CN2560154Y - 永磁直流电动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种永磁直流电动机，由磁极、电刷、铁心、线圈、换向器、轴承、机壳、轴组成；磁极采用高磁钕铁硼材料，极对数为4对，电刷数量为一对，具有低电压、大功率、高效率、运行特性硬的诸多特点，可以满足当前电动车对电动机的高效率、节能的要求，并在重负荷条件下，还能保持较高的效率，可以用于电动车如电动自行车、电动三轮车、电动摩托车、电动叉车等。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种交通工具用的驱动装置，更具体地说，涉及一种永磁直流电动机。
背景技术
二十世纪五十年代永磁直流电动机问世。当时在微型电机领域一般采用铁氧体永磁材料作为电动机的磁极，此种微型电动机功率小、效率低。自1983年高磁材料钕铁硼工业化后，微型电机开始向高效率、大功率方向发展。但仍只是将原磁极材料更换，功率略有增加，效率略有改善，并不能满足日益增长的需要和要求。
目前微型电机线路设计一般采用叠形绕组，磁极对数为单极或双极，转子线槽为梨形或圆形，电机效率较低，一般仅为60％～70％。造成效率低的原因有以下几点：1.磁极对数采用单极或双极，线圈无效部分的端线就较长，因此电机的内阻Ra必然较大，铜耗也较大，从而使电机的效率较低。2.采用叠形绕组，一对磁极就对应一对电刷，2对磁极必须用2对电刷，因而不可能采用多极对数，从而也不能达到电机低内阻Ra的设计要求。
技术内容
本实用新型的目的在于提供一种永磁直流电动机，此法克服了上述不足，降低了铜耗，增大了磁通量，提高了电机效率。
为实现上述目的，本实用新型的永磁直流电动机由磁极1、电刷装置4、铁心3、线圈2、换向器6、轴承7、机壳8、轴5组成；磁极采用高磁钕铁硼材料，磁极1极对数为4对，电刷装置4中电刷数量为一对。
本实用新型的永磁直流电动机采用波形绕组，一对电刷之间的位置控制在40°～45°之间；优选为42°～43°之间。
为增大铁心槽的空间，便于线圈缠绕，铁心上的槽可开成梯形槽。
除此之外的部件与已有的直流电动机相同，本实用新型采用的波形绕组方法为本领域技术人员公知的。
本实用新型由于采用了上述技术方案，使电机的总磁通量增大，充分发挥性能作用，使电机有效匝数的量减少，又降低了电机内阻Ra。同时磁极大大减小无效的端线长度，减小电机内阻Ra，提高了效率。
本产品效率最低在80％以上。从节能的角度上讲，可较大程度上节能。从运行上讲，因特性较硬，使用范围较大。
本实用新型永磁直流电动机是针对电动车的使用及运行要求，结合高磁性材料在电机上的运用原理，在电机上产生最大磁通量，所用电机的磁对数合理的多，电机线路设计不采用叠形绕组而采用波形绕组，电刷位置的确定更不同于以往的设计方式，因而本实用新型做到了低电压、大功率、高效率、运行特性硬的诸多特点，可以满足当前电动车对电动机的高效率、节能的要求，并在重负荷条件下，还能保持较高的效率，是国内外永磁直流电动机的更新换代产品。
本实用新型永磁直流电动机用于电动车如电动自行车、电动三轮车、电动摩托车、电动叉车等。
附图说明
图1是永磁直流电动机的结构示意图
图2是永磁直流电动机的磁极位置图
图3a是永磁直流电动机的电刷位置图
图3b是永磁直流电动机的电刷位置图的A-A剖视图
图4是永磁直流电动机的硅钢片成形示意图
具体标号为：1是磁极、2是线圈、3是铁心、4是电刷装置、5是轴、6是换向器、7是轴承、8是机壳。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本实用新型做进一步说明。
由图1至图4可以看出，永磁直流电动机包括磁极1、电刷装置4、铁心3、线圈2、换向器6、轴承7、机壳8、轴5。机壳8、轴承7和轴5可以根据现有同类电机的尺寸大小进行设计，以便与其他部件配套使用。磁极1采用钕铁硼材料，本电动机采用4对磁极，分别均匀对称分布于机壳8内部。电刷装置4只有一对电刷，电刷之间的角度成42°，电刷装置与直流电源相连。铁心3由涂有绝缘材料的硅钢片叠压而成，固定在转轴5上，铁心上开有多个梯形槽，可以增加线圈绕组的空间，线圈2一般根据设计尺寸规律选择不同型号的漆包线绕成电枢绕组，嵌入硅钢片梯形槽内，线圈2与换向器6之间采用波形绕组连接。
为了更好的说明本实用新型永磁直流电动机的效果，下面是不同额定电压下电动机的测定数据。其中电动机的换向片数K为17，磁极对数为4对，线径d为1.0mm，匝数为35，磁通量φ为80000马。
表1在额定电压24V下电动机的测定数据
| 序号 | 电流 | 转速 | 转矩 | 输入功率 | 输出功率 | 效率 |
| 单位 | 安 | 转/分 | 牛·厘米 | 瓦 | 瓦 | ％ |
| 1 | 1 | 2267 | 0.3 | 24 | 7.6 | 31 |
| 2 | 3 | 2241 | 2.2 | 72 | 52.2 | 72 |
| 3 | 5 | 2215 | 4.2 | 120 | 95.7 | 79 |
| 4 | 7 | 2189 | 6.1 | 168 | 138.2 | 82 |
| 5 | 9 | 2163 | 8.1 | 216 | 179.6 | 83 |
