專利名稱：混合勵(lì)磁無(wú)刷爪極電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種改進(jìn)的電動(dòng)機(jī)，特別是一種高性能和直接驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的混合勵(lì)磁無(wú)刷爪極電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
爪極電機(jī)自從面世以來(lái)，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、運(yùn)行可靠而一直是汽車、航空發(fā)電機(jī)的首選模式。幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)于爪極電機(jī)也進(jìn)行了大量的研究工作。但大多數(shù)是針對(duì)單純線圈勵(lì)磁或者單純永磁勵(lì)磁等結(jié)構(gòu)形式的爪極電機(jī)，而且絕大多數(shù)是針對(duì)本身參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸的變化對(duì)電機(jī)性能的改善等，就改變電機(jī)勵(lì)磁方式來(lái)提高電機(jī)運(yùn)行性能和工作特性的發(fā)明研究，目前還較為少見(jiàn)。由于普通爪極電機(jī)轉(zhuǎn)子爪極的漏磁通問(wèn)題較嚴(yán)重，加之氣隙磁通無(wú)法自由調(diào)節(jié)，因此，其功率密度和效率較低，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩偏小，調(diào)速范圍有限。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種改進(jìn)的、高功率密度、高效率、高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和調(diào)速范圍較為寬廣的混合勵(lì)磁無(wú)刷爪極電動(dòng)機(jī)。
技術(shù)方案為了補(bǔ)償爪極電機(jī)的極間漏磁和提高電機(jī)的主磁通，在不改變爪極電機(jī)原有結(jié)構(gòu)的情況下，該電動(dòng)機(jī)由鐵芯和電樞繞組構(gòu)成外定子，由環(huán)形勵(lì)磁繞組和勵(lì)磁繞組磁軛托架構(gòu)成內(nèi)定子，由爪極、轉(zhuǎn)子磁軛和軸等構(gòu)成電機(jī)轉(zhuǎn)子，在各轉(zhuǎn)子爪極極面上鑲嵌有一層薄永磁片，各相鄰爪極之間鑲嵌有永磁片。各爪極厚度相同，爪極的極面形狀為梯形，各相鄰且交錯(cuò)排列的爪極通過(guò)焊點(diǎn)固定在一內(nèi)圓非導(dǎo)磁不銹鋼薄圓板上形成一個(gè)整體，轉(zhuǎn)子用非導(dǎo)磁不銹鋼圓筒封裝。所述的薄永磁片、永磁片選用釹鐵硼永磁材料。
技術(shù)效果在爪極之間放置永磁片，實(shí)際上增加了爪極的有效極面積，既可以有效地補(bǔ)償原爪極電機(jī)由于爪極之間漏磁所帶來(lái)的負(fù)面影響，提高電動(dòng)機(jī)的氣隙磁密，又可以有效地提高主磁通，從而和爪極極面上鑲嵌的永磁片共同作用，提高電動(dòng)機(jī)的磁能積，大大提高電機(jī)的主磁通，可明顯改善電動(dòng)機(jī)的功率密度、效率，提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，擴(kuò)大調(diào)速范圍。
該電機(jī)的外定子與普通電機(jī)的定子類似，槽中嵌有多相對(duì)稱繞組，在電機(jī)內(nèi)定子上放有環(huán)形直流勵(lì)磁繞組。勵(lì)磁繞組通過(guò)導(dǎo)磁的磁軛托架固定在電機(jī)端蓋上。由于直流勵(lì)磁繞組置于由爪極的內(nèi)、外單元所形成的區(qū)域內(nèi)，空間利用率高，結(jié)構(gòu)緊湊。
勵(lì)磁電流所產(chǎn)生的磁通和爪極之間的永磁磁通在磁路上呈并聯(lián)關(guān)系，同時(shí)它們和爪極極面永磁磁通在磁路上呈串聯(lián)關(guān)系。通過(guò)控制勵(lì)磁電流的幅值和方向來(lái)實(shí)現(xiàn)氣隙磁密的調(diào)節(jié)，從而可實(shí)現(xiàn)電機(jī)基速以下恒轉(zhuǎn)矩，基速以上恒功率運(yùn)行。


圖1是混合勵(lì)磁無(wú)刷爪極電動(dòng)機(jī)剖面圖；圖2是混合勵(lì)磁無(wú)刷爪極電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是混合勵(lì)磁無(wú)刷爪極電動(dòng)機(jī)中心截面圖。
