CN2452196Y - 高起动能力钕铁硼永磁起动机电机 - Google Patents

高起动能力钕铁硼永磁起动机电机 Download PDF

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郭振宏
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Abstract

一种高起动能力钕铁硼永磁起动机电机，包括机壳及组装其内的磁极、电枢，其中磁极由永磁磁极、辅助磁极及其磁极软铁组成，永磁磁极采用同心圆的瓦片形体或采用等半径的瓦片形体，永磁磁极粘贴于与辅助磁极为一体的磁极软铁上。其优点是结构紧凑，制造和安装工艺简单，制造成本低，永磁材料利用率高，显著提高了起动能力。

Description

高起动能力钕铁硼永磁起动机电机
本实用新型涉及一种钕铁硼永磁直流电动机，特别是一种高起动能力带辅助极的钕铁硼永磁起动机电机。
摩托车、汽车是永磁电机的一个重要应用领域，当前摩托车和汽车电机中绝大部分是采用永磁直流电机，这些电机中又以起动机电机的科技含量和价格最高。起动机电机采用永磁电机后，与电励磁起动机电机相比，可提高起动能力，缩减电机的体积。当前摩托车和汽车起动机电机大多采用铁氧体永磁材料，电机体积比较大，且起动能力也较差，少数采用稀土永磁的起动机电机，消耗的永磁材料多，成本高；而拖拉机起动机电机目前则仍多为电励磁串励直流电动机，虽起动能力较大，但电机体积庞大，用铜量也大。目前，为提高摩托车、汽车和拖拉机起动机电机的性能和制造、加工工艺水平，降低电机的造价，设计出高起动能力的钕铁硼永磁起动机电机，已成为急待解决的关键技术问题。
本实用新型的目的是提供一种高起动能力钕铁硼永磁起动机电机，它结构紧凑，制造和安装工艺简单，制造成本低，永磁材料利用率高，显著提高了起动能力。
本实用新型的目的是这样实现的：该装置包括机壳及组装其内的磁极、电枢，其中磁极由永磁磁极、辅助磁极及其磁极软铁组成，永磁磁极采用同心圆的瓦片形体，或采用等半径的瓦片形体，永磁磁极粘贴于与辅助磁极为一体的磁极软铁上。
本实用新型是在电励磁起动机电机和采用铁氧体永磁材料的永磁起动机电机的基础上改进的。永磁磁极的装配在电机磁极装配于机壳之前进行，永磁磁极直接粘结在与辅助磁极为一体的磁极软铁上，易于保证装配精度，粘结永磁磁极后的电机磁极的装配与原有电励磁起动机电机和采用铁氧体永磁材料的永磁起动机电机的磁极装配的工艺相同，容易实现。与电励磁起动机相比，省去了励磁绕组，与其他永磁起动机电机相比，增加了辅助磁极，使电机由于辅助磁极的助磁作用而具有电励磁起动机电机的串励特性，节省了永磁材料用量，提高了起动能力。采用该实用新型后，可沿用原有电励磁起动机电机和采用铁氧体永磁材料的永磁起动机电机的除磁极外的所有配件，从而节省了电机制造成本，同时也提高了电机的通用性。
本实用新型的一个极限情况是永磁磁极与机壳之间的磁极软铁厚度为零(永磁磁极与辅助磁极间也无间隙)，从而电机磁极仅由永磁磁极和辅助磁极构成。
本实用新型的永磁磁极一般采用同心圆的瓦片形永磁体，为降低永磁体的制造成本，也可采用等半径的瓦片形永磁体，两种情况下永磁磁极的外径应与永磁磁极与机壳间的磁极软铁的内径一致(如无磁极软铁，则应与电机机壳内径一致)。
为提高电机的起动转矩和达到最大输出功率点前电机的输出转矩，永磁磁极占电机磁极的比例应在合适的范围，即永磁磁极的弧度宜占电机磁极弧度的40％～90％。
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型的一种Ⅰ型结构的剖面示意图。
图2是图1对应的电机结构的磁极示意图。
图3是本实用新型的一种Ⅱ型结构剖面示意图。
图4是图3对应的电机结构的磁极示意图。
根据图1～图4详细说明本实用新型的具体结构。该装置包括机壳及组装其内的磁极、电枢。其中磁极是由永磁磁极3、辅助磁极5及其磁极软铁2组成的。电枢由均布于转子铁心6上的转子槽和电枢绕组4组成，转子上有转轴7。永磁磁极3粘结在永磁磁极与机壳1之间的磁极软铁2上，永磁磁极3与辅助磁极5间无间隙，以提高永磁体装配精度和改善装配工艺。电机磁极粘结或通过其他措施(如磁极间采用固定部件)固定于电机机壳1上，可根据具体磁极装配工艺确定采用Ⅰ型结构或Ⅱ型结构。根据电机转动方向，永磁磁极3安装在电机磁极增磁的磁极部位。电机磁极根据永磁磁极3的极性按N-S-N-S的周向排列次序安装(以4极电机为例)。图2和图4中，β为电机磁极所跨的总弧度，α为永磁磁极3所跨的弧度。根据起动机电机的容量和性能要求，永磁磁极3的圆周方向弧度占永磁磁极3与辅助磁极5所构成的电机磁极的40-90％。
本实用新型的技术适用于2、4、6和8极起动机电机。
利用本实用新型的技术方案设计出的标称功率为1.5kW起动机电机，采用Ⅰ型结构，α/β取值为0.667，除电机磁极外其他部件均采用同容量铁氧体永磁起动机电机的部件，与后者相比，各项性能有显著的提高(见表1)。
表1
堵转转矩N.m 最大功率点输出功率kW 最大功率点对应转速r/min
本实用新型电机   27    1.865     1140
铁氧体永磁起动机电机   24    1.703     1325

Claims (2)

1、一种高起动能力钕铁硼永磁起动机电机，包括机壳及组装其内的磁极、电枢，其特征是磁极由永磁磁极、辅助磁极及其磁极软铁组成，永磁磁极采用同心圆的瓦片形体或采用等半径的瓦片形体，永磁磁体粘贴于与辅助磁极为一体的磁极软铁上。
2、根据权利要求1所述的电机，其特征是永磁磁极与辅助磁极间无间隙，永磁磁极的圆周方向弧度占永磁磁极与辅助磁极所构成的电机磁极的40％～90％。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100345358C (zh) * 2005-07-27 2007-10-24 沈阳工业大学 用于屏蔽泵的永磁同步电动机
CN112366849A (zh) * 2020-10-27 2021-02-12 宁波奥普斯机械制造有限公司 一种用于永磁有刷直流电机的定子结构

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