專利名稱：特殊結(jié)構(gòu)的永磁牽引電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有永久磁體的電動(dòng)機(jī)。
現(xiàn)有市場(chǎng)流通的電機(jī)種類很多，但絕大部分存在一些共同的缺點(diǎn)，其中包括結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大、浪費(fèi)大量原材料、耗能高、效率低、一旦受潮或電壓不正常情況會(huì)導(dǎo)致電機(jī)繞組斷路等一些問題。
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有電機(jī)所存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大、耗能高、效率低等方面的問題，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小、耗能小、效率高的特殊結(jié)構(gòu)的永磁牽引電機(jī)。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種特殊結(jié)構(gòu)的永磁牽引電機(jī)，包括軸輥(1)，機(jī)座(4)、前端蓋(9)、后端蓋(3)、防護(hù)罩(14)，軸輥(1)中段加工成花鍵并與轉(zhuǎn)子襯套(12)、轉(zhuǎn)子鐵芯(5)組合成轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子鐵芯(5)外圓均勻分布有n個(gè)槽，分別嵌有構(gòu)成電樞(8)的m組銅片，所說的銅片嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯(5)的槽的中間，兩邊用高硅嵌條(7)壓緊，轉(zhuǎn)子鐵芯(5)的后端具有定位片(11)，定位片(11)與轉(zhuǎn)子鐵芯(5)、電樞(8)、高硅嵌條(7)的端面緊密澆鑄成一體，表面加工光滑平整的定位片(11)直接與安裝在后端蓋(3)上的電刷總成(2)接觸。n＝16，m＝8。所說的構(gòu)成電樞(8)的銅片中間有一長(zhǎng)槽，并具有兩道折痕將整個(gè)銅片分成主體a、右腳片b和左腳片c，主體a與右腳片b和左腳片c的夾角均為45°。所說的銅片是由特制的銅帶沖壓成型的，所說的特制的銅帶是一種低氧銀銅帶，它所含有的各種成分的重量配比如下Cu99.5Ag 0.17Br0.002Sb 0.005As0.01Fe 0.04Ni0.2 Pb 0.01Sn0.05S0.01SiO20.05用陶瓷材料制成的轉(zhuǎn)子襯套(12)具有內(nèi)孔花鍵槽和外圓花鍵，它的內(nèi)孔花鍵槽與軸輥(1)上的花鍵相配合，它的外圓花鍵與轉(zhuǎn)子鐵芯(5)的內(nèi)孔花鍵槽相配合。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果1.本發(fā)明是一項(xiàng)特殊結(jié)構(gòu)的永磁牽引電機(jī)，改變了傳統(tǒng)的繞組式結(jié)構(gòu)，采用特殊工藝制造加工的復(fù)合裝配式結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無繞組、體積小、重量輕、不怕受潮、溫升低、省電能、效率高等優(yōu)點(diǎn)，并在任何斷路情況下電極不會(huì)擊穿，使用壽命長(zhǎng)。
2.本發(fā)明的特殊結(jié)構(gòu)的永磁牽引電機(jī)，其結(jié)構(gòu)比較科學(xué)合理，它的轉(zhuǎn)子鐵芯外圓有電樞槽從16槽～108槽各種，均為360°均布，內(nèi)圓孔有花鍵從6鍵～12鍵各種，均為圓周均布。轉(zhuǎn)子鐵芯的材料采用高硅磁材料，電樞經(jīng)沖壓成型及絕緣處理進(jìn)行疊層裝配壓緊。轉(zhuǎn)子襯套是采用高科技陶瓷制作的，陶瓷襯套是采用“反應(yīng)燒結(jié)法”和其它先進(jìn)的陶瓷制作工藝制作而成，其外圓有鍵槽從6槽～12槽各種，均為圓周均布，內(nèi)圓有鍵，從6鍵～12鍵各種，均布在內(nèi)圓一周。
