CN88204020U

CN88204020U - 直流稀土永磁牵引电机

Info

Publication number: CN88204020U
Application number: CN 88204020
Authority: CN
Inventors: 陶剑英
Original assignee: SANDA AUTOMOBILE MICRO MOTOR PLANT HEXI DISTRICT TIANJIN
Current assignee: SANDA AUTOMOBILE MICRO MOTOR PLANT HEXI DISTRICT TIANJIN
Priority date: 1988-04-23
Filing date: 1988-04-23
Publication date: 1988-11-23

Abstract

直流稀土永磁牵引电机定子磁极的磁钢有平板型和瓦型两种，采用稀土永磁材料制作磁钢，磁钢有双边或单边极靴，电枢反应磁通大部分通过极靴，磁钢在电机启动或堵转时不易发生局部退磁或性能下降，因而电机具有类似串激电机的工作特性，它具有转速低、体积小、重量轻等特点。

Description

本实用新型涉及一种车辆用牵引电机，特别是一种车辆用直流永磁牵引电机。

目前，电瓶车、电动汽车、电动摩托车、电动三轮车、电动自行车使用的牵引电机主要是励磁电机和永磁电机两种，电动玩具多采用永磁电机。励磁电机的励磁绕组消耗能量，故电机效率低。尽管励磁电机的工作特性满足牵引电机的使用要求，也难以用于电动玩具上。永磁电机采用鉄氧体磁钢，磁钢剩磁小，气隙磁密度低，一般不超过3000GS。矫顽力小，一般不大于3000Qe，因而磁钢厚度均在15mm以上。低转速下不能发挥其优点，所以目前永磁电机转速一般都在3000转／分以上。由于上述原因使得铁氧体永磁电机的体积较大，电机厚度难以减小，其使用不能令人满意；其次是为了满足低转速的使用要求，必须作或是将磁钢体积加大或是增加减速器级数方面的改进。加大磁钢造成电机单位功率重量加大，整机体积增加。增加减速器级数造成整车效率下降，车辆造价升高，车辆容易发生故障。此外，铁氧体永磁电机的工作特性不能满足牵引电机工作特性要求，电机启动或堵转时易发生磁钢局部退磁。电机温升高时磁钢性能下降，影响电机性能。

本实用新型的目的是提供一种适于电瓶车、电动汽车使用，特别是适于电动摩托车、电动三轮车、电动自行车及电动玩具使用的，具有体积小、重量轻，转速低，效率高等特点的，其工作特性满足牵引电机工作特性要求的直流稀土永磁牵引电机。

直流稀土永磁牵引电机的磁钢采用稀土永磁材料制成，磁钢长度与转子铁芯长度相等，可制成平板型，其优点是加工容易，造价低。也可以制瓦型，其优点是电机效率高并可反正转。平板型磁钢极弧系数为极距的0.50～0.66，瓦型磁钢极弧系数为0.50～0.80。平板磁钢有用软磁材料制成的极靴，瓦型磁钢可直接固定在机壳上，也可在固定在机壳上的磁钢侧设置单边或双边极靴。

为了使平板型磁钢与机壳附合良好，减少第二气隙，电机外壳最好制成内多边形，根据电机的使用途径及要求的不同，可设置双边极靴，也可设置单边极靴。具有双边极靴的平板磁钢其横截面最好为梯形，具有单边极靴的平板磁钢其横截面最好为半梯形，即极靴一个侧端面为斜面相对的另一侧端面为与上、下端面垂直的平面。为使极靴处气隙均匀，极靴朝向电枢的端面制成弧形曲面以便与电枢表面相对应。

电机的进一步完善是具有双边极靴结构的磁钢增磁边极靴大于磁钢去磁边极靴，使电机启动或堵转时避免磁钢局部退磁。通过移动电刷，使电机具有近似串激电机的工作特性。

稀土永磁牵引电机的磁钢厚度采用下述尺寸是理想的。

具有双边极靴的平板磁钢厚度一般为2～5mm，具有单边极靴的平板磁钢厚度一般为3～6mm，单极靴瓦型磁钢厚度一般为3～6mm双边极靴瓦型磁钢厚度一般为3～5mm或2～5mm。

直流稀土永磁牵引电机采用轴向换向器，以克服现有扁平永磁电机机采用径向换向器因偏摆过大而造成的换向不良。

直流稀土永磁牵引电机适于电瓶车、电动汽车、电动游艇及电动摩托车，电动三轮车、电动自行车以及电动玩具使用。它具有磁钢厚度小、结构紧凑，体积小便于安装和使用；重量轻，效率高，利于由蓄电池一类直流电源供电用于车辆及玩具上；电机磁钢有极靴，电枢反应磁通大部分通过极靴，从而防止了电机启动或堵转时磁钢发生局部退磁，提高了磁钢的耐冲击性能。电机具有近似串激电机的工作特性满足了牵引电机的使用要求；电机可制成正、反转也可制成单向转动的牵引电机，以满足不同的使用要求。

