專利名稱：一種稀土永磁無刷直流電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稀土永磁無刷直流電機(jī)。特別是涉及一種稀土永磁無刷直流電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
目前，國際上在電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面研制成功的稀土永磁無刷直流電機(jī)，與傳統(tǒng)的交流異步電機(jī)相比較具有高效節(jié)能、體積小、重量輕、輸出扭矩大、過載能力強(qiáng)、性能優(yōu)越、運(yùn)行平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)使電動(dòng)汽車在同樣的儲(chǔ)能下可以發(fā)揮更長(zhǎng)的續(xù)駛里程，使電動(dòng)汽車起動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn)、乘坐舒適。但現(xiàn)有技術(shù)的稀土永磁無刷直流電機(jī)在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)上存在缺陷，沒有充分挖掘潛力減輕重量，造成電機(jī)轉(zhuǎn)子重量較重、工藝性較差，給電機(jī)的裝配及動(dòng)平衡校驗(yàn)帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有稀土永磁無刷直流電機(jī)技術(shù)中存在的電機(jī)轉(zhuǎn)子重量較重、工藝性差等缺陷，本發(fā)明提出一種稀土永磁無刷直流電機(jī)。
本發(fā)明的稀土永磁無刷直流電機(jī)，主要由嵌有電樞繞組的電機(jī)定子和裝有瓦形稀土永磁鋼的電機(jī)轉(zhuǎn)子組成。
電機(jī)定子鐵芯是用若干定子沖片疊壓而成，疊壓時(shí)若干定子沖片沿圓周方向逐漸過渡，呈螺旋狀疊放，并扭斜一個(gè)槽距角。
電機(jī)轉(zhuǎn)子是針對(duì)徑向激磁方式的電機(jī)磁路特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，用導(dǎo)磁材料做轉(zhuǎn)子軛，轉(zhuǎn)子軛緊套在轉(zhuǎn)子支架上，為防止轉(zhuǎn)子軛與轉(zhuǎn)子支架的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)或軸向竄動(dòng)，在轉(zhuǎn)子軛與轉(zhuǎn)子支架兩端側(cè)面的配合縫上，分別對(duì)稱騎縫埋入若干個(gè)螺釘。為有效地減輕電機(jī)轉(zhuǎn)子的重量，轉(zhuǎn)子支架為雙圓環(huán)形，其剖面為“工”字形，轉(zhuǎn)子支架中間的支撐筋上開有若干個(gè)減重孔。轉(zhuǎn)子磁極為若干緊貼在轉(zhuǎn)子軛外表面的瓦形稀土永磁鋼，在磁極的外圓周表面裝有非導(dǎo)磁材料或低導(dǎo)磁材料制成的轉(zhuǎn)子外緊圈。在轉(zhuǎn)子軛的兩端側(cè)面分別裝有非導(dǎo)磁材料制成的轉(zhuǎn)子端板，以便從機(jī)械結(jié)構(gòu)方面充分保護(hù)瓦形稀土永磁鋼。
為了改善電機(jī)生產(chǎn)中的裝配工藝問題，本發(fā)明電機(jī)的轉(zhuǎn)子軛的外圓周表面兩端分別有凸出的圓止口臺(tái)階，可防止瓦形稀土永磁鋼裝配時(shí)的軸向移位，具有很好的止推和定位作用。
本發(fā)明的轉(zhuǎn)子軛兩端側(cè)面在圓周上均勻分布若干螺紋孔，而轉(zhuǎn)子端板在與轉(zhuǎn)子軛相對(duì)應(yīng)的圓周上亦均勻分布同數(shù)量的螺釘穿孔。利用這些螺釘孔，既可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子端板與轉(zhuǎn)子軛的固定連接，亦可滿足電機(jī)轉(zhuǎn)子校驗(yàn)動(dòng)平衡的需要。
轉(zhuǎn)子端板的外徑大于轉(zhuǎn)子外緊圈的內(nèi)徑，小于或等于轉(zhuǎn)子外緊圈的外徑，使得轉(zhuǎn)子端板能起到防止轉(zhuǎn)子外緊圈的軸向移動(dòng)；轉(zhuǎn)子端板的內(nèi)徑小于轉(zhuǎn)子軛的內(nèi)徑，既可防止轉(zhuǎn)子軛與轉(zhuǎn)子支架配合縫上的螺釘松動(dòng)脫離，又能阻止轉(zhuǎn)子軛與轉(zhuǎn)子支架的軸向移動(dòng)。