3.轉(zhuǎn)子襯套與轉(zhuǎn)子鐵芯是緊密配套部件，大小長(zhǎng)短都相應(yīng)配套。轉(zhuǎn)子電樞是采用新穎配制的一種銅材，取名為“低氧銀銅”是非標(biāo)準(zhǔn)專用材料。轉(zhuǎn)子電樞是采用這種專用的“低氧銀銅”沖壓成型制作的，并經(jīng)表面絕緣處理后進(jìn)行裝配，新研究配方的“低氧銀銅”具有導(dǎo)電性能極好，電阻率極低、損耗極小、效率較高的優(yōu)點(diǎn)，是作為制作特種結(jié)構(gòu)形式電樞的最佳材料。其次電樞共有8組～54組各種單式和復(fù)式，根據(jù)電機(jī)所需功率的大小和形狀決定進(jìn)行設(shè)計(jì)電樞之間的聯(lián)接均為錯(cuò)位式。特殊結(jié)構(gòu)的永磁牽引電機(jī)采用釹鐵硼稀土永久磁鋼。
4.特殊結(jié)構(gòu)的永磁牽引電機(jī)的部分技術(shù)數(shù)據(jù)電壓12～24V或24～180V、180～400V電流5～20A或20～60A、60～130A功率50～500W或0.5～10KW、10～50KW最大功率倍數(shù)＞3倍，時(shí)間30s最高轉(zhuǎn)速8000r/min重量平均值2.5kg/KW溫升工作溫度120℃效率85～95％附圖的圖面說明如下

圖1是本發(fā)明特殊結(jié)構(gòu)的永磁牽引電機(jī)的結(jié)構(gòu)2是特殊結(jié)構(gòu)的永磁牽引電機(jī)后端蓋視3是圖1的B面視4a是銅片的下料4b是銅片的成型4c是圖4b的仰視5是組成電樞的銅片在轉(zhuǎn)子鐵芯上的分布排列示意6是銅片與斷路接片的連接示意圖下面結(jié)合附圖和實(shí)施例作進(jìn)一步說明由圖1～圖3可以看到本發(fā)明的特殊結(jié)構(gòu)的永磁牽引電機(jī)，主要由機(jī)座、前后端蓋、軸輥等組成。機(jī)座4內(nèi)壁均貼有磁鋼6，軸輥1中段加工成花鍵101并與轉(zhuǎn)子襯套12、轉(zhuǎn)子鐵芯5聯(lián)接組合成轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子襯套12是采用一種屬高科技先進(jìn)的陶瓷制作，具有重量輕，耐高溫、熱導(dǎo)低、抗磨損等作用。轉(zhuǎn)子鐵芯5有16個(gè)槽，360°均布外圓。轉(zhuǎn)子鐵芯是采用高磁材料沖壓而成，表面進(jìn)行絕緣處理后疊層裝配壓緊組成，轉(zhuǎn)子鐵芯5的16個(gè)槽分別嵌有沖壓成型的8組銅片構(gòu)成的電樞8，電樞8在轉(zhuǎn)子鐵芯5上的分布排列可參見圖5，電樞8的銅片嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯槽的中間，兩邊用高硅嵌條7壓緊，轉(zhuǎn)子鐵芯5的后端具有采用環(huán)氧、云母粉等材料澆鑄成型定位片11，定位片11與轉(zhuǎn)子鐵芯5、電樞8、高硅嵌條7的端面緊密澆鑄成一體，定位片11的表面加工光滑平整，和安裝在后端蓋3上的電刷總成2直接接觸，電樞8的銅片之間的聯(lián)接分別用斷路接片13間隔錯(cuò)位聯(lián)接，軸輥1的兩頭裝用軸承10與前端蓋9、后端蓋3緊密聯(lián)接，前端蓋9上有通孔901、902與后端蓋3上的通孔301貫通，當(dāng)電機(jī)工作時(shí)能起到降溫作用，后端蓋3上還裝有電刷總成2，電刷總成2的電刷直接與定位片11接觸，將輸入電源由電刷總成2送至定位片11，直接輸?shù)睫D(zhuǎn)子的電樞8，使其電機(jī)開始工作，前端蓋9、后端蓋3分別與機(jī)座4兩端聯(lián)接，用螺釘15固定，防護(hù)罩14聯(lián)接在機(jī)座4上，防護(hù)罩14的長(zhǎng)方形孔1401與后端蓋3的孔301、前端蓋9的孔901、902相通，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)起到空氣流動(dòng)產(chǎn)生的風(fēng)冷卻作用。
