專利名稱：永磁同步高速電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型所述的永磁同步高速電機(jī)是一種以變頻調(diào)速器為驅(qū)動(dòng)電源的可高速運(yùn)轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速可調(diào)的新型電機(jī)。
由于現(xiàn)有的牽引電機(jī)受材料和結(jié)構(gòu)的影響無法在高頻電源驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以只好采用機(jī)械變速的辦法提高轉(zhuǎn)速，這樣不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、效率低，而且故障率高、穩(wěn)定性差，也難以實(shí)施精確的自動(dòng)控制。為了克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，研制一種新型的永磁同步高速電機(jī)是十分必要的。
本實(shí)用新型所述的永磁同步高速電機(jī)，其結(jié)構(gòu)在于由殼體、定子、轉(zhuǎn)子、上端蓋總成、下端蓋總成、機(jī)軸、接線盒所組成；定子固定安裝在殼體內(nèi)，由功率型錳鋅軟磁鐵氧體制成的多層環(huán)形鐵心、電磁線繞組組成；轉(zhuǎn)子由釹鐵硼永磁體、馬氏體磁靴、奧氏體結(jié)構(gòu)環(huán)所組成，輪狀馬氏體磁靴的槽內(nèi)按一定方向和數(shù)量嵌有釹鐵硼永磁體，N組馬氏體磁靴與N+1個(gè)奧氏體結(jié)構(gòu)環(huán)互相鑲嵌，構(gòu)成二者相間排列的串聯(lián)組合，并通過鍵、奧氏體擋板和小圓螺帽定位安裝于機(jī)軸上；接線盒通過螺柱、螺母和“O”型圈與殼體密封固定連接；上端蓋總成通過螺釘和“O”型圈與殼體固定密封連接，下端蓋總成通過螺釘和“O”型圈與殼體固定密封連接；機(jī)軸的上下兩端，分別通過磁懸浮軸承與上、下端蓋間活動(dòng)連接。本實(shí)用新型所述的定子鐵心，由功率型錳鋅軟磁鐵氧體沿軸向多層疊加及同層內(nèi)沿圓周方向的組合排列所構(gòu)成。本實(shí)用新型所述的轉(zhuǎn)子中，馬氏體磁靴內(nèi)嵌釹鐵硼永磁體的槽數(shù)和N之值因電機(jī)極數(shù)和型號(hào)而異。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是一、可以獲得較高的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)1、本實(shí)用新型的鐵心采用高飽和磁通的功率型錳鋅軟磁鐵氧體制造，它的電阻率遠(yuǎn)高于金屬，在提高電源頻率，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，雖然其軸向長度較長，感生電動(dòng)勢(shì)較高，但是其感生電流甚微，不會(huì)導(dǎo)致鐵心溫升過高，所以功率型錳鋅軟磁鐵氧體定子鐵心物理性能適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。2、轉(zhuǎn)子由永磁體、磁靴、結(jié)構(gòu)環(huán)及機(jī)軸等構(gòu)成。奧氏體結(jié)構(gòu)環(huán)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度足可以克服釹鐵硼永磁體和磁靴在高轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生的很大的慣性離心力，保證了轉(zhuǎn)子在高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下整體的穩(wěn)定。3、本實(shí)用新型采用了磁懸浮軸承。
二、轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定本實(shí)用新型由定子電流磁勢(shì)和轉(zhuǎn)子永磁材料恒磁勢(shì)疊加形成磁場(chǎng)。雖然鐵氧體飽和磁通偏低，可提供的電機(jī)氣隙磁密僅為0.3T。對(duì)于一定的功率而言，轉(zhuǎn)數(shù)提高了8倍，其轉(zhuǎn)矩即可降低為1/8。所以用鐵氧體作為高轉(zhuǎn)速電機(jī)定子鐵心，所提供的電流磁場(chǎng)，可以為負(fù)載機(jī)械提供充分穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩。
三、轉(zhuǎn)數(shù)及位相可以精確調(diào)整本實(shí)用新型采用了永磁轉(zhuǎn)子，屬于永磁同步電機(jī)，其轉(zhuǎn)數(shù)及位相與電源保持著嚴(yán)格的一致，由于變頻調(diào)速器的頻率和位相可以數(shù)控，所以本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)數(shù)及位相可以精確調(diào)整。