本發(fā)明對(duì)于稀土永磁無刷直流電機(jī)減輕重量、提高重量比功率、提高制造裝配工藝性、提高結(jié)構(gòu)安全可靠性具有顯著效果，提高了稀土永磁無刷直流電機(jī)性能指標(biāo)，并可以方便地制造成多極結(jié)構(gòu)的電機(jī)。


圖1是稀土永磁無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖2是稀土永磁無刷直流電機(jī)的定子沖片示意圖；圖3是稀土永磁無刷直流電機(jī)的定子鐵芯示意圖；圖4是稀土永磁無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子支架示意圖；圖5是稀土永磁無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子軛示意圖；圖6是稀土永磁無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子端板示意圖；圖7是稀土永磁無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子外緊圈示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例是一臺(tái)額定功率為15kW(峰值功率為35kW)的混合動(dòng)力轎車用稀土永磁無刷直流電機(jī)。
該稀土永磁無刷直流電機(jī)由一個(gè)嵌有電樞繞組1的電機(jī)定子、一個(gè)裝有瓦形稀土永磁鋼8的電機(jī)轉(zhuǎn)子、兩個(gè)端蓋3、殼體7及兩個(gè)軸承11等組成。
電機(jī)定子由電樞繞組1和定子鐵芯2構(gòu)成。定子鐵芯2是用200片厚度為0.5mm的硅鋼片材料制成的定子沖片13疊壓而成，定子沖片13上均勻分布著36個(gè)槽，相鄰槽距角為10度；疊壓時(shí)將定子沖片13沿圓周方向逐漸過渡螺旋疊放，使其構(gòu)成的定子鐵芯2內(nèi)任意一個(gè)槽的兩端口在軸向的投影為沿圓周方向扭斜一個(gè)槽距角10度。
電機(jī)轉(zhuǎn)子軛4用10號(hào)鋼作為導(dǎo)磁材料制成，中部外徑為126mm，內(nèi)徑17為112mm，軸向厚度為103mm。轉(zhuǎn)子軛4的兩端側(cè)面在直經(jīng)為119mm的圓周上分別均勻分布24個(gè)M4的螺紋孔16，并且在轉(zhuǎn)子軛4的外圓周表面兩端分別有一個(gè)凸出的圓止口臺(tái)階15，該圓止口臺(tái)階15的徑向凸出高為2mm，軸向厚度為1.5mm，可防止瓦形稀土永磁鋼8裝配時(shí)的軸向移位，具有很好的止推和定位作用。
轉(zhuǎn)子支架10用45#鋼制成，轉(zhuǎn)子支架10的剖面形狀為“工”字形，軸向厚度為103mm。轉(zhuǎn)子支架10的軸向視圖為雙圓環(huán)形，其外環(huán)的外徑為112mm，內(nèi)徑為100mm；內(nèi)環(huán)的外徑為47mm，內(nèi)徑為35mm，兩環(huán)之間有厚度為10mm的支撐筋板，該支撐筋板上開有4個(gè)直徑為25mm的減重孔14。
轉(zhuǎn)子端板5用硬鋁作為非導(dǎo)磁材料制成，其外徑18為134mm，內(nèi)徑20為100mm。轉(zhuǎn)子端板5在與轉(zhuǎn)子軛4相對(duì)應(yīng)的直經(jīng)為119mm的圓周上亦均勻分布24個(gè)適合M4螺釘穿過的穿孔19。
轉(zhuǎn)子外緊圈6用不銹鋼制成，其外徑21為134mm，內(nèi)徑22為132mm。該轉(zhuǎn)子外緊圈6具有較高的抗拉強(qiáng)度，以便在電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保護(hù)瓦形稀土永磁鋼8不因離心力的作用而脫落。
裝配時(shí)轉(zhuǎn)子軛4緊套在轉(zhuǎn)子支架10上，將6片分別為N、S極性的瓦形稀土永磁鋼8按N極S極相間規(guī)律用高溫環(huán)氧膠粘貼在轉(zhuǎn)子軛4的外表面，在瓦形稀土永磁鋼8的外圓周表面緊箍轉(zhuǎn)子外緊圈6，在轉(zhuǎn)子軛4的兩端側(cè)面分別裝上轉(zhuǎn)子端板5，以便從機(jī)械結(jié)構(gòu)方面充分保護(hù)瓦形稀土永磁鋼8。
轉(zhuǎn)子軛4的內(nèi)圓表面與轉(zhuǎn)子支架10的外圓表面緊密配合，在該組件兩端側(cè)面的圓形配合縫上，分別對(duì)稱騎縫埋入兩個(gè)M4開口緊定螺釘12，以防止轉(zhuǎn)子軛4與轉(zhuǎn)子支架10的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)或軸向竄動(dòng)。
