專利名稱：高效直流無刷電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種直流非機(jī)械換向電機(jī)，特別是一種電動(dòng)汽車用的永磁高效直流無刷電機(jī)。
背景技術(shù)：
普通直流電機(jī)的工作原理是將電能轉(zhuǎn)化為電磁能，繼而轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而帶動(dòng)其他機(jī)械作功，在這個(gè)過程中，絕大多數(shù)電能作為無功消耗而用于建立電磁場(chǎng)，因而其作功效率低；對(duì)于功率較大的電機(jī)，則大多采用電磁體作為勵(lì)磁定子；同時(shí)電能的輸入大多是采用一對(duì)碳刷與換向器配合，故其需要輸入的電壓較高，消耗較多的電能。專利申請(qǐng)?zhí)枮?7212240公開的大功率永磁直流電動(dòng)機(jī)其工作方式為高壓低電流，由于所需電壓較高，應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)車、汽車、摩托車及廠礦電動(dòng)設(shè)備，則所需電瓶體積龐大。近年來汽車工業(yè)發(fā)展迅速，為了保護(hù)大氣不受污染，各國(guó)都在研究無污染汽車，而電動(dòng)汽車就是其中一種理想的汽車，但是電動(dòng)汽車發(fā)展至今已有20多年的歷史，仍沒有普及應(yīng)用，還只是一種試驗(yàn)車，造成這種狀況的主要原因是電動(dòng)汽車造價(jià)高，充一次電行駛的里程太短，一般只有300公里左右，有些國(guó)家投入了巨額資金研究氫燃料電池、鋅空電池、太陽(yáng)能電池等高能電池，但目前進(jìn)展緩慢，造價(jià)太高。最近有些資料透露，采用高性能強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度稀土釹鐵硼永磁材料(磁場(chǎng)強(qiáng)度為4000高斯)制成的永磁直流無刷電機(jī)，由于其磁場(chǎng)強(qiáng)度大于普通鐵氧體永磁材料磁場(chǎng)強(qiáng)度好幾倍，電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子氣隙難以優(yōu)選，磁力的大小難以調(diào)整，致使電機(jī)啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子不動(dòng)(或不能立即轉(zhuǎn)動(dòng))，電機(jī)不能正常地工作，有時(shí)還會(huì)燒壞線路；有時(shí)即使啟動(dòng)了，空載時(shí)也尤如帶重負(fù)荷運(yùn)行，負(fù)荷大、耗電多，達(dá)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(shù)存在的缺陷，我們進(jìn)行了10多年的研究、試驗(yàn)，終于研制成功一種能調(diào)節(jié)永磁轉(zhuǎn)子與定子氣隙的永磁高效直流無刷電機(jī)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在電機(jī)永磁轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸上套上一個(gè)軸套，軸套外面裝有二塊(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做成的瓦形磁鐵，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(shè)計(jì)一個(gè)一定厚度的氣隙調(diào)節(jié)套(非導(dǎo)磁材料制成)，將組合成圓柱形或環(huán)形的瓦形磁鐵緊密套入氣隙調(diào)節(jié)套內(nèi)。
本發(fā)明的有益效果是只在用高性能稀土釹鐵硼永磁材料做成的轉(zhuǎn)子外面加一個(gè)非導(dǎo)磁材料做成的氣隙調(diào)節(jié)套，便克服了現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)子與定子氣隙難以優(yōu)選，磁力的大小難以調(diào)整而導(dǎo)致電機(jī)起動(dòng)而轉(zhuǎn)子不動(dòng)，電機(jī)不能正常工作，帶重負(fù)荷運(yùn)行的缺陷；由于轉(zhuǎn)子不由電樞繞組構(gòu)成，而采用高性能強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度稀土釹鐵硼永磁材料做成，轉(zhuǎn)子無電流通過，從而節(jié)省了勵(lì)磁電能，輸入同樣的電能電機(jī)多做一倍的功，(如電動(dòng)汽車使用該電機(jī)，能降低造價(jià)，減輕汽車自身重量，且用同樣容量的電池充一次電可增加行駛里程一倍)具有高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)；還可利用原有的機(jī)殼、定子、端蓋、轉(zhuǎn)軸，只需更換一個(gè)永磁轉(zhuǎn)子，運(yùn)用現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)子位置傳感器控制的電子順序控制器(選通器)即可，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低；本發(fā)明由于永磁轉(zhuǎn)子采用高性能強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度稀土釹鐵硼永磁材料做成，永磁轉(zhuǎn)子的磁通量不隨定子電流的變化而改變，穩(wěn)定的磁場(chǎng)能有效地保證電機(jī)做功具有良好的硬機(jī)械特性，且噪音低、不發(fā)熱、運(yùn)行平穩(wěn)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。


