一種臨界狀態結構的電機的製作方法
2023-04-28 22:45:16
專利名稱：一種臨界狀態結構的電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電動機領域，尤其涉及的是一種在結構上可實現矽鋼片、漆包線等主要電機材料工作在臨界狀態下的電機。
背景技術：
眾所周知，傳統電機的設計都是圍繞著國家電網的頻率進行設計，其優點是可以使電機的特性與國家電網的特性保持一致，並使電機的輸出轉速與電網同步或接近，這樣的應用較為通用，範圍也非常廣泛。但是，如今的材料科學已經有了很大的進步和提高，電子電路的技術也有了飛躍式的發展，傳統電機磁路的設計理念已經無法與現有的電機材料相匹配，不能完全充分利用現有的矽鋼片、漆包線等電機材料，造成了資源和能源上的浪費。因此，現有技術尚有待改進和發展。·
實用新型內容為解決上述技術問題，本實用新型提供一種臨界狀態結構的電機，可實現節能降耗、節約材料的目的。本實用新型的技術方案如下一種臨界狀態結構的電機，包括轉子和定子，所述定子採用矽鋼片製成定子鐵芯的定子齒，所述定子齒上纏繞有漆包線形成定子繞組，其中所述轉子上設有多個稀土永磁磁極，所述稀土永磁磁極在所述定子齒的包圍空間內可隨所述轉子一同轉動。所述的臨界狀態結構的電機，其中所述稀土永磁磁極呈瓦片狀包裹在所述轉子的側壁上，相鄰兩稀土永磁磁極的極性相反。所述的臨界狀態結構的電機，其中所述轉子的側壁上鋪滿瓦片狀的稀土永磁磁極。所述的臨界狀態結構的電機，其中所述稀土永磁磁極之間形成閉環導磁磁路。所述的臨界狀態結構的電機，其中所述轉子包括支撐所述稀土永磁磁極的導磁支架，用於使所述稀土永磁磁極形成閉環導磁磁路。所述的臨界狀態結構的電機，其中所述定子齒數量的範圍設在12 240個之間。所述的臨界狀態結構的電機，其中所述稀土永磁磁極數量的範圍設在8 80個之間。所述的臨界狀態結構的電機，其中所述矽鋼片採用鐵損值低於3W/KG的片材或卷材衝制。所述的臨界狀態結構的電機，其中所述漆包線通過升頻電路與工頻電網電源相連接，所述升頻電路用於將50Hz的工頻電網電源轉換成500Hz 2000Hz的中高頻電源。本實用新型所提供的一種臨界狀態結構的電機，由於在轉子上採用了稀土永磁磁極構成高密度強磁極電機，使得電機的運轉頻率設計在臨界段成為可能，而一旦電機的工作頻率提高後，所消耗的矽鋼片就會大幅度減少，也會相應減低定子齒上纏繞的漆包線數量，從而降低了電機的內阻，提高了電機的工作效率和耐衝擊性能，同時也降低了電機的發熱量，達到了節能降耗、節約材料的目的。
圖I是本實用新型臨界狀態結構電機的橫斷面結構示意圖。圖2是本實用新型臨界狀態結構電機的工作原理框圖。
具體實施方式
以下將結合附圖，對本實用新型的具體實施方式
和實施例加以詳細說明，所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，並非用於限定本實用新型的具體實施方式
。如圖I所示，圖I是本實用新型臨界狀態結構電機的橫斷面結構示意圖，該臨界狀 態結構的電機包括轉子160和定子110，所述定子110採用矽鋼片製成定子鐵芯的定子齒120，用於製成定子鐵芯的矽鋼片是產生電動勢的主體，在所述定子齒120上纏繞有漆包線130形成定子繞組，磁場主要通過所述定子齒120來進行傳導，其中，在所述轉子160上固定有多個稀土永磁磁極140，用於提供磁場源，該稀土永磁磁極140在所述定子齒120所包圍的內部空間內，可隨所述轉子160的轉動一同轉動。所述稀土永磁磁極140指的是，採用含有稀土元素鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、欽、鉺、銩、鐿、鑥、鈧或釔的永磁材料製作的磁極，例如，釹鐵硼永磁材料等；但是，需要說明的是，本實用新型的臨界狀態結構電機並非指的是本領域的稀土永磁無鐵芯電機。由於所述轉子160中的稀土永磁磁極140較多，由此可以提高電機的運轉頻率，在一定範圍內，用於製成定子鐵芯的矽鋼片，其單位重量的鐵損與頻率成正比，即頻率越聞，鐵損就越聞，而一旦超過其材料的最佳平衡點時，鐵損的上升比例將會大大聞過頻率上升的速度，由此矽鋼片的熱量就會大幅升高，嚴重時甚至會因為溫度過高而燒毀電機；依此可以將電機的工作頻率設計在適合矽鋼片最高承受力的臨界段上，既不會導致矽鋼片的熱量大幅上升，又大大提高了電機的材料利用率，使矽鋼片、漆包線等電機材料得到充分的利用，大大縮小了電機的體積和重量。在本實用新型臨界狀態結構電機的優選實施方式中，具體的，如圖I所示，所述稀土永磁磁極140呈瓦片狀包裹在所述轉子160的側壁上，相鄰兩稀土永磁磁極140的極性相反；較好的是，所述轉子160的側壁上鋪滿瓦片狀的稀土永磁磁極140，由此可以充分利用電機的內部空間。