在轉(zhuǎn)子軛4的兩端側(cè)面分別用四個(gè)M4螺釘9通過螺釘穿孔19和螺紋孔16，對(duì)稱地將轉(zhuǎn)子端板5固定在轉(zhuǎn)子軛4上，該轉(zhuǎn)子端板5既可以防止轉(zhuǎn)子外緊圈6和轉(zhuǎn)子支架10的軸向移動(dòng)，亦能防止轉(zhuǎn)子軛4與轉(zhuǎn)子支架10配合縫上的螺釘12松動(dòng)脫離。其余螺紋孔16作為電機(jī)轉(zhuǎn)子校驗(yàn)動(dòng)平衡時(shí)加減重量用，可根據(jù)需要安裝螺釘。
在完成上述制作和裝配后，其它零部件的制作和裝配按常規(guī)進(jìn)行。
本實(shí)施例適合電動(dòng)或發(fā)電兩種工況運(yùn)行，高效節(jié)能、體積小、重量輕、輸出扭矩大、過載能力強(qiáng)、性能優(yōu)越、運(yùn)行平穩(wěn)可靠。
權(quán)利要求
1.一種稀土永磁無刷直流電機(jī)，包括電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于a.定子鐵芯(2)的若干定子沖片(13)在疊壓時(shí)沿圓周方向螺旋疊放；b.電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁極為若干緊貼在轉(zhuǎn)子軛(4)外表面的瓦形稀土永磁鋼(8)，在磁極的外圓周表面裝有用非導(dǎo)磁材料或低導(dǎo)磁材料制成的轉(zhuǎn)子外緊圈(6)；c.轉(zhuǎn)子軛(4)用導(dǎo)磁材料制成，套裝在轉(zhuǎn)子支架(10)上，在轉(zhuǎn)子軛(4)的兩端側(cè)面分別裝有用非導(dǎo)磁材料制成的轉(zhuǎn)子端板(5)；d.轉(zhuǎn)子軛(4)的外圓周表面兩端分別有凸出的圓止口臺(tái)階(15)，并且轉(zhuǎn)子軛(4)兩端側(cè)面在圓周上均勻分布若干螺紋孔(16)，轉(zhuǎn)子端板(5)在與轉(zhuǎn)子軛(4)相對(duì)應(yīng)的圓周上亦均勻分布同數(shù)量的螺釘穿孔(19)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土永磁無刷直流電機(jī)，其特征在于轉(zhuǎn)子支架(10)為雙圓環(huán)形，其剖面為“工”字形，中間的支撐筋上開有若干個(gè)孔(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土永磁無刷直流電機(jī)，其特征在于轉(zhuǎn)子端板(5)的外徑(18)大于轉(zhuǎn)子外緊圈(6)的內(nèi)徑(22)、小于或等于轉(zhuǎn)子外緊圈(6)的外徑(21)；轉(zhuǎn)子端板(5)的內(nèi)徑(20)小于轉(zhuǎn)子軛(4)的內(nèi)徑(17)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土永磁無刷直流電機(jī)，其特征在于轉(zhuǎn)子軛(4)與轉(zhuǎn)子支架(10)的兩端側(cè)面配合縫上，分別對(duì)稱騎縫埋入若干個(gè)螺釘(12)。
全文摘要
本發(fā)明是一種稀土永磁無刷直流電機(jī)。為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的電機(jī)轉(zhuǎn)子重量較重、裝配工藝性差的缺陷，本發(fā)明用導(dǎo)磁材料做轉(zhuǎn)子軛，將轉(zhuǎn)子軛緊套在“工”字形的轉(zhuǎn)子支架上，用瓦形稀土永磁鋼作磁極緊貼在帶有定位止口的轉(zhuǎn)子軛的外表面，在磁極的外表面緊箍一個(gè)外緊圈，在轉(zhuǎn)子軛的兩側(cè)分別裝有多功能環(huán)形轉(zhuǎn)子端板。本發(fā)明除擁有稀土永磁電機(jī)的常規(guī)優(yōu)點(diǎn)外，還進(jìn)一步減輕了重量、提高了重量比功率，可作為電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
文檔編號(hào)H02K1/27GK1472873SQ02139319
公開日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2002年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月29日
發(fā)明者季小尹, 符向榮 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)