圖1是本發(fā)明主剖視圖。
圖2是本發(fā)明A-A剖視圖。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)子位置傳感器控制的電子順序控制器線路圖。
圖中1.定子 2.永磁轉(zhuǎn)子 3.轉(zhuǎn)軸 4.軸 5.瓦形磁鐵 6.氣隙調(diào)節(jié)套7.機(jī)殼 8.電子順序控制器。
具體實(shí)施例方式
參見圖1、圖2，二種高效直流無刷電機(jī)是由定子(1)、永磁轉(zhuǎn)子(2)、機(jī)殼(7)、電子順序控制器(8)等部件所組成，永磁轉(zhuǎn)子(2)由轉(zhuǎn)軸(3)、軸套(4)、瓦形磁鐵(5)、氣隙調(diào)節(jié)套(6)所構(gòu)成，其特征在于設(shè)有一個(gè)氣隙調(diào)節(jié)套(6)；軸套(4)緊套在轉(zhuǎn)軸(3)上，軸套(4)外圓上裝有偶數(shù)塊大小相同、相鄰永磁體極性相異緊密排列的瓦形磁鐵(5)，組合成圓柱形或環(huán)形的瓦形磁鐵(5)緊套入氣隙調(diào)節(jié)套(6)內(nèi)。瓦形磁鐵(5)是用高性能強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度稀土釹鐵硼永磁材料制成，氣隙調(diào)節(jié)套(6)是用非導(dǎo)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)永磁轉(zhuǎn)子(2)的磁力與定子(1)的電磁力的大小及永磁轉(zhuǎn)子(2)與定子(1)的氣隙優(yōu)化設(shè)計(jì)的。參見圖3，由于采用了現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)子位置傳感器控制的電子順序控制器，各磁極間沒有“空白區(qū)”，減少了磁敏元件的“誤動(dòng)區(qū)”，無啟動(dòng)死點(diǎn)。我們?cè)囍屏硕_(tái)3KW高效永磁直流無刷電機(jī)，軸套(4)為20mm左右的銅套，氣隙調(diào)節(jié)套(6)經(jīng)計(jì)算用6mm厚的鋁合金材料做成，機(jī)殼采用不導(dǎo)磁的鋁合金材料，再利用現(xiàn)有技術(shù)制成了高效永磁直流無刷電機(jī)。經(jīng)過試車運(yùn)行，性能良好、工作穩(wěn)定可靠。經(jīng)檢測(cè)中心測(cè)試，使用兩只鉛酸蓄電池，3kw模擬負(fù)載，其測(cè)試結(jié)果為輸入直流電壓24v，電流150A，運(yùn)行6小時(shí)電壓降1V；導(dǎo)電部分對(duì)機(jī)殼的絕緣電阻熱態(tài)時(shí)2MΩ，空載轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)，荷載轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)，噪音15分貝，溫升(2小時(shí)后測(cè)試)30分鐘內(nèi)不超過1℃，外觀檢查、磁穩(wěn)定性檢查、振動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)均符合設(shè)計(jì)要求。
我們又用這個(gè)3KW的高效直流無刷電機(jī)帶動(dòng)4.5馬力的抽水機(jī)抽水，24V電瓶充電一次，便工作(抽水)11個(gè)小時(shí)，高效節(jié)能、效果顯著。
權(quán)利要求
1.一種高效直流無刷電機(jī)是由定子(1)、永磁轉(zhuǎn)子(2)、機(jī)殼(7)、電子順序控制器(8)所組成，其特征在于a.設(shè)有一個(gè)氣隙調(diào)節(jié)套(6)；b.軸套(4)緊套在轉(zhuǎn)軸(3)上，軸套(4)外圓上裝有偶數(shù)塊大小相同、相鄰永磁體極性相異緊密排列的瓦形磁鐵(5)，組合成圓柱形或環(huán)形的瓦形磁鐵(5)緊套入氣隙調(diào)節(jié)套(6)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效直流無刷電機(jī)，其特征在于瓦形磁鐵(5)用稀土釹鐵硼永磁材料制成，氣隙調(diào)節(jié)套(6)是用非導(dǎo)磁材料制成。
全文摘要
本發(fā)明是一種直流非機(jī)械換向電機(jī)，特別是一種電動(dòng)汽車用的永磁高效直流無刷電機(jī)。本發(fā)明只是在用高性能稀土釹鐵硼永磁材料做成的轉(zhuǎn)子外面加一個(gè)非導(dǎo)磁材料制成的氣隙調(diào)節(jié)套，便克服了現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)子與定子氣隙難以優(yōu)選、磁力的大小難以調(diào)整而導(dǎo)致電機(jī)起動(dòng)困難，不能正常工作及帶負(fù)荷運(yùn)行的缺陷。由于轉(zhuǎn)子用稀土釹鐵硼永磁材料制成，無電流通過，節(jié)省了勵(lì)磁電能，輸入同樣的電能電機(jī)多做一倍的功，高效節(jié)能并具有良好的硬機(jī)械特性。本發(fā)明只是更換一個(gè)永磁轉(zhuǎn)子，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低。
文檔編號(hào)H02K23/02GK1610225SQ200410046888
公開日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2004年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者鄧傳義, 呂金善 申請(qǐng)人:鄧傳義, 周學(xué)軍