專利名稱：高效直流無刷電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種直流非機械換向電機，特別是一種電動汽車用的永磁高效直流無刷電機。
背景技術(shù)：
普通直流電機的工作原理是將電能轉(zhuǎn)化為電磁能，繼而轉(zhuǎn)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定子；同時電能的輸入大多是采用一對碳刷與換向器配合，故其需要輸入的電壓較高，消耗較多的電能。專利申請?zhí)枮?7212240公開的人功率永磁直流電動機其工作方式為高壓低電流，由于所需電壓較高，應用于電動機車、汽車、摩托車及廠礦電動設備，則所需電瓶體積龐大。近年來汽車工業(yè)發(fā)展迅速，為了保護大氣不受污染，各國都在研究無污染汽車，而電動汽車就是其中一種理想的汽車，但是電動汽車發(fā)展至今已有20多年的歷史，仍沒有普及應用，還只是一種試驗車，造成這種狀況的主要原因是電動汽車造價高，充一次電行駛的里程太短，一般只有300公里左右，有些國家投入了巨額資金研究氫燃料電池、鋅空電池、太陽能電池等高能電池，但目前進展緩慢，造價太高。最近有些資料透露，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，致使電機啟動時轉(zhuǎn)子不動(或不能立即轉(zhuǎn)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(shù)存在的缺陷，我們進行了10多年的研究、試驗，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。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在電機永磁轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸上套上一個軸套，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，再設計一個一定厚度的氣隙調(diào)節(jié)套(非導磁材料制成)，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)。
本實用新型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)子外面加一個非導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)整而導致電機起動而轉(zhuǎn)子不動，電機不能正常工作，帶重負荷運行的缺陷；由于轉(zhuǎn)子不由電樞繞組構(gòu)成，而采用高性能強磁場強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，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)具有高放節(jié)能等優(yōu)點；還可利用原有的機殼、定子、端蓋、轉(zhuǎn)軸，只需更換一個永磁轉(zhuǎn)子，運用現(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)簡單、制造成本低；本實用新型由于永磁轉(zhuǎn)子采用高性能強磁場強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)定的磁場能有效地保證電機做功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(jié)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.機殼8.電子順序控制器。
具體實施方式
參見圖1、圖2，一種高效直流無刷電機是由定子(1)、永磁轉(zhuǎn)子(2)、機殼(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，其特征在于設有一個氣隙調(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)是用高性能強磁場強度稀土釹鐵硼永磁材料制成，氣隙調(diào)節(jié)套(6)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)化設計的。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“誤動區(qū)”，無啟動死點。我們試制了二臺3KW高效永磁直流無刷電機，軸套(4)為20mm左右的銅套，氣隙調(diào)節(jié)套(6)經(jīng)計算用6mm厚的鋁合金材料做成，機殼采用不導磁的鋁合金材料，再利用現(xiàn)有技術(shù)制成了高效永磁直流無刷電機。經(jīng)過試車運行，性能良好、工作穩(wěn)定可靠。經(jīng)檢測中心測試，使用兩只鉛酸蓄電池，3kw模擬負載，其測試結(jié)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(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)，荷載轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)，噪音15分貝，溫升(2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、濕熱試驗均符合設計要求。
我們又用這個3KW的高效直流無刷電機帶動4.5馬力的抽水機抽水，24V電瓶充電一次，便工作(抽水)11個小時，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是由定子(1)、永磁轉(zhuǎn)子(2)、機殼(7)、電子順序控制器(8)所組成，其特征在于a.設有一個氣隙調(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)。
專利摘要本實用新型是一種直流非機械換向電機，特別是一種電動汽車用的永磁高效直流無刷電機。本實用新型只是在用高性能稀土釹鐵硼永磁材料做成的轉(zhuǎn)子外面加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(shù)轉(zhuǎn)子與定子氣隙難以優(yōu)選、磁力的大小難以調(diào)整而導致電機起動困難，不能正常工作及帶負荷運行的缺陷。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。本實用新型只是更換一個永磁轉(zhuǎn)子，結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低。
文檔編號H02K1/27GK2766446SQ20042006909
公開日2006年3月22日 申請日期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, 蔣勝甫 申請人:鄧傳義, 周學軍