四、效率及功率因數(shù)高1、功率型錳鋅軟磁鐵氧體的電阻率約為硅鋼的108倍，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)定子鐵心軸向感生電動(dòng)勢(shì)約為“Y”系列電機(jī)的103倍，鐵心內(nèi)感生電流僅為“Y”系列電機(jī)的1/105倍，所以定子鐵損很小。繞組的長度僅為同功率“Y”型電機(jī)的一半，并采取多股并繞，低電流密度，所以銅損不大于同功率“Y”型電機(jī)的一半。定子槽口采用磁性槽泥封口，磁靴間存在不間斷連接，可以有效降低諧波損失。因此本實(shí)用新型效率高于同功率“Y”型電機(jī)。2、本實(shí)用新型為同步電機(jī)，且設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子磁勢(shì)略大于定子磁勢(shì)，故功率因數(shù)接近1。
五、體積小，重量輕，本發(fā)明與相同功率的Y系列電機(jī)相比，重量減輕1/2。
六、制造成本低定子用的鐵氧體市場(chǎng)價(jià)格很便宜，電磁線用量為同功率Y系列電機(jī)的1/2，所以定子造價(jià)較低。釹鐵硼和奧氏體價(jià)格較貴，但是轉(zhuǎn)子外徑小，材料用量很少。由于本實(shí)用新型整體體積小，外殼、端蓋等用料都比較少，所以電機(jī)總的造價(jià)比較低的。


本實(shí)用新型共有兩張附圖附圖1永磁同步高速電機(jī)結(jié)構(gòu)原理示意圖(主視剖面圖)附圖2永磁同步高速電機(jī)結(jié)構(gòu)原理示意圖(左視剖面圖)圖中1、機(jī)軸 2、磁懸浮軸承 3、奧氏體擋板 4、定位環(huán)5、馬氏體磁靴 6、奧氏體結(jié)構(gòu)環(huán) 7、接線盒壓盤 8、密封膠圈9、“O”型圈 10、螺柱、螺母 11、螺釘 12、螺釘 13、上端蓋14、“O”型圈 15、“O”形圈 16、“O”型圈 17、電磁線繞組18、釹鐵硼永磁體 19、軟磁鐵氧體 20、奧氏體擋板 21、小圓螺帽22、磁懸浮軸承 23、螺釘 24、螺釘 25、擋圈 26、備帽 27、上軸承蓋28、吊環(huán) 29、接線盒 30、螺釘 31、接線柱 32、接線板 33、接線盒蓋34、“O”型圈 35、殼體 36、鍵 37、螺釘 38、螺釘 39、軸承蓋40、下端蓋
權(quán)利要求1.一種永磁同步高速電機(jī)；其特征在于由殼體(35)、定子、轉(zhuǎn)子、上端蓋總成、下端蓋總成、機(jī)軸(1)、接線盒(29)所組成；定子固定安裝在殼體內(nèi)，由功率型錳鋅軟磁鐵氧體(19)制成的多層環(huán)形鐵心、電磁線繞組(17)組成；轉(zhuǎn)子由釹鐵硼永磁體(18)、馬氏體磁靴(5)、奧氏體結(jié)構(gòu)環(huán)(6)所組成，輪狀馬氏體磁靴(5)的槽內(nèi)按一定方向和數(shù)量嵌有釹鐵硼永磁體(18)，N組馬氏體磁靴(5)與N+1個(gè)奧氏體結(jié)構(gòu)環(huán)(6)互相鑲嵌，構(gòu)成二者相間排列的串聯(lián)組合，并通過鍵(36)、奧氏體擋板(3)和(20)、小圓螺帽(21)定位安裝于機(jī)軸(1)上；接線盒(29)通過螺柱、螺母(10)和“O”型圈(34)與殼體(35)密封固定連接；上端蓋總成通過螺釘(23)和“O”型圈(9)與殼體(35)固定密封連接，下端蓋總成通過螺釘(38)和“O”型圈(16)與殼體(35)固定密封連接；機(jī)軸(1)的上下兩端，分別通過磁懸浮軸承(22)、(2)與上、下端蓋(13)、(40)間活動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步高速電機(jī)；其特征在于定子鐵心由功率型錳鋅軟磁鐵氧體(19)沿軸向多層疊加及同層內(nèi)沿圓周方向的組合排列所構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步高速電機(jī)；其特征在于轉(zhuǎn)子中馬氏體磁靴(5)內(nèi)嵌釹鐵硼永磁體(18)的槽數(shù)和N之值因電機(jī)極數(shù)和型號(hào)而異。
專利摘要本實(shí)用新型所述的永磁同步高速電機(jī)是一種以變頻調(diào)速器為驅(qū)動(dòng)電源的可高速運(yùn)轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速可調(diào)的新型電機(jī)。其結(jié)構(gòu)由殼體、定子、轉(zhuǎn)子、上端蓋總成、下端蓋總成、機(jī)軸、接線盒所組成。定子鐵心由軟磁鐵氧體材料組合而成；轉(zhuǎn)子由釹鐵硼永磁體、馬氏體磁靴、奧氏體結(jié)構(gòu)環(huán)所組成，并定位安裝于機(jī)軸上。具有安全高效、高功率因數(shù)、低噪音、體積小、重量輕、成本低、使用方便、維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)，是高速牽引的理想設(shè)備。
文檔編號(hào)H02K21/14GK2560153SQ02247628
公開日2003年7月9日 申請(qǐng)日期2002年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月9日
發(fā)明者張金鐸 申請(qǐng)人:張金鐸