一種再制造電動汽車永磁同步電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種利用廢舊電機(jī)制造的再制造電動汽車永磁同步電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，電動汽車發(fā)展迅猛。
[0003]在我國，預(yù)計到2020年，永磁同步電機(jī)的報廢量將達(dá)到20萬臺，在動力電機(jī)中鐵芯的材料重量占電機(jī)重量的50%，其成本占電機(jī)本體的20%左右。因此報廢電機(jī)硅鋼片數(shù)量巨大，如果不能合理處理，將不僅帶來環(huán)境污染問題，也會造成巨大的資源浪費。因此，對于電動汽車如何利用使用年限在5年以上的報廢電機(jī)的舊永磁同步電機(jī)的再制造將是亟待解決的問題。
[0004]電動汽車永磁同步電機(jī)對于結(jié)構(gòu)、材料和性能的要求導(dǎo)致了其再制造性能難以提升；永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，定子鐵芯損耗在永磁電機(jī)損耗中占有很大比例；在材料方面，定子鐵芯材料是無取向硅鋼片，硅鋼片在磁感應(yīng)強(qiáng)度較高或頻率較高時，電機(jī)的損耗會嚴(yán)重增加；性能方面，永磁電機(jī)要求高轉(zhuǎn)速、高功率密度、高效率。
[0005]中國專利CN103730994A提出了一種低效三相異步電動機(jī)的再制造方法，是將原有低效三相異步電動機(jī)的異步鼠籠轉(zhuǎn)子替換為內(nèi)置式永磁轉(zhuǎn)子。這種方法不適用永磁電機(jī)，因為永磁電機(jī)定子鐵芯損耗在電機(jī)中損耗的比重較大，轉(zhuǎn)子上無銅耗，且轉(zhuǎn)子鐵芯損耗小。
[0006]中國專利CN104201833A提出了一種汽車發(fā)電機(jī)的再制造方法，其對定子總成的再制造僅僅是清洗、測試、重新繞線，無法滿足電動汽車電機(jī)性能要求，忽略了電機(jī)定子鐵芯在復(fù)雜工作環(huán)境服役后硅鋼片磁性惡化造成的磁滯損耗增加和表面絕緣層老化造成的渦流損耗增加。
[0007]非晶合金具有非常優(yōu)異的軟磁性能，其磁導(dǎo)率、電阻率較硅鋼片更高，矯頑力、渦流效應(yīng)較硅鋼片更小，400Hz、IT時非晶合金交流損耗僅是硅鋼交流損耗的六分之一，但是其飽和磁密低于硅鋼片飽和磁密，直接使用非晶合金可能造成再制造電機(jī)轉(zhuǎn)矩收縮。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種再制造電動汽車永磁同步電機(jī)，以使得報廢電機(jī)中電機(jī)端蓋和轉(zhuǎn)子部分能夠得到再利用，一方面避免環(huán)境污染，同時也使資源得到充分利用。
[0009]本實用新型為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
[0010]本實用新型再制造電動汽車永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點是:在所述再制造電動汽車永磁同步電機(jī)中采用的定子鐵芯是以鐵基非晶合金為材質(zhì)的鐵基非晶合金定子鐵芯，是以所述鐵基非晶合金定子鐵芯替代廢舊電機(jī)中的硅鋼定子鐵芯，獲得再制造電動汽車永磁同步電機(jī)。
[0011]本實用新型再制造電動汽車永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點也在于:在所述再制造電動汽車永磁同步電機(jī)中，電機(jī)端蓋和轉(zhuǎn)子部分保持為廢舊電機(jī)的電機(jī)端蓋和轉(zhuǎn)子部分。
