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CN1472873A - 一种稀土永磁无刷直流电机 - Google Patents

一种稀土永磁无刷直流电机 Download PDF

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Abstract

本发明是一种稀土永磁无刷直流电机。为克服现有技术中存在的电机转子重量较重、装配工艺性差的缺陷，本发明用导磁材料做转子轭，将转子轭紧套在“工”字形的转子支架上，用瓦形稀土永磁钢作磁极紧贴在带有定位止口的转子轭的外表面，在磁极的外表面紧箍一个外紧圈，在转子轭的两侧分别装有多功能环形转子端板。本发明除拥有稀土永磁电机的常规优点外，还进一步减轻了重量、提高了重量比功率，可作为电动汽车的驱动电机。

Description

一种稀土永磁无刷直流电机
(一)技术领域
本发明涉及一种稀土永磁无刷直流电机。特别是涉及一种稀土永磁无刷直流电机的定子和转子。
(二)背景技术
目前，国际上在电动汽车驱动系统方面研制成功的稀土永磁无刷直流电机，与传统的交流异步电机相比较具有高效节能、体积小、重量轻、输出扭矩大、过载能力强、性能优越、运行平稳的优点。这些优点使电动汽车在同样的储能下可以发挥更长的续驶里程，使电动汽车起动运行平稳、乘坐舒适。但现有技术的稀土永磁无刷直流电机在转子结构上存在缺陷，没有充分挖掘潜力减轻重量，造成电机转子重量较重、工艺性较差，给电机的装配及动平衡校验带来不便。
(三)发明内容
为克服现有稀土永磁无刷直流电机技术中存在的电机转子重量较重、工艺性差等缺陷，本发明提出一种稀土永磁无刷直流电机。
本发明的稀土永磁无刷直流电机，主要由嵌有电枢绕组的电机定子和装有瓦形稀土永磁钢的电机转子组成。
电机定子铁芯是用若干定子冲片叠压而成，叠压时若干定子冲片沿圆周方向逐渐过渡，呈螺旋状叠放，并扭斜一个槽距角。
电机转子是针对径向激磁方式的电机磁路特点进行设计，用导磁材料做转子轭，转子轭紧套在转子支架上，为防止转子轭与转子支架的相对转动或轴向窜动，在转子轭与转子支架两端侧面的配合缝上，分别对称骑缝埋入若干个螺钉。为有效地减轻电机转子的重量，转子支架为双圆环形，其剖面为“工”字形，转子支架中间的支撑筋上开有若干个减重孔。转子磁极为若干紧贴在转子轭外表面的瓦形稀土永磁钢，在磁极的外圆周表面装有非导磁材料或低导磁材料制成的转子外紧圈。在转子轭的两端侧面分别装有非导磁材料制成的转子端板，以便从机械结构方面充分保护瓦形稀土永磁钢。
为了改善电机生产中的装配工艺问题，本发明电机的转子轭的外圆周表面两端分别有凸出的圆止口台阶，可防止瓦形稀土永磁钢装配时的轴向移位，具有很好的止推和定位作用。
本发明的转子轭两端侧面在圆周上均匀分布若干螺纹孔，而转子端板在与转子轭相对应的圆周上亦均匀分布同数量的螺钉穿孔。利用这些螺钉孔，既可以实现转子端板与转子轭的固定连接，亦可满足电机转子校验动平衡的需要。
转子端板的外径大于转子外紧圈的内径，小于或等于转子外紧圈的外径，使得转子端板能起到防止转子外紧圈的轴向移动；转子端板的内径小于转子轭的内径，既可防止转子轭与转子支架配合缝上的螺钉松动脱离，又能阻止转子轭与转子支架的轴向移动。
本发明对于稀土永磁无刷直流电机减轻重量、提高重量比功率、提高制造装配工艺性、提高结构安全可靠性具有显著效果，提高了稀土永磁无刷直流电机性能指标，并可以方便地制造成多极结构的电机。
(四)附图说明
图1是稀土永磁无刷直流电机的结构剖面示意图；
图2是稀土永磁无刷直流电机的定子冲片示意图；
图3是稀土永磁无刷直流电机的定子铁芯示意图；
图4是稀土永磁无刷直流电机的转子支架示意图；
图5是稀土永磁无刷直流电机的转子轭示意图；
图6是稀土永磁无刷直流电机的转子端板示意图；
图7是稀土永磁无刷直流电机的转子外紧圈示意图。
(五)具体实施方式
本实施例是一台额定功率为15kW(峰值功率为35kW)的混合动力轿车用稀土永磁无刷直流电机。
该稀土永磁无刷直流电机由一个嵌有电枢绕组1的电机定子、一个装有瓦形稀土永磁钢8的电机转子、两个端盖3、壳体7及两个轴承11等组成。
电机定子由电枢绕组1和定子铁芯2构成。定子铁芯2是用200片厚度为0.5mm的硅钢片材料制成的定子冲片13叠压而成，定子冲片13上均匀分布着36个槽，相邻槽距角为10度；叠压时将定子冲片13沿圆周方向逐渐过渡螺旋叠放，使其构成的定子铁芯2内任意一个槽的两端口在轴向的投影为沿圆周方向扭斜一个槽距角10度。
电机转子轭4用10号钢作为导磁材料制成，中部外径为126mm，内径17为112mm，轴向厚度为103mm。转子轭4的两端侧面在直经为119mm的圆周上分别均匀分布24个M4的螺纹孔16，并且在转子轭4的外圆周表面两端分别有一个凸出的圆止口台阶15，该圆止口台阶15的径向凸出高为2mm，轴向厚度为1.5mm，可防止瓦形稀土永磁钢8装配时的轴向移位，具有很好的止推和定位作用。
转子支架10用45#钢制成，转子支架10的剖面形状为“工”字形，轴向厚度为103mm。转子支架10的轴向视图为双圆环形，其外环的外径为112mm，内径为100mm；内环的外径为47mm，内径为35mm，两环之间有厚度为10mm的支撑筋板，该支撑筋板上开有4个直径为25mm的减重孔14。
转子端板5用硬铝作为非导磁材料制成，其外径18为134mm，内径20为100mm。转子端板5在与转子轭4相对应的直经为119mm的圆周上亦均匀分布24个适合M4螺钉穿过的穿孔19。
转子外紧圈6用不锈钢制成，其外径21为134mm，内径22为132mm。该转子外紧圈6具有较高的抗拉强度，以便在电机高速运转时保护瓦形稀土永磁钢8不因离心力的作用而脱落。
装配时：
转子轭4紧套在转子支架10上，将6片分别为N、S极性的瓦形稀土永磁钢8按N极S极相间规律用高温环氧胶粘贴在转子轭4的外表面，在瓦形稀土永磁钢8的外圆周表面紧箍转子外紧圈6，在转子轭4的两端侧面分别装上转子端板5，以便从机械结构方面充分保护瓦形稀土永磁钢8。
转子轭4的内圆表面与转子支架10的外圆表面紧密配合，在该组件两端侧面的圆形配合缝上，分别对称骑缝埋入两个M4开口紧定螺钉12，以防止转子轭4与转子支架10的相对转动或轴向窜动。
在转子轭4的两端侧面分别用四个M4螺钉9通过螺钉穿孔19和螺纹孔16，对称地将转子端板5固定在转子轭4上，该转子端板5既可以防止转子外紧圈6和转子支架10的轴向移动，亦能防止转子轭4与转子支架10配合缝上的螺钉12松动脱离。其余螺纹孔16作为电机转子校验动平衡时加减重量用，可根据需要安装螺钉。
在完成上述制作和装配后，其它零部件的制作和装配按常规进行。
本实施例适合电动或发电两种工况运行，高效节能、体积小、重量轻、输出扭矩大、过载能力强、性能优越、运行平稳可靠。