圖4a是電樞8的銅片的下料形狀，在它的中間開有一長(zhǎng)槽，并具有兩道折痕，將整個(gè)銅片分成主體a、右腳片b和左腳片c，由正面看銅片如圖4b所示呈“山”字形，由圖4c可以看到主體a和右腳片b、左腳片c的夾角均為45°，呈反“人”字形，銅片表面噴涂耐高溫絕緣膠(聚苯硫醚PPS)，電樞8是由m＝8組銅片組成的。由圖3和圖5可以看到銅片在轉(zhuǎn)子鐵芯5上的插接情況，圖5表示從圖1的箭頭A的方向看整個(gè)轉(zhuǎn)子，它是示意圖，在鐵芯5上按圓周均勻分布有n＝16個(gè)槽，在圖中所示Y-Y軸線頂部的槽中插入第一個(gè)銅片的主體a1，并將銅片的右腳片b1插入X-X軸線右邊的槽上部，將銅片的左腳片c1插入X-X軸線左邊的槽下部。然后將第二個(gè)銅片的主體a2插入Y-Y左側(cè)22.5°的槽中，并將它的右腳片b2插入X-X右上22.5°的槽上部，將它的左腳片c2插入X-X左下22.5°的槽下部。然后將第三個(gè)銅片的主體a3插入Y-Y左側(cè)45°的槽中……依此類推，到第四個(gè)銅片插完后，5～8槽不插銅片主體，直接跳到第9個(gè)槽，將第九個(gè)銅片主體a9插入Y-Y下端的槽中，并將它的右腳片b9插入X-X左端槽上部，左腳片c9插入X-X右端槽下部，然后將第十個(gè)銅片的主體a10插入Y-Y下右側(cè)22.5°的槽中……依此類推，直到插完第十二個(gè)銅片后13～16槽又不插銅片主體。由圖3可以看到整個(gè)轉(zhuǎn)子的另一端，在轉(zhuǎn)子鐵芯5的16個(gè)槽中伸出的全是右腳片b1、b2、b3……b11、b12和左腳片c1、c2、c3……c11、c12，然后將b1～c11、b2～c12、b3～c9、b4～c10以及b12～c2、b11～c1、b10～c4、b9～c38對(duì)腳片分別用斷路接片13連接(如圖3所示并參閱圖3)。
需要說明的是在圖5中為了表示清楚利用了設(shè)定的X-X和Y-Y軸線來表示各銅片在鐵芯5上插接的相對(duì)位置，并且如按上述次序插接，第一個(gè)銅片應(yīng)在最下面。此外，本實(shí)施例是n＝16槽的，根據(jù)實(shí)際情況的需要可擴(kuò)展更多的槽，最多可到n＝106槽，銅片數(shù)量m也相應(yīng)增加。
本發(fā)明除了結(jié)構(gòu)上具有特點(diǎn)外，在材料的配制和選用方面還具有以下特點(diǎn)一、特殊結(jié)構(gòu)的永磁牽引電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中采用了陶瓷材料制作的轉(zhuǎn)子襯套2，陶瓷材料選用Al2O3、ZrO2、SiC、TiC、Si3N4(氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、碳化鈦氮化硅)等材料，采用反應(yīng)燒結(jié)法及其它先進(jìn)的陶瓷工藝制作而成，它具有重量輕，耐高溫、熱導(dǎo)低、抗磨損等作用。轉(zhuǎn)子襯套2的內(nèi)孔花鍵槽與軸輥1配合，外圓花鍵與轉(zhuǎn)子鐵芯5配合，這種結(jié)構(gòu)能使電機(jī)工作溫度降低，因電機(jī)的工作溫度一部分是軸承的高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量，另一部分是轉(zhuǎn)子電樞運(yùn)動(dòng)時(shí)電刷工作，或產(chǎn)生的火化而產(chǎn)生的熱量，由于轉(zhuǎn)子和軸輥不直接接觸，中間有陶瓷制作的襯套隔斷，軸承的熱量有軸輥、端蓋體導(dǎo)出散出機(jī)體外，轉(zhuǎn)子鐵芯電刷工作時(shí)的熱量由電機(jī)轉(zhuǎn)子一端的風(fēng)扇作用和電機(jī)內(nèi)前后通風(fēng)孔進(jìn)行散熱，這樣電機(jī)的溫升就大大降低，提高了電機(jī)的磁鋼工作作用和壽命，提高電機(jī)的效率及功率因素，而且能大大減輕電機(jī)重量，陶瓷材料在電機(jī)的應(yīng)用是一項(xiàng)技術(shù)革命。
二、制作轉(zhuǎn)子電樞銅片采用的材料(低氧銀銅帶)各成分含量單位重量(克或千克)配比如下1.Cu99.52.Ag0.173.Br0.0024.Sb 0.0055.As 0.016.Fe 0.047.Ni 0.28.Pb 0.019.Sn 0.0510.S 0.0111.SiO20.05材料特點(diǎn)導(dǎo)電性能好、電阻率極低、損耗極小、效率較高。三、永磁體(磁鋼)材料性能1.剩余磁通密度1.16，TRESCDVAL INDVT ION Br 11.6，KGs min2.矯頑力880，KA/mCOERCIVE FORCE HcB min11.0.KOe3.內(nèi)稟矯頑力2240～2560，KA/mINTRCNSIC COERCLVITYHcJ min28～32，KOe4.磁能積240～280，KJ/m3ENERGY PRODUCT (BH)max min30～35.MGs.Oe5.工作溫度 120℃