[0012]本實用新型再制造電動汽車永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點也在于:所述鐵基非晶合金定子鐵芯的槽數(shù)、內(nèi)徑以及外徑與所述廢舊電機(jī)中的硅鋼定子鐵芯相一致，所述鐵基非晶合金定子鐵芯采用深槽結(jié)構(gòu)；所述深槽結(jié)構(gòu)是指:鐵芯凹槽的槽型總高度Hs2與齒寬btl的比值為:Hs2: btl 為 5.56。
[0013]本實用新型再制造電動汽車永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點也在于:設(shè)置所述鐵基非晶合金定子鐵芯的相關(guān)參數(shù)為:
[0014]槽數(shù)Q為48，鐵芯外徑D為210mm，鐵芯內(nèi)徑d為136mm，
[0015]槽寬Bsl 為 4.07mm ;槽口 寬 BsO 為 2.5mm ；
[0016]槽底直徑Bs2為6.7mm;槽肩斜角度α為46° ;
[0017]槽口高HsO為0.6臟；槽型總高度Hs2為27.8臟。
[0018]與已有技術(shù)相比，本實用新型有益效果體現(xiàn)在:
[0019]1、本實用新型使得報廢電機(jī)中電機(jī)端蓋和轉(zhuǎn)子部分能夠得到再利用，一方面避免環(huán)境污染，同時也使資源得到充分利用。
[0020]2、本實用新型在定子鐵芯中采用深槽結(jié)構(gòu)，增加了槽型的面積，可以放置更多導(dǎo)線，既可以增加繞組匝數(shù)，降低了達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)矩所需的激勵電流；同時可以增加并繞根數(shù)來減小定子繞組電阻，故定子繞組銅耗減少。
[0021]3、由于非晶合金優(yōu)異的軟磁特性，雖然磁路變窄定子鐵芯損耗僅是是原來的20% -30%，使得再制造后電機(jī)效率提高2-3%，實現(xiàn)電機(jī)效率提高的同時滿足電機(jī)轉(zhuǎn)矩要求。
[0022]4、本實用新型不僅顯著改善了原有電機(jī)的能效和性能，而且還充分利用了舊電機(jī)的零部件，節(jié)約了能源和材料。
【附圖說明】
[0023]圖1為實用新型中鐵基非晶合金定子鐵芯主視圖；
[0024]圖2為實用新型中鐵基非晶合金定子鐵芯深槽結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖中標(biāo)號:1鐵基非晶合金定子鐵芯，2鐵芯凹槽；
【具體實施方式】
[0026]參見圖1和圖2，本實施例中再制造電動汽車永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式是:在所述再制造電動汽車永磁同步電機(jī)中采用的定子鐵芯是以鐵基非晶合金為材質(zhì)的鐵基非晶合金定子鐵芯，是以鐵基非晶合金定子鐵芯替代廢舊電機(jī)中的硅鋼定子鐵芯，獲得再制造電動汽車永磁同步電機(jī)；同時，電機(jī)端蓋和轉(zhuǎn)子部分保持為廢舊電機(jī)的電機(jī)端蓋和轉(zhuǎn)子部分。
[0027]鐵基非晶合金定子鐵芯I的槽數(shù)、內(nèi)徑以及外徑與所述廢舊電機(jī)中的硅鋼定子鐵芯相一致，所述鐵基非晶合金定子鐵芯采用深槽結(jié)構(gòu)；深槽結(jié)構(gòu)是指:鐵芯凹槽2的槽型總高度Hs2與齒寬btl的比值為:Hs2: btl為5.56。
[0028]現(xiàn)有技術(shù)中，定子鐵芯的鐵芯凹槽的槽型總高度Hs2與齒寬btl的比值Hs2: b tl通常為4.82，本實施例中采用鐵基非晶合金定子鐵芯，并設(shè)置Hs2: 1^為5.56。在不改變舊電動汽車永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸和端蓋等部件的情況下，替換硅鋼定子鐵芯為鐵基非晶合金定子鐵芯，在提升電機(jī)能效的同時，達(dá)到原電機(jī)的轉(zhuǎn)矩要求。