Claims (4)

1.一种稀土永磁无刷直流电机，包括电机定子和电机转子，其特征在于：
a.定子铁芯(2)的若干定子冲片(13)在叠压时沿圆周方向螺旋叠放；
b.电机转子的磁极为若干紧贴在转子轭(4)外表面的瓦形稀土永磁钢(8)，在磁极的外圆周表面装有用非导磁材料或低导磁材料制成的转子外紧圈(6)；
c.转子轭(4)用导磁材料制成，套装在转子支架(10)上，在转子轭(4)的两端侧面分别装有用非导磁材料制成的转子端板(5)；
d.转子轭(4)的外圆周表面两端分别有凸出的圆止口台阶(15)，并且转子轭(4)两端侧面在圆周上均匀分布若干螺纹孔(16)，转子端板(5)在与转子轭(4)相对应的圆周上亦均匀分布同数量的螺钉穿孔(19)。
2.根据权利要求1所述的稀土永磁无刷直流电机，其特征在于转子支架(10)为双圆环形，其剖面为“工”字形，中间的支撑筋上开有若干个孔(14)。
3.根据权利要求1所述的稀土永磁无刷直流电机，其特征在于转子端板(5)的外径(18)大于转子外紧圈(6)的内径(22)、小于或等于转子外紧圈(6)的外径(21)；转子端板(5)的内径(20)小于转子轭(4)的内径(17)。
4.根据权利要求1所述的稀土永磁无刷直流电机，其特征在于转子轭(4)与转子支架(10)的两端侧面配合缝上，分别对称骑缝埋入若干个螺钉(12)。
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