附图是本实用新型的实施例结构图，下面结合附图进一步说明本实用新型。

图1为电机磁钢为平板型，具有双边极靴的直流稀土永磁牵引电机的结构图。

图2为A向视图。

图3为图1所示结构永磁牵引电机横截面剖视图。

图4为平板型、横截面为梯形磁钢外形图。

图5为用软磁材料制成的极靴结构图。

图6为具有单边极靴的直流稀土永磁牵引电机局部结构图。

图7为单极靴、磁钢为瓦型的直流稀土永磁牵引电机局部结构图

图8为双边弧形极靴、磁钢为瓦型的直流稀土永磁牵引电机局部结构图。

图9为整体极靴、磁钢为平板型的直流稀土永磁牵引电机局部结构图。

如图1、图2、图3所示，具有双边极靴、磁钢为平板型，其横截面为梯形，采用钕铁硼稀土合金永磁材料制成的直流稀土永磁牵引电机由轴（1）、内多边形机壳（7）、前端盖（5）、后端盖（13）、转子铁芯（12）、转子绕组（16）、电刷装配（14）、轴向换向器（15）、稀土永磁磁钢（10）、极靴（11）、（22）构成，轴与前后端盖间有轴承（3）和轴承（17），轴承通过钢套（4）、钢套（16）胀紧固定在端盖上。平板型其横截面为梯形的稀土磁钢镶装在机壳上，由极靴经螺钉（8）紧固固定。磁钢长度与转子铁芯长度相等，极弧系数为极距的0.50～0.66，磁钢厚度为2～5mm。如图4所示，磁钢增磁边极靴（22）大于磁钢去磁边极磁（11）。电机极靴处气隙在0.5mm以下，磁钢处最大气隙小于1.5mm。极靴如图5所示，极靴大致呈楔形，极靴朝向转子的端面为弧形与转子表面曲面相对应，以保持气隙的均匀。极靴采用软铁制造。图中（2）为联轴键，（19）为接线装置，（21）为电刷盖。

上述结构的直流稀土永磁牵引电机直径为140～150mm，其长度小于120mm。电机电压12V，输出功率100W时效率为80％，电机重量小于4000克，转速为1000转／分，启动转矩为55公斤－厘米。额定电压高的电机其性能更高。

直流稀土永磁牵引电机除上述结构形式外，根据使用要求和途径不同还可制成具有图6至图9各种结构形式的永磁牵引电机，电机工作电压可为12－48V，转速为900～1100转／分，输出功率100～300W，启动转矩大于50公斤－厘米，效率在80％以上，电机重量小于5000克的各种型号的电机。

图6中所示结构的电机磁钢（23）长度与转子（24）铁芯长度相等，极弧系数为极距的0.50～0.66，磁钢厚度为3～6mm。极靴为（25）为增磁边极靴，电机极靴处气隙小于0.5mm，磁钢处最大气隙小于1.5mm。磁钢通过极靴由螺钉（26）紧固固定在内多边形机壳（27）上。

图7所示结构的电机的瓦型磁钢（28）直接固定在外壳（29）弧形内壁上，磁钢长度与转子（30）铁芯长度相等，磁钢极弧系数为极距的0.50～0.80，磁钢厚度为3～6mm。

图8所示结构的电机的磁钢（31）为瓦型，直接固定在机壳（34）内弧形壁面上，弧形磁钢侧固定有弧形极靴（32）。磁钢长度与转子（33）铁芯长度相等，磁钢极弧系数为极距的0.50～0.80，磁钢厚度为3～5mm。

图9所示结构的电机的磁钢（35）为平板型，其横截面为梯形。极靴（36）为平板整体型，磁钢长度与转子（37）铁芯长度相等，磁钢板弧系数为极距的0.50～0.80，磁钢厚度2～5mm。

图8、图9所示结构的直流稀土永磁牵引电机可制成正、反转的双向转动电机。

Claims

1、一种直流牵引电机，特别是一种直流永磁牵引电机，包括定子、转子、换向器、电刷，其特征是定子磁极的磁钢为稀土永磁磁钢，磁钢长度与转子铁芯相等，可制成平板型也可制成瓦型，磁钢具有双边极靴或单边极靴，平板型磁钢极弧系数为极距的0.50～0.66，瓦型磁钢的极弧系数为极距的0.50～0.80，采用平板型磁钢的电机机壳为内多边形。

2、按权利要求1所述的直流稀土永磁牵引电机，其特征是双边极靴的磁钢增磁边极靴大于磁钢去磁边极靴，具有双边极靴的磁钢的横截面为梯形，具有单边极靴的磁钢为半梯形，所说极靴朝向转子的端面为弧面，与转子表面相对应。

3、按权利要求1或2所述的直流永磁牵引电机，其特征是具有双边极靴的平板型磁钢厚度为2～5mm，具有单边极靴的平板型磁钢厚度为3～6mm，单极靴瓦型磁钢厚度为3～6mm，双极靴瓦型磁钢厚度为3～5mm或2～5mm。

4、按权利要求1所述的直流永磁牵引电机，其特征是所说换向器为轴向换向器。