[0029]本實施例中更進(jìn)一步設(shè)置鐵基非晶合金定子鐵芯為深槽結(jié)構(gòu)，可以增加繞組匝數(shù)和并繞根數(shù)，進(jìn)而減小電機(jī)達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)矩所需的激勵電流和繞組電阻，降低電機(jī)定子銅耗，雖然磁路變窄，但是非晶合金優(yōu)異的低損耗特性，使得電機(jī)鐵耗降低明顯，解決了因非晶合金飽和磁密低導(dǎo)致的再制造電機(jī)轉(zhuǎn)矩收縮問題，并提高了再制造電機(jī)效率。
[0030]本實施例中，設(shè)置鐵基非晶合金定子鐵芯I的相關(guān)參數(shù)為:
[0031]槽數(shù)Q為48 ;外徑D為210mm ;內(nèi)徑d為136mm ；
[0032]槽寬Bsl 為 4.07mm ;槽口 寬 BsO 為 2.5mm ；
[0033]槽底直徑Bs2為6.7mm;槽肩斜角度α為46° ;
[0034]槽口高HsO為0.6臟；槽型總高度Hs2為27.8臟。
【主權(quán)項】
1.一種再制造電動汽車永磁同步電機(jī)，其特征是:在所述再制造電動汽車永磁同步電機(jī)中采用的定子鐵芯是以鐵基非晶合金為材質(zhì)的鐵基非晶合金定子鐵芯，是以所述鐵基非晶合金定子鐵芯替代廢舊電機(jī)中的硅鋼定子鐵芯，獲得再制造電動汽車永磁同步電機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再制造電動汽車永磁同步電機(jī)，其特征是:在所述再制造電動汽車永磁同步電機(jī)中，電機(jī)端蓋和轉(zhuǎn)子部分保持為廢舊電機(jī)的電機(jī)端蓋和轉(zhuǎn)子部分。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再制造電動汽車永磁同步電機(jī)，其特征是:所述鐵基非晶合金定子鐵芯(I)的槽數(shù)、內(nèi)徑以及外徑與所述廢舊電機(jī)中的硅鋼定子鐵芯相一致，所述鐵基非晶合金定子鐵芯采用深槽結(jié)構(gòu)； 所述深槽結(jié)構(gòu)是指:鐵芯凹槽(2)的槽型總高度Hs2與齒寬btl的比值為:Hs2: btl為 5.56。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再制造電動汽車永磁同步電機(jī)，其特征是設(shè)置所述鐵基非晶合金定子鐵芯(I)的相關(guān)參數(shù)為: 槽數(shù)Q為48，鐵芯外徑D為210mm，鐵芯內(nèi)徑d為136mm，槽寬 Bsl 為 4.07mm ;槽口 寬 BsO 為 2.5mm ； 槽底直徑Bs2為6.7mm ;槽肩斜角度α為46° ; 槽口高HsO為0.6謹(jǐn)；槽型總高度Hs2為27.8謹(jǐn)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種再制造電動汽車永磁同步電機(jī)，其特征是在再制造電動汽車永磁同步電機(jī)中采用的定子鐵芯是以鐵基非晶合金為材質(zhì)的鐵基非晶合金定子鐵芯，是以鐵基非晶合金定子鐵芯替代廢舊電機(jī)中的硅鋼定子鐵芯，獲得再制造電動汽車永磁同步電機(jī)；采用深槽結(jié)構(gòu)，增加了槽型的面積，既可以增加繞組匝數(shù)，降低了達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)矩所需的激勵電流；同時可以增加并繞根數(shù)來減小定子繞組電阻，定子繞組銅耗減少。本實用新型顯著改善了電機(jī)能效和性能，充分利用了舊電機(jī)的零部件，節(jié)約了能源和材料。
【IPC分類】H02K1/16, H02K21/02, H02K1/02
【公開號】CN204906017
【申請?zhí)枴緾N201520729792
【發(fā)明人】宋守許, 譚浩, 許可, 王文哲
【申請人】合肥工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月18日