CN2764047Y - 高效稀土永磁直流电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种直流换向电机，特别是一种电动汽车用的高效稀土永磁直流电机。本实用新型只是在用高性能稀土钕铁硼永磁材料做成的定子内壁内紧密嵌入一个非导磁材料制成的气隙调节套，便克服了现有技术定子与转子气隙难以优选、磁力的大小难以调整的缺陷。由于定子用稀土钕铁硼永磁材料制成，无电流通过，节省了励磁电能，输入同样的电能电机多做一倍的功，高效节能并具有良好的硬机械特性。本实用新型只是取消原定子励磁绕组，用高效稀土钕铁硼永磁材料制作成一个永磁定子，结构简单、制造成本低。
Description
技术领域 本实用新型是一种直流换向电机，特别是一种电动汽车用的高效稀土永磁直流电机。
背景技术 普通直流电机的工作原理是将电能转化为电磁能，继而转化为机械能而带动其他机械作功，在这个过程中，绝大多数电能作为无功消耗而用于建立电磁场，因而其作功效率低；对于功率较大的电机，则大多采用电磁体作为励磁转子。最近也有些资料透露，采用高性能强磁场强度稀土钕铁硼永磁材料(磁场强度为4000高斯)制成的永磁直流无刷电机，由于其磁场强度大于普通铁氧体永磁材料磁场强度好几倍，电机定子与转子气隙难以优选，磁力的大小难以调整，致使电机启动时不能立即转动，电机不能正常地工作，有时还会烧坏线路；有时即使启动了，空载时也尤如带重负荷运行，负荷大、耗电多，达不到高效节能的目的。
发明内容 为了克服现有技术存在的缺陷，我们进行了10多年的研究、试验，研制成功一种能调节永磁定子与转子气隙的高效稀土永磁直流电机。本实用新型的电机电枢还是采用冲有槽孔的硅钢片叠压而成，片间涂有绝缘漆。电枢绕组由高强度绝缘铜线绕成线圈放置在铁槽内并在绕组与铁芯之间加以绝缘处理，它的端头按一定要求排列，分别焊在换向器的尾部，通过换向器和电刷直接与外部电源相连接。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：取消原定子励磁绕组，用不导磁的铝合金材料制作电机定子机壳，在定子机壳内壁上用螺栓紧固安装二块(或四块、六块、八块、十块偶数块)大小相同、用高性能稀土钕铁硼永磁材料压制烧结而成的瓦形磁铁，相邻永磁体极性相异紧密排列，组合成圆柱形或环形，再设计一个一定厚度的气隙调节套(非导磁材料制成)紧密嵌入圆柱形或环形的瓦形磁铁内。定子磁通的大小不随电枢电流的变化而改变。
本实用新型的有益效果是：取消了原定子的励磁绕组，只是在用高性能稀土钕铁硼永磁材料制作成的定子内紧密嵌入一个非导磁材料做成的气隙调节套，便克服了现有技术定子与转子气隙难以优选，磁力大小难以调整而导致电机不能正常工作，带重负荷运行的缺陷；由于定子取消了励磁绕组，而采用高性能强磁场强度稀土钕铁硼永磁材料做成，定子无电流通过，从而节省了励磁电能，输入同样的电能电机多做一倍的功，(如电动汽车使用该电机，能降低造价，用同样容量的电池充一次电可增加行驶里程一倍以上)具有高效节能等优点；利用原转子，取消励磁绕组，结构简单、制造成本低；本实用新型由于永磁定子采用高性能强磁场强度稀土钕铁硼永磁材料做成，永磁定子的磁通量不随转子电流的变化而改变，稳定的磁场能有效地保证电机做功而具有良好的硬机械特性，且噪音低、不发热、运行平稳。
附图说明
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型主剖视图。
图2是本实用新型A-A剖视图。
图中：1.定子机壳2.转子轴3.转子4.瓦形磁铁5.气隙调节套6.碳刷7.碳刷架8.换向器9.底座10.永磁定子。
具体实施方式
参见图1、图2，一种高效稀土永磁直流电机是由转子(3)、碳刷(6)、换向器(8)、永磁定子(10)、底座(9)等部件所组成。永磁定子(10)由定子机壳(1)、瓦形磁铁(4)、气隙调节套(5)、底座(9)所构成，碳刷(6)安装在碳刷架(7)上，转子(3)紧套在转子轴(2)上，其特征在于：设有一个气隙调节套(5)，在定子机壳(1)内壁上用螺栓紧固安装二块(或四块、六块、八块、十块偶数块)大小相同、相邻永磁体极性相异紧密排列的瓦形磁铁(4)，气隙调节套(5)紧密嵌入组合成圆柱形或环形的瓦形磁铁(4)内。瓦形磁铁(4)是用高性能强磁场强度稀土钕铁硼永磁材料制成，气隙调节套(5)是用非导磁材料(铝合金、铜合金、或不锈钢等)制成。气隙调节套的厚度是根据永磁定子(10)的磁力与转子(3)的电磁力的大小及永磁定子(10)与转子(3)的气隙优化设计的。定子机壳(1)、底座(9)均用非导磁的铝合金材料制作。我们制作了三台3kw高效稀土永磁直流电机，气隙调节套(5)经计算用20mm厚的铝合金材料做成，定子机壳(1)、底座(9)采用不导磁的铝合金材料，再利用现有技术制成了高效稀土永磁直流电机。经试车运行，性能良好、工作稳定可靠。我们制作的样机经市计量测试检定中心测试，使用两只铅酸蓄电池，3kw模拟负载，其测试结果为，输入直流电压24v，电流150A，运行6小时电压降1V；导电部分对机壳的绝缘电阻热态时2MΩ，空载转速1500转，荷载转速1200转；噪音15分贝，温升(二小时后测试)30分钟内不超过1℃，外观检查、磁稳定性检查、振动强度试验、连续冲出试验、湿热试验均符合设计要求，节能70％以上。
我们又用这个3kw的高效稀土永磁直流电机带动4.5马力的抽水机抽水，24v电瓶充电一次，便抽水11小时，确实高效节能、效果显著。
Claims (1)
1.一种高效稀土永磁直流电机是由转子(3)、碳刷(6)、换向器(8)、永磁定子(10)底座(9)所组成，其特征在于：a.设有一个气隙调节套(5)；b.在定子机壳(1)内壁紧固安装偶数块大小相同、相邻永磁体极性相异紧密排列的瓦形磁铁(4)，气隙调节套(5)紧密嵌入瓦形磁铁(4)内。
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