專利名稱：高效稀土永磁直流電機的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種直流換向電機，特別是一種電動汽車用的高效稀土永磁直流電機。
背景技術：
普通直流電機的工作原理是將電能轉化為電磁能，繼而轉化為機械能而帶動其他機械作功，在這個過程中，絕大多數(shù)電能作為無功消耗而用于建立電磁場，因而其作功效率低；對于功率較大的電機，則大多采用電磁體作為勵磁轉子。最近也有些資料透露，采用高性能強磁場強度稀土釹鐵硼永磁材料(磁場強度為4000高斯)制成的永磁直流無刷電機，由于其磁場強度大于普通鐵氧體永磁材料磁場強度好幾倍，電機定子與轉子氣隙難以優(yōu)選，磁力的大小難以調(diào)整，致使電機啟動時不能立即轉動，電機不能正常地工作，有時還會燒壞線路；有時即使啟動了，空載時也尤如帶重負荷運行，負荷大、耗電多，達不到高效節(jié)能的目的。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術存在的缺陷，我們進行了10多年的研究、試驗，研制成功一種能調(diào)節(jié)永磁定子與轉子氣隙的高效稀土永磁直流電機。本實用新型的電機電樞還是采用沖有槽孔的硅鋼片疊壓而成，片間涂有絕緣漆。電樞繞組由高強度絕緣銅線繞成線圈放置在鐵槽內(nèi)并在繞組與鐵芯之間加以絕緣處理，它的端頭按一定要求排列，分別焊在換向器的尾部，通過換向器和電刷直接與外部電源相連接。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是取消原定子勵磁繞組，用不導磁的鋁合金材料制作電機定子機殼，在定子機殼內(nèi)壁上用螺栓緊固安裝二塊(或四塊、六塊、八塊、十塊偶數(shù)塊)大小相同、用高性能稀土釹鐵硼永磁材料壓制燒結而成的瓦形磁鐵，相鄰永磁體極性相異緊密排列，組合成圓柱形或環(huán)形，再設計一個一定厚度的氣隙調(diào)節(jié)套(非導磁材料制成)緊密嵌入圓柱形或環(huán)形的瓦形磁鐵內(nèi)。定子磁通的大小不隨電樞電流的變化而改變。
本實用新型的有益效果是取消了原定子的勵磁繞組，只是在用高性能稀土釹鐵硼永磁材料制作成的定子內(nèi)緊密嵌入一個非導磁材料做成的氣隙調(diào)節(jié)套，便克服了現(xiàn)有技術定子與轉子氣隙難以優(yōu)選，磁力大小難以調(diào)整而導致電機不能正常工作，帶重負荷運行的缺陷；由于定子取消了勵磁繞組，而采用高性能強磁場強度稀土釹鐵硼永磁材料做成，定子無電流通過，從而節(jié)省了勵磁電能，輸入同樣的電能電機多做一倍的功，(如電動汽車使用該電機，能降低造價，用同樣容量的電池充一次電可增加行駛里程一倍以上)具有高效節(jié)能等優(yōu)點；利用原轉子，取消勵磁繞組，結構簡單、制造成本低；本實用新型由于永磁定子采用高性能強磁場強度稀土釹鐵硼永磁材料做成，永磁定子的磁通量不隨轉子電流的變化而改變，穩(wěn)定的磁場能有效地保證電機做功而具有良好的硬機械特性，且噪音低、不發(fā)熱、運行平穩(wěn)。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型主剖視圖。
圖2是本實用新型A-A剖視圖。
圖中1.定子機殼2.轉子軸3.轉子4.瓦形磁鐵5.氣隙調(diào)節(jié)套6.碳刷7.碳刷架8.換向器9.底座10.永磁定子。
具體實施方式
