应力，避免产生裂纹，同时如果受力过大产生裂纹，圆角处理会稳定裂纹，避免裂纹继续分散。

如图3所示，磁极2圆角半径大于嵌合槽1a圆角半径。

磁极2为脆性体，相比铁芯片1刚性体受力更易产生裂纹，而磁极2圆角半径大于嵌合槽1a圆角半径，从而使得磁极2相比铁芯片1更易分散压力，从而使得磁极结构更加稳定。

本实用新型的工作原理：

本装置通过以下步骤实现本实用新型的功能，进而解决了本实用新型提出的技术问题：

普通的磁极与芯片的连接通过，螺栓螺母固定连接，普通磁极结构在工作时，螺栓螺母会影响磁场结构，从而减弱永磁起动机的输出性能；且普通磁极与铁芯片在安装时极为不便，通过螺栓螺母与铁芯片固定连接，当转子在磁场中旋转时，因力的作用是相对的，磁极也受压力，会使得磁极与铁芯片之间连接不稳固，且会使得磁极安装孔处发生断裂现象，从而容易出现故障；

而本磁极机构通过将磁极2沿轴向滑动卡接在嵌合槽1a中，即磁极2与铁芯片1卡接状态下，所述第一侧面1a1和第二侧面2c间隙配合，从而确保磁极2能够沿轴向滑动设置在嵌合槽1a中，从而便于实现快速安装和拆卸，使得结构更加稳定，且避免使用螺栓螺母将磁极和铁芯片固定从而减小磁场均布的问题，S极弧面2a弧度小于N极弧面2b弧度，从而使其能够活动卡接在呈弧形燕尾的嵌合槽1a中，从而便于快速安装和拆卸，提高加工效率，且使得S极弧面2a和N极弧面2b磁场在工作状态下分布均匀，从而提高永磁起动机的输出性能；且当转子在铁芯片1中同轴转动时，所述转子受磁场作用旋转，且使得磁极2同样受力，而磁极2与铁芯片1卡接，从而使得受力均匀分散在铁芯片1上，从而避免磁极因受力而发生裂纹现象；

转子在定子内高速旋转，因其磁场作用使得铁芯片1和磁极2均承受较大的力，而嵌合槽1a和磁极2沿轴向内外侧边角均作圆角处理，从而使得圆角能够分散受应力，避免产生裂纹，同时如果受力过大产生裂纹，圆角处理会稳定裂纹，避免裂纹继续分散，磁极2为脆性体，相比铁芯片1刚性体受力更易产生裂纹，而磁极2圆角半径大于嵌合槽1a圆角半径，从而使得磁极2相比铁芯片1更易分散压力，从而使得磁极结构更加稳定。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种高输出性能永磁起动机的磁极结构，其特征在于，包括有：

铁芯片（1），所述铁芯片（1）呈筒状且其内圆周面均布有沿轴向贯穿的嵌合槽（1a）；

磁极（2），所述磁极（2）内外侧分别设置有S极弧面（2a）和N极弧面（2b），所述磁极（2）沿铁芯片（1）轴向滑动卡接在嵌合槽（1a）中且S极弧面（2a）和N极弧面（2b）均与铁芯片（1）同轴。

2.根据权利要求1所述的一种高输出性能永磁起动机的磁极结构，其特征在于，嵌合槽（1a）为弧形燕尾槽，S极弧面（2a）弧度小于N极弧面（2b）弧度。

3.根据权利要求1所述的一种高输出性能永磁起动机的磁极结构，其特征在于，磁极（2）内径小于铁芯片（1）内径。

4.根据权利要求1所述的一种高输出性能永磁起动机的磁极结构，其特征在于，嵌合槽（1a）两侧设置有第一侧面（1a1），磁极（2）两侧设置有第二侧面（2c），磁极（2）与铁芯片（1）卡接状态下，所述第一侧面（1a1）和第二侧面（2c）间隙配合。

5.根据权利要求1所述的一种高输出性能永磁起动机的磁极结构，其特征在于，嵌合槽（1a）和磁极（2）沿轴向内外侧边角均作圆角处理。

6.根据权利要求1所述的一种高输出性能永磁起动机的磁极结构，其特征在于，磁极（2）圆角半径大于嵌合槽（1a）圆角半径。

Images