專利名稱：低轉(zhuǎn)速永磁同步電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種低轉(zhuǎn)速永磁同步電動機(jī)，主要用于工業(yè) 自動控制中作驅(qū)動元件。
背景技術(shù)：
電機(jī)是通過氣隙磁場進(jìn)行機(jī)械能和電能相互轉(zhuǎn)換的電磁裝 置。提供電機(jī)磁場的方法有兩種， 一種是電勵磁，另一種是由永 磁體來產(chǎn)生磁場。電機(jī)采用電勵磁既需要專門的繞組和相應(yīng)的裝 置，又需要不斷供給電勵磁電流的電源。而永磁體勵磁既可簡化 電機(jī)結(jié)構(gòu)，又可節(jié)約能量。永磁體的永磁材料從第一代發(fā)展到現(xiàn) 在已進(jìn)入第三代，即從鋁鎳鈷永磁材料到鐵氧體永磁材料，到現(xiàn) 在的稀土永磁材料，磁性能有了很大提高。隨著永磁材料性能的 提高，電機(jī)的設(shè)計計算、結(jié)構(gòu)工藝和控制技術(shù)等方面也不斷進(jìn)步。 如圖1所示的電動機(jī)為鋁鎳鈷磁鋼的電動機(jī)示意圖，為第一代鋁 鎳鈷永磁材料作為永磁體。而第三代永磁材料既稀土永磁材料作 為永磁體的低轉(zhuǎn)速永磁同步電動機(jī)也被廣泛應(yīng)用。
現(xiàn)有的永磁同步電動機(jī)，在工頻電源頻率不變的情況下，要 降低電動機(jī)的轉(zhuǎn)速必需增加電動機(jī)的極對數(shù)。但是，要達(dá)到輸出500轉(zhuǎn)/分以下很難實現(xiàn)，尤其是小容量電動機(jī)。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型主要解決稀土永磁材料作為永磁體勵磁的電動機(jī) 能輸出較低轉(zhuǎn)速即500轉(zhuǎn)/分~60轉(zhuǎn)/分的技術(shù)問題,進(jìn)而提供一種采 用稀土永磁材料作為永磁體勵磁的低轉(zhuǎn)速永磁同步電動機(jī)。
本實用新型的低轉(zhuǎn)速永磁同步電動機(jī)包括有前端蓋、定子部 分、轉(zhuǎn)子部分及后端蓋；所述的定子部分由電機(jī)殼體、定子沖片疊壓成型的定子鐵芯和定子繞組構(gòu)成，該電機(jī)殼體采用磁性材料； 所述的轉(zhuǎn)子部分由轉(zhuǎn)子磁軛I、磁鋼、轉(zhuǎn)子磁軛II和電機(jī)軸構(gòu)成， 該轉(zhuǎn)子磁軛I、磁鋼和轉(zhuǎn)子磁軛II裝在電機(jī)軸上，該電機(jī)軸采用非 磁性材料；電機(jī)軸裝配在前端蓋和后端蓋上；所述的轉(zhuǎn)子磁軛I 和轉(zhuǎn)子磁軛II均為具有內(nèi)空腔且一端封口的柱狀體，其外圓周上 均布有齒，兩轉(zhuǎn)子磁軛I和轉(zhuǎn)子磁軛II上的齒相對錯位，在封口 處具有電機(jī)軸裝配軸孔，磁鋼由轉(zhuǎn)子磁軛I和轉(zhuǎn)子磁軛II的封口 緊夾在其間。
上述的定子沖片上設(shè)有大齒、大槽，在大齒上設(shè)有小齒、小 槽；所述的定子繞組嵌入定子沖片的大槽內(nèi)，之后整體壓入電機(jī) 殼體內(nèi)。
上述轉(zhuǎn)子磁軛I和轉(zhuǎn)子磁軛II的軸孔上分別具有標(biāo)記槽，并 且其外圓周上分別均布有齒和齒。
本實用新型的低轉(zhuǎn)速永磁同步電動機(jī)的工作原理是利用定子 部分和轉(zhuǎn)子部分的齒槽所造成的氣隙磁導(dǎo)變化而工作的。其同步 轉(zhuǎn)速(n)與電源頻率(f)、定子齒數(shù)[小齒數(shù)(Zl)、大齒數(shù)(Zd)]、 轉(zhuǎn)子齒數(shù)(Z2)和繞組極對數(shù)(P)之間關(guān)系如下n=60f/Z2， Z1=Z2+P， Zl=K*Zd， K盡量取正整數(shù)。