| 6 | 12 | 2124 | 11 | 288 | 239.8 | 83 |
| 7 | 15 | 2098 | 13.7 | 360 | 296.7 | 82 |
| 8 | 18 | 2072 | 16.6 | 432 | 353.2 | 81 |
表2在额定电压36V下电动机的测定数据
| 序号 | 电流 | 转速 | 转矩 | 输入功率 | 输出功率 | 效率 |
| 单位 | 安 | 转/分 | 牛·厘米 | 瓦 | 瓦 | ％ |
| 1 | 1 | 2773 | 0.6 | 36 | 19.7 | 54 |
| 2 | 4 | 2752 | 4.3 | 144 | 122.6 | 85 |
| 3 | 7 | 2778 | 7.9 | 252 | 223.7 | 88 |
| 4 | 10 | 2704 | 11.6 | 360 | 323 | 89 |
| 5 | 13 | 2680 | 15.2 | 468 | 420.5 | 89 |
| 6 | 16 | 2656 | 21.1 | 576 | 516.2 | 89 |
| 7 | 20 | 2624 | 23.8 | 720 | 641 | 89 |
表3在额定电压48V下电动机的测定数据
| 序号 | 电流 | 转速 | 转矩 | 输入功率 | 输出功率 | 效率 |
| 单位 | 安 | 转/分 | 牛·厘米 | 瓦 | 瓦 | ％ |
| 1 | 1 | 3733 | 0.8 | 198 | 31.7 | 66 |
| 2 | 4 | 3712 | 4.4 | 192 | 170.6 | 88 |
| 3 | 7 | 3688 | 8.1 | 336 | 307.7 | 91 |
| 4 | 10 | 3664 | 11.7 | 480 | 443 | 92 |
| 5 | 13 | 3640 | 15.4 | 624 | 576.5 | 92 |
| 6 | 16 | 3616 | 19 | 768 | 708.2 | 92 |
| 7 | 20 | 3584 | 23.9 | 960 | 881 | 91 |
以上电动机的测试数据表明，本永磁直流电动机可以达到大功率、高效率的要求，能够满足不同电动车辆的要求。
Claims (5)
1.一种永磁直流电动机，由磁极(1)、电刷装置(4)、铁心(3)、线圈(2)、换向器(6)、轴承(7)、机壳(8)、轴(5)组成，其特征在于磁极(1)极对数为4对，电刷装置(4)中电刷数量为一对。
2.根据权利要求1所述的永磁直流电动机，其特征在于所述的一对电刷之间呈40°～45°角。
3.根据权利要求1或2所述的永磁直流电动机，其特征在于所述的一对电刷之间呈42°～43°角。
4.根据权利要求1所述的永磁直流电动机，其特征在于所述的铁心(3)上的槽为梯形槽。
5.根据权利要求1所述的永磁直流电动机，其特征在于所述的磁极(1)均匀对称分布于机壳(8)内部，所述的电刷装置(4)与直流电源相连，其中电刷之间的角度成42°，所述的铁心(3)由涂有绝缘材料的硅钢片叠压而成，固定在转轴(5)上，所述的铁心上开有梯形槽，所述的线圈(2)嵌入硅钢片梯形槽内，所述的线圈(2)与所述的换向器(6)之间采用波形绕组连接。
Priority Applications (1)
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| CN 02243796 CN2560154Y (zh) | 2002-08-07 | 2002-08-07 | 永磁直流电动机 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 02243796 CN2560154Y (zh) | 2002-08-07 | 2002-08-07 | 永磁直流电动机 |
Publications (1)
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| CN2560154Y true CN2560154Y (zh) | 2003-07-09 |
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ID=33715945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 02243796 Expired - Fee Related CN2560154Y (zh) | 2002-08-07 | 2002-08-07 | 永磁直流电动机 |
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| CN (1) | CN2560154Y (zh) |
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2002
- 2002-08-07 CN CN 02243796 patent/CN2560154Y/zh not_active Expired - Fee Related
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