較好的是，所述稀土永磁磁極140之間可形成閉環導磁磁路，以避免產生漏磁的現象，進一步提聞電機的工作效率。具體的，如圖I所示，所述轉子160包括支撐所述稀土永磁磁極140的導磁支架150，用於使所述稀土永磁磁極140形成閉環導磁磁路。所述導磁支架150也可隨所述轉子160 一同轉動。具體的，所述定子齒120數量的範圍設在12 240個之間，和/或，所述稀土永磁磁極140數量的範圍設在8 80個之間。兩者具體數量的選擇和搭配可根據實際情況綜合確定。[0026]較好的是，為進一步降低定子鐵芯的鐵損，所述矽鋼片採用鐵損值低於3W/KG的片材或卷材衝制。如果本實用新型的臨界狀態電機不能工作在較高頻率的電源下，而是採用傳統的工頻電源供電，則可以另外採用一個升頻電路，將50Hz的工頻電網電源轉換成500Hz^2000Hz的中高頻電源後，再連接到臨界狀態結構電機的漆包線上。因所述升頻電路的作用僅僅是提高電源的頻率，其具體電路構造並非本實用新型的發明點所在，故在此不再贅述。結合圖2所示，圖2是本實用新型臨界狀態結構電機的工作原理框圖，工頻電網電源經過升頻電路提高電源的頻率後，給高磁密磁極電機總成即本實用新型的臨界狀態結構電機供應電力，電機工作在中高頻段，電機的設計頻率與供電頻率相一致，而當與電機設計的頻率一致時，電機的機械輸出特性完全和普通電機一樣，可以保證在各種同步轉速或其他轉速的情況下運轉；儘管電機的運轉頻率較高，但該電機輸出的機械特性依然和傳統電機輸出的轉速扭矩特性保持一致，因此，所述升頻電路的轉換對於臨界狀態結構電機在產品中的應用並不會造成任何影響，反而會通過本技術的實施達到節能和降耗的效果。與現有技術中的電機相比，本實用新型所提供的一種臨界狀態結構的電機，由於·在轉子上採用了稀土永磁磁極構成高密度強磁極電機，使得電機的運轉頻率設計在臨界段成為可能，而一旦電機的工作頻率提高後，所消耗的矽鋼片就會大幅度減少，也會相應減低定子齒上纏繞的漆包線數量，從而降低了電機的內阻，提高了電機的工作效率和耐衝擊性能，同時也降低了電機的發熱量，達到了節能降耗、節約材料的目的。應當理解的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不足以限制本實用新型的技術方案，對本領域普通技術人員來說，在本實用新型的精神和原則之內，可以根據上述說明加以增減、替換、變換或改進，而所有這些增減、替換、變換或改進後的技術方案，都應屬於本實用新型所附權利要求的保護範圍。
權利要求1.一種臨界狀態結構的電機，包括轉子和定子，所述定子採用矽鋼片製成定子鐵芯的定子齒，所述定子齒上纏繞有漆包線形成定子繞組，其特徵在於所述轉子上設有多個稀土永磁磁極，所述稀土永磁磁極在所述定子齒的包圍空間內可隨所述轉子一同轉動。
2.根據權利要求I所述的臨界狀態結構的電機，其特徵在於所述稀土永磁磁極呈瓦片狀包裹在所述轉子的側壁上，相鄰兩稀土永磁磁極的極性相反。
3.根據權利要求2所述的臨界狀態結構的電機，其特徵在於所述轉子的側壁上鋪滿瓦片狀的稀土永磁磁極。
4.根據權利要求I所述的臨界狀態結構的電機，其特徵在於所述稀土永磁磁極之間形成閉環導磁磁路。
5.根據權利要求4所述的臨界狀態結構的電機，其特徵在於所述轉子包括支撐所述稀土永磁磁極的導磁支架，用於使所述稀土永磁磁極形成閉環導磁磁路。
6.根據權利要求I所述的臨界狀態結構的電機，其特徵在於所述定子齒數量的範圍設在12 240個之間。
7.根據權利要求I所述的臨界狀態結構的電機，其特徵在於所述稀土永磁磁極數量的範圍設在8 80個之間。
8.根據權利要求I所述的臨界狀態結構的電機，其特徵在於所述矽鋼片採用鐵損值低於3W/KG的片材或卷材衝制。
9.根據權利要求I至8中任一項所述的臨界狀態結構的電機，其特徵在於所述漆包線通過升頻電路與工頻電網電源相連接，所述升頻電路用於將50Hz的工頻電網電源轉換成500Hz 2000Hz的中高頻電源。
專利摘要本實用新型公開了一種臨界狀態結構的電機，包括轉子和定子，所述定子採用矽鋼片製成定子鐵芯的定子齒，所述定子齒上纏繞有漆包線形成定子繞組，其中所述轉子上設有多個稀土永磁磁極，所述稀土永磁磁極在所述定子齒的包圍空間內可隨所述轉子一同轉動。由於在轉子上採用了稀土永磁磁極構成高密度強磁極電機，使得電機的運轉頻率設計在臨界段成為可能，而一旦電機的工作頻率提高後，所消耗的矽鋼片就會大幅度減少，也會相應減低定子齒上纏繞的漆包線數量，從而降低了電機的內阻，提高了電機的工作效率和耐衝擊性能，同時也降低了電機的發熱量，達到了節能降耗、節約材料的目的。
文檔編號H02K1/27GK202488314SQ20122012462
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月29日 優先權日2012年3月29日
發明者段濤, 白萍 申請人:深圳市竹祥科技有限公司