專利名稱：一種新型高效永磁直流同步電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種永磁直流電機，特別是一種新型高效永磁直流同步電機。
背景技術：
現有技術中，直流同步電機大都采用定子和轉子兩個繞組，這種電機由于其定子和轉子都需要輸入電能，因而，其能耗較高，效率低。近些年來，出現了一些采用高性能強磁場強度的稀土釹鐵硼永磁材料(磁場強度可達4000高斯)制成的永磁鐵來代替定子繞組或代替轉子繞組的直流同步電機，這類直流同步電機由于其定子或轉子繞組已由高強場的永磁鐵來代替，節(jié)省了被替代的繞組所需要的電能，故節(jié)能效果比較顯著。但由于這種永磁鐵的磁場強度太大，使得采用該類永磁鐵的電機轉子與定子之間的氣隙難以優(yōu)選，磁力的大小也難以調整，從而導致電機啟動困難；本人于2004年研究出在電機內的定子與轉子之間，加裝一個非導磁材料制成的氣隙調節(jié)套(見中國專利2004100468889)這一解決方案，雖然解決了電機啟動困難這一難題，但由于所采用的氣隙調節(jié)套是非導磁材料制成的，對磁場有一定的阻隔作用，降低了永磁鐵做功的磁場強度，使得電機在運行過程中的發(fā)熱量較大，溫升較高較快；同時，其效率較現有同類電機還有所降低。
為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是發(fā)明一種新型高效永磁直流同步電機，由電機軸(2)、定子殼體(10)、帶有左右軸承(11)和(5)的左右端蓋(13)和(4)構成，在電機軸(2)中間的外柱面上還裝有偶數塊大小相同、相鄰磁體極性相異排列的圓弧形的永磁鐵(6)構成轉子，在定子殼體(10)的內壁處還裝有定子繞組(8)構成定子，電機軸(2)裝在定子殼體(10)內，左右端蓋(13)和(4)裝在定子殼體(10)的兩端；在永磁鐵(6)的外柱面緊密配合有由導磁材料制成的磁力調節(jié)套(7)。
磁力調節(jié)套(7)是由硅鋼片制成。
磁力調節(jié)套(7)的徑向壁厚為2～12毫米。
本發(fā)明的永磁直流同步電機，由于采用在定子與轉子之間加裝一個由導磁材料制成的磁力調節(jié)套，簡單易做，既可調節(jié)磁力，又不阻隔磁場強度，從而既解決了強磁場強度永磁直流同步電機啟動困難的難題，又可充分利用強磁場強度永磁鐵的磁力驅動，大大降低定子繞組的勵磁輸入電流，節(jié)約定子的勵磁電能；同時，由于轉子采用強磁場強度的永磁鐵代替電樞繞組，免除了電樞電能的輸入，因而，其節(jié)能效果更加明顯。據試驗本發(fā)明的永磁直流同步電機與同等功率的雙繞組直流同步電機相比，節(jié)約電能可達50％左右；與同等功率的、同類型的其它永磁直流同步電機相比，啟動性較好，節(jié)約電能可達35％左右。


附圖1是本發(fā)明的主剖視圖；附圖2是本發(fā)明的左剖視圖。
具體實施例方式
以下結合附圖，詳細說明本發(fā)明的實施例。
本實施例是由電機軸(2)、定子殼體(10)、左右端蓋(13)和(4)、永磁鐵(6)、定子繞組(8)、磁力調節(jié)套(7)構成。
定子殼體(10)為一筒體，其下部帶有座體，上部中間裝有吊環(huán)(9)，筒體內壁安裝有定子繞組(8)，在筒體外圓后側的中上部位，裝有定子繞組(8)的電源輸入線盒(17)。定子繞組(8)包括繞組線圈(16)和繞組軛(15)，繞組線圈(16)鑲嵌在繞組軛(15)的槽內，繞組軛(15)固定在定子殼體(10)的筒體內壁上。電源線由電源輸入線盒(17)引入，與繞組線圈(16)聯接。
電機軸(2)是一階梯軸，其左端開有鍵槽(1)，是電機動力輸出端；軸的中間直徑較大，用來安裝圓弧形的永磁鐵(6)〔為了減小此處軸的直徑，也可在此處加裝一個軸套，將永磁鐵(6)安裝在該軸套的外圓柱面上〕，永磁鐵(6)為四塊大小相同、相鄰磁體極性相異排列的圓弧形稀土釹鐵硼永磁鐵〔也可采用二塊或六塊等偶數塊大小相同、相鄰磁體極性相異排列的圓弧形永磁鐵〕。