權(quán)利要求
1.一種特殊結(jié)構(gòu)的永磁牽引電機(jī)，包括軸輥(1)，機(jī)座(4)、前端蓋(9)、后端蓋(3)、防護(hù)罩(14)，其特征在于軸輥(1)中段加工成花鍵并與轉(zhuǎn)子襯套(12)、轉(zhuǎn)子鐵芯(5)組合成轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子鐵芯(5)外圓均勻分布有n個(gè)槽，分別嵌有構(gòu)成電樞(8)的m組銅片，所說的銅片嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯(5)的槽的中間，兩邊用高硅嵌條(7)壓緊，轉(zhuǎn)子鐵芯(5)的后端具有定位片(11)，定位片(11)與轉(zhuǎn)子鐵芯(5)、電樞(8)、高硅嵌條(7)的端面緊密澆鑄成一體，表面加工光滑平整的定位片(11)直接與安裝在后端蓋(3)上的電刷總成(2)接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特殊結(jié)構(gòu)的永磁牽引電機(jī)，其特征在于n＝16，m＝8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特殊結(jié)構(gòu)的永磁牽引電機(jī)，其特征在于所說的構(gòu)成電樞(8)的銅片中間有一長(zhǎng)槽，并具有兩道折痕將整個(gè)銅片分成主體a、右腳片b和左腳片c，主體a與右腳片b和左腳片c的夾角均為45°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的特殊結(jié)構(gòu)的永磁牽引電機(jī)，其特征在于所說的銅片是由特制的銅帶沖壓成型的，所說的特制的銅帶是一種低氧銀銅帶，它所含有的各種成分的重量配比如下Cu 99.5Ag 0.17Br0.002Sb 0.005As 0.01Fe 0.04Ni0.2 Pb 0.01Sn 0.05S 0.01SiO20.05
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特殊結(jié)構(gòu)的永磁牽引電機(jī)，其特征在于用陶瓷材料制成的轉(zhuǎn)子襯套(12)具有內(nèi)孔花鍵槽和外圓花鍵，它的內(nèi)孔花鍵槽與軸輥(1)上的花鍵相配合，它的外圓花鍵與轉(zhuǎn)子鐵芯(5)的內(nèi)孔花鍵槽相配合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種特殊結(jié)構(gòu)的永磁牽引電機(jī),它的軸輥(1)的中段加工成花鍵,在花鍵上套有用陶瓷制成的轉(zhuǎn)子襯套(12),在轉(zhuǎn)子襯套(12)外圓也加工成花鍵,并套有轉(zhuǎn)子鐵芯(5),在轉(zhuǎn)子鐵芯(5)外圓均勻分布有n個(gè)槽,分別嵌有構(gòu)成電樞(8)的m組銅片,所說的銅片都是用特殊的低氧銀銅帶制成的。本發(fā)明改變了傳統(tǒng)的繞組式結(jié)構(gòu),采用特殊結(jié)構(gòu)和工藝,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,重量輕,不怕受潮,溫升低等優(yōu)點(diǎn),該電機(jī)效率可高達(dá)85～95%,并在任何斷路情況下,電樞不會(huì)擊穿,使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)H02K1/27GK1261734SQ00100750
公開日2000年8月2日 申請(qǐng)日期2000年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月3日
發(fā)明者周國(guó)君 申請(qǐng)人:周國(guó)君