本實用新型的低轉(zhuǎn)速永磁同步電動機(jī)由于定子部分和轉(zhuǎn)子部 分上均布有齒，通過齒數(shù)改變可控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子部分的 轉(zhuǎn)動慣量比現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)動慣量減少約30%，電機(jī)的時間常數(shù)比 現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)動慣量減少約30%。電動機(jī)的快速響應(yīng)的控制性能 將提高許多，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時瞬時轉(zhuǎn)速更穩(wěn)定。從而達(dá)到低轉(zhuǎn)速輸 出，輸出的轉(zhuǎn)速恒定、可靠。該電動機(jī)主要在工業(yè)自動控制中作 為驅(qū)動元件。該電機(jī)與現(xiàn)有技術(shù)比瞬時轉(zhuǎn)速更穩(wěn)定；電機(jī)時間常 數(shù)更小，快速響應(yīng)的控制性能更好；與普通永磁同步電動機(jī)相比， 不需要減速機(jī)構(gòu)即可實現(xiàn)電動機(jī)低速工作的需要。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的鋁鎳鈷磁鋼的電動機(jī)示意圖2是本實用新型的示意圖3是本實用新型的定子沖片結(jié)構(gòu)示意圖4是本實用新型轉(zhuǎn)子部分示意圖5是本實用新型中轉(zhuǎn)子磁軛I示意圖，其中圖5a為主視結(jié)構(gòu)圖，圖5b為左視圖6是本實用新型中轉(zhuǎn)子磁軛II示意圖，其中圖6a為主視 結(jié)構(gòu)圖，圖6b為右視圖。
具體實施方法
參見圖2所示，本實用新型的低轉(zhuǎn)速永磁同步電動機(jī)包括有 前端蓋l、定子部分2、轉(zhuǎn)子部分3及后端蓋4。定子部分2由電 機(jī)殼體21、定子沖片22疊壓成型的定子鐵芯和定子繞組23構(gòu)成， 該電機(jī)殼體21采用磁性材料。所述的轉(zhuǎn)子部分3由轉(zhuǎn)子磁軛131、 磁鋼32、轉(zhuǎn)子磁軛1133和電機(jī)軸34構(gòu)成，該電機(jī)軸34采用非磁 性材料。所述的轉(zhuǎn)子磁軛I31、磁鋼32和轉(zhuǎn)子磁軛1133裝在電機(jī) 軸34上。電機(jī)軸34通過軸承等可轉(zhuǎn)動地裝配在前端蓋1和后端 蓋4上，當(dāng)接通電源后通過磁力作用即可帶動電機(jī)軸轉(zhuǎn)動。所述 的轉(zhuǎn)子磁軛131和轉(zhuǎn)子磁軛1133均為具有內(nèi)空腔且一端封口的柱 狀體，其外圓周上均布有齒312和齒332，該齒312和齒332相對 錯位即齒槽相對安裝(參閱圖5和圖6)，在封口處具有電機(jī)軸裝 配軸孔，磁鋼32由轉(zhuǎn)子磁軛131和轉(zhuǎn)子磁軛1133的封口緊夾在其 間。
參見圖3，所述定子沖片22上設(shè)有大齒221、大槽222，在 大齒221上設(shè)有小齒223、小槽224。該由大齒221構(gòu)成的大槽222 用于定子繞組23嵌入；所述的定子沖片22經(jīng)疊壓成定子鐵芯。 所述的定子繞組23嵌入定子沖片22的大槽222內(nèi)，之后整體壓 入電機(jī)殼體21內(nèi)。
參見圖5，所述的轉(zhuǎn)子磁軛131為具有內(nèi)空腔且一端封口的 柱狀體，在封口處具有電機(jī)軸裝配軸孔，所述的軸孔上具有標(biāo)記 槽311，并且其外圓周上均布有齒312。參見圖6，同樣轉(zhuǎn)子磁軛1133也為具有內(nèi)空腔且一端封口的柱狀體，在封口處具有電機(jī)軸 裝配軸孔，軸孔上具有標(biāo)記槽331，并且其外圓周上均布有齒332。 其標(biāo)記槽311和331用于方便準(zhǔn)確地安裝或裝配，裝配時，兩標(biāo) 記槽對準(zhǔn)即可保證齒312和齒332錯位，即齒槽相對正。其齒312 和齒332的結(jié)構(gòu)和數(shù)量相同，且安裝或裝配后齒312和齒332剛 好錯位。裝配時按照圖4所示順序，轉(zhuǎn)子磁軛131、磁鋼32、和 轉(zhuǎn)子磁軛1133固裝在電機(jī)軸34上，磁鋼32由轉(zhuǎn)子磁軛131和轉(zhuǎn) 子磁軛1133的封口緊夾在其間。