在永磁鐵(6)的外柱面上，緊密地裝有由硅鋼片雙面涂漆后疊合而成的磁力調節(jié)套(7)。磁力調節(jié)套(7)的外柱面與定子繞組(8)的內圈之間有適當的間隙，磁力調節(jié)套(7)的徑向壁厚可為2～12毫米〔該壁厚尺寸與電機的功率和永磁鐵(6)的磁場強度有關，電機的功率大，壁厚尺寸可取較大值，電機的功率小，壁厚尺寸可取較小值；永磁鐵(6)的磁場強度值大，壁厚尺寸可取較大值，磁場強度值小，壁厚尺寸可取較小值。據試驗當永磁鐵(6)的磁場強度為4000高斯時，小于5千瓦的電機，其壁厚尺寸為2～6毫米；大于8千瓦的電機，其壁厚尺寸為6～12毫米〕。
左右端蓋(13)和(4)相同，為階梯狀圓盤，中間開有穿裝電機軸(2)的通孔，該通孔壁的中間開有環(huán)槽，用于安裝密封圈(14)和(3)；其與定子殼體(10)相配的一面帶有定位止口，且該面的中間有凸臺，該凸臺的中間有階梯孔，用于安裝左右軸承(11)和(5)。左右端蓋(13)和(4)安裝在定子殼體(10)的兩端，由端蓋止口定位，并由螺桿(12)固定。
使用時，將定子殼體(10)下部的座體固定在機架上，電源采用220伏交流電，經轉子位置傳感器控制的電子順序控制器〔即選通器〕后，變成受控制的直流電源，由電源輸入線盒(17)引入到定子繞組(8)的繞組線圈(16)而產生勵磁磁場，消除了各磁極之間的“空白區(qū)”，因而輕松地驅動永磁鐵(6)連同電機軸(2)一起轉動，由電機軸(2)左端將轉動機械能傳出，從而，將電能轉化成機械能。由導磁材料制成的磁力調節(jié)套(7)，在此將定子繞組(8)所產生的電磁力和轉子的永磁鐵(6)所產生的磁力進行了融合，優(yōu)化了定子與轉子之間的氣隙，調整了磁力的大小，從而改善了電機的啟動性能，使電機做到了啟動自如。
本人在研究過程中，制作了兩臺樣機進行對比測試，一臺是現有技術的高效永磁直流同步電機，作為對照樣機；另一臺是本發(fā)明的新型高效永磁直流同步電機，作為測試樣機。這兩臺電機的設計功率都是600瓦，其電機軸、定子殼體、左右端蓋、定子繞組等都一樣，所不同的是將測試樣機中裝在電機軸中間處的軸套的外徑減小10毫米〔與對照樣機相比較〕，同時將永磁鐵外圓直徑也相應地減小10毫米，并保持永磁鐵的磁場強度不變，再在永磁鐵的外圓柱面上緊密裝配由硅鋼片雙面涂漆后疊合而成的磁力調節(jié)套，該磁力調節(jié)套的徑向壁厚為5毫米，其寬度與永磁鐵一致。測試過程中，電源都采用220伏交流電，經轉子位置傳感器控制的電子順序控制器后，變成受控制的直流電源輸入給電機。對于對照樣機空載時，當達到額定轉速時，其空載電流為1.3安培，加上滿載負荷時，負載電流為2.73安培；對于測試樣機空載時，當達到額定轉速時，其空載電流為0.53安培，加上滿載負荷時，負載電流為1.77安培。因此，當滿載負荷時，其測試樣機比對照樣機節(jié)約電能達35％。
權利要求
1.一種新型高效永磁直流同步電機，是由電機軸(2)、定子殼體(10)、帶有左右軸承(11)和(5)的左右端蓋(13)和(4)構成，在電機軸(2)中間的外柱面上還裝有偶數塊大小相同、相鄰磁體極性相異排列的圓弧形的永磁鐵(6)構成轉子，在定子殼體(10)的內壁處還裝有定子繞組(8)構成定子，電機軸(2)裝在定子殼體(10)內，左右端蓋(13)和(4)裝在定子殼體(10)的兩端；其特征在于在永磁鐵(6)的外柱面緊密配合有由導磁材料制成的磁力調節(jié)套(7)。
2.根據權利要求1所述的永磁直流同步電機，其特征在于磁力調節(jié)套(7)是由硅鋼片制成。
3.根據權利要求1或2所述的永磁直流同步電機，其特征在于磁力調節(jié)套(7)的徑向壁厚為2～12毫米。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種新型高效永磁直流同步電機，屬于一種機電產品，由電機軸(2)、定子殼體(10)、左右端蓋(13)和(4)、永磁鐵(6)、定子繞組(8)、磁力調節(jié)套(7)構成。具有結構簡單、啟動容易、高效節(jié)能等特點，能用作空調和洗衣機等領域，是一種取代傳統(tǒng)直流同步電機的較為理想的永磁直流同步電機。
文檔編號H02K21/12GK1925267SQ200610032078
公開日2007年3月7日 申請日期2006年8月10日 優(yōu)先權日2006年8月10日
發(fā)明者鄧傳義, 王明喜 申請人:鄧傳義