參見圖1、圖2，一種高效稀土永磁直流電機是由轉子(3)、碳刷(6)、換向器(8)、永磁定子(10)、底座(9)等部件所組成。永磁定子(10)由定子機殼(1)、瓦形磁鐵(4)、氣隙調(diào)節(jié)套(5)、底座(9)所構成，碳刷(6)安裝在碳刷架(7)上，轉子(3)緊套在轉子軸(2)上，其特征在于設有一個氣隙調(diào)節(jié)套(5)，在定子機殼(1)內(nèi)壁上用螺栓緊固安裝二塊(或四塊、六塊、八塊、十塊偶數(shù)塊)大小相同、相鄰永磁體極性相異緊密排列的瓦形磁鐵(4)，氣隙調(diào)節(jié)套(5)緊密嵌入組合成圓柱形或環(huán)形的瓦形磁鐵(4)內(nèi)。瓦形磁鐵(4)是用高性能強磁場強度稀土釹鐵硼永磁材料制成，氣隙調(diào)節(jié)套(5)是用非導磁材料(鋁合金、銅合金、或不銹鋼等)制成。氣隙調(diào)節(jié)套的厚度是根據(jù)永磁定子(10)的磁力與轉子(3)的電磁力的大小及永磁定子(10)與轉子(3)的氣隙優(yōu)化設計的。定子機殼(1)、底座(9)均用非導磁的鋁合金材料制作。我們制作了三臺3kw高效稀土永磁直流電機，氣隙調(diào)節(jié)套(5)經(jīng)計算用20mm厚的鋁合金材料做成，定子機殼(1)、底座(9)采用不導磁的鋁合金材料，再利用現(xiàn)有技術制成了高效稀土永磁直流電機。經(jīng)試車運行，性能良好、工作穩(wěn)定可靠。我們制作的樣機經(jīng)市計量測試檢定中心測試，使用兩只鉛酸蓄電池，3kw模擬負載，其測試結果為，輸入直流電壓24v，電流150A，運行6小時電壓降1V；導電部分對機殼的絕緣電阻熱態(tài)時2MΩ，空載轉速1500轉，荷載轉速1200轉；噪音15分貝，溫升(二小時后測試)30分鐘內(nèi)不超過1℃，外觀檢查、磁穩(wěn)定性檢查、振動強度試驗、連續(xù)沖出試驗、濕熱試驗均符合設計要求，節(jié)能70％以上。
我們又用這個3kw的高效稀土永磁直流電機帶動4.5馬力的抽水機抽水，24v電瓶充電一次，便抽水11小時，確實高效節(jié)能、效果顯著。
權利要求1.一種高效稀土永磁直流電機是由轉子(3)、碳刷(6)、換向器(8)、永磁定子(10)底座(9)所組成，其特征在于a.設有一個氣隙調(diào)節(jié)套(5)；b.在定子機殼(1)內(nèi)壁緊固安裝偶數(shù)塊大小相同、相鄰永磁體極性相異緊密排列的瓦形磁鐵(4)，氣隙調(diào)節(jié)套(5)緊密嵌入瓦形磁鐵(4)內(nèi)。
專利摘要本實用新型是一種直流換向電機，特別是一種電動汽車用的高效稀土永磁直流電機。本實用新型只是在用高性能稀土釹鐵硼永磁材料做成的定子內(nèi)壁內(nèi)緊密嵌入一個非導磁材料制成的氣隙調(diào)節(jié)套，便克服了現(xiàn)有技術定子與轉子氣隙難以優(yōu)選、磁力的大小難以調(diào)整的缺陷。由于定子用稀土釹鐵硼永磁材料制成，無電流通過，節(jié)省了勵磁電能，輸入同樣的電能電機多做一倍的功，高效節(jié)能并具有良好的硬機械特性。本實用新型只是取消原定子勵磁繞組，用高效稀土釹鐵硼永磁材料制作成一個永磁定子，結構簡單、制造成本低。
文檔編號H02K1/18GK2764047SQ20042011383
公開日2006年3月8日 申請日期2004年12月31日 優(yōu)先權日2004年12月31日
發(fā)明者鄧傳義, 胡昌華, 唐海龍, 段善心 申請人:鄧傳義