本實用新型的轉(zhuǎn)子部分中磁鋼的體積是現(xiàn)有技術(shù)的十分之 一，而兩轉(zhuǎn)子磁軛的固裝與現(xiàn)有技術(shù)相反，參見圖5所示。本示 例轉(zhuǎn)子部分的轉(zhuǎn)動慣量比現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)動慣量減少約30%，電機(jī) 的時間常數(shù)比現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)動慣量減少約30%。這樣一來電動機(jī) 的快速響應(yīng)的控制性能將提高許多，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時瞬時轉(zhuǎn)速更穩(wěn) 定。
權(quán)利要求1、低轉(zhuǎn)速永磁同步電動機(jī)，包括有前端蓋(1)、定子部分(2)、轉(zhuǎn)子部分(3)及后端蓋(4)；所述的定子部分(2)由電機(jī)殼體(21)、定子沖片(22)疊壓成型的定子鐵芯和定子繞組(23)構(gòu)成，該電機(jī)殼體(21)采用磁性材料；其特征在于所述的轉(zhuǎn)子部分(3)由轉(zhuǎn)子磁軛I(31)、磁鋼(32)、轉(zhuǎn)子磁軛II(33)和電機(jī)軸(34)構(gòu)成，該轉(zhuǎn)子磁軛I(31)、磁鋼(32)和轉(zhuǎn)子磁軛II(33)裝在電機(jī)軸(34)上，該電機(jī)軸(34)采用非磁性材料；電機(jī)軸(34)裝配在前端蓋(1)和后端蓋(4)上；所述的轉(zhuǎn)子磁軛I(31)和轉(zhuǎn)子磁軛II(33)均為具有內(nèi)空腔且一端封口的柱狀體，其外圓周上均布有齒(312)和齒(332)，該齒(312)和齒(332)相對錯位，在封口處具有電機(jī)軸裝配軸孔，磁鋼(32)由轉(zhuǎn)子磁軛I(31)和轉(zhuǎn)子磁軛II(33)的封口緊夾在其間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)，其特征在于所述 定子沖片(22)上設(shè)有大齒(221)、大槽(222)，在大齒(221) 上設(shè)有小齒(223)、小槽(224);所述的定子繞組(23)嵌 入定子沖片(22)的大槽(222)內(nèi)，之后整體壓入電機(jī)殼 體(21)內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動機(jī)，其特征在于 上述轉(zhuǎn)子磁軛I (31)和轉(zhuǎn)子磁軛II (33)的軸孔上分別具 有標(biāo)記槽(311)和標(biāo)記槽(331)。
專利摘要本實用新型為一種低轉(zhuǎn)速永磁同步電動機(jī)。主要在工業(yè)自動控制中作為驅(qū)動元件。它包括有前端蓋、定子部分、轉(zhuǎn)子部分及后端蓋；所述的定子部分由電機(jī)殼體、定子沖片疊壓成型的定子鐵芯和定子繞組構(gòu)成，該電機(jī)殼體采用磁性材料；所述的轉(zhuǎn)子部分由轉(zhuǎn)子磁軛I、磁鋼、轉(zhuǎn)子磁軛II和電機(jī)軸構(gòu)成，該轉(zhuǎn)子磁軛I、磁鋼和轉(zhuǎn)子磁軛II裝在電機(jī)軸上，該電機(jī)軸采用非磁性材料。該電機(jī)與現(xiàn)有技術(shù)比瞬時轉(zhuǎn)速更穩(wěn)定；電機(jī)時間常數(shù)更小，快速響應(yīng)的控制性能更好；與普通永磁同步電動機(jī)相比，不需要減速機(jī)構(gòu)即可實現(xiàn)電動機(jī)低速工作的需要。
文檔編號H02K1/14GK201181893SQ20082010734
公開日2009年1月14日 申請日期2008年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月9日
發(fā)明者永 史 申請人:北京曙光紡科機(jī)電有限公司