以上的圖中有電動(dòng)機(jī)外壁1、鐵芯2、電樞繞組3、爪極4、軸5、電動(dòng)機(jī)上蓋6、軸承7、環(huán)形勵(lì)磁繞組8、轉(zhuǎn)子磁軛9、勵(lì)磁繞組磁軛托架10、薄永磁片11、永磁片12。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，該混合勵(lì)磁無(wú)刷爪極電動(dòng)機(jī)的實(shí)體模型主要由以下幾個(gè)部分組成定子、轉(zhuǎn)子爪極4、轉(zhuǎn)子磁軛9、軸5、薄永磁片11、永磁片12、電樞繞組3和勵(lì)磁繞組8。定子包括外定子和內(nèi)定子二部分，外定子包括鐵芯2和電樞繞組3，內(nèi)定子由勵(lì)磁線圈8和勵(lì)磁繞組磁軛托架10構(gòu)成；轉(zhuǎn)子部分包括相鄰且交錯(cuò)排列的爪極4、爪極4極面薄永磁片11和爪極4之間永磁片12。各爪極4厚度一致，爪極4極面形狀為梯形。各爪極4通過(guò)焊點(diǎn)固定在內(nèi)圓非導(dǎo)磁不銹鋼薄圓環(huán)上形成一個(gè)整體，此外，轉(zhuǎn)子用非導(dǎo)磁不銹鋼圓筒封裝，以增強(qiáng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)工作時(shí)的堅(jiān)固性和可靠性，保證電動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的平穩(wěn)運(yùn)行。
此外，從提高電機(jī)氣隙磁密和磁鋼的熱穩(wěn)定性考慮，選擇具有較高內(nèi)稟矯頑力的釹鐵硼永磁材料作為電機(jī)薄永磁片11、永磁片12的材料。
權(quán)利要求1.一種混合勵(lì)磁無(wú)刷爪極電動(dòng)機(jī)，其特征是該電動(dòng)機(jī)由鐵芯(2)和電樞繞組(3)構(gòu)成外定子，由環(huán)形勵(lì)磁繞組(8)和勵(lì)磁繞組磁軛托架(10)構(gòu)成內(nèi)定子，由爪極(4)、轉(zhuǎn)子磁軛(9)和軸(5)等構(gòu)成電機(jī)轉(zhuǎn)子，在各轉(zhuǎn)子爪極(4)極面上鑲嵌有一層薄永磁片(11)，各相鄰爪極(4)之間鑲嵌有永磁片(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合勵(lì)磁無(wú)刷爪極電動(dòng)機(jī)，其特征是各爪極(4)厚度相同，爪極(4)的極面形狀為梯形，各相鄰且交錯(cuò)排列的爪極(4)通過(guò)焊點(diǎn)固定在一內(nèi)圓非導(dǎo)磁不銹鋼薄圓板上形成一個(gè)整體，轉(zhuǎn)子用非導(dǎo)磁不銹鋼圓筒封裝。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的混合勵(lì)磁無(wú)刷爪極電動(dòng)機(jī)，其特征是所述的薄永磁片(11)、永磁片(12)選用釹鐵硼永磁材料。
專利摘要混合勵(lì)磁無(wú)刷爪極電動(dòng)機(jī)是一種高性能和直接驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的混合勵(lì)磁無(wú)刷爪極電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)由鐵芯(2)和電樞繞組(3)構(gòu)成外定子，由環(huán)形勵(lì)磁繞組(8)和勵(lì)磁繞組磁軛托架(10)構(gòu)成內(nèi)定子，由爪極(4)、轉(zhuǎn)子磁軛(9)和軸(5)等構(gòu)成電機(jī)轉(zhuǎn)子，在各轉(zhuǎn)子爪極(4)極面上鑲嵌有一層薄永磁片(11)，各相鄰爪極(4)之間鑲嵌有永磁片(12)。各爪極(4)厚度相同，爪極(4)的極面形狀為梯形，各相鄰且交錯(cuò)排列的爪極(4)通過(guò)焊點(diǎn)固定在一內(nèi)圓非導(dǎo)磁不銹鋼薄圓板上形成一個(gè)整體，轉(zhuǎn)子用非導(dǎo)磁不銹鋼圓筒封裝。該電動(dòng)機(jī)是一種高功率密度、高效率、高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和調(diào)速范圍較為寬廣的混合勵(lì)磁無(wú)刷爪極電動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)H02K1/27GK2814774SQ20052007344
公開(kāi)日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2005年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月8日
發(fā)明者林鶴云, 楊成峰 申請(qǐng)人:東南大學(xué)