稀土永磁體外轉子輪式電機的製作方法
2023-10-08 10:39:14 1
專利名稱：稀土永磁體外轉子輪式電機的製作方法
技術領域：
本實用新型與用稀土永磁材料作為磁體的同步電動機和發電機有關。
已有的永磁體外轉子電機為利用稀土永磁材料設計的高速同步電機，包括有定子和轉子兩部分。定子位於電機中間，定子上裝有單相或三相繞組，其電磁結構與繞線式電機轉子相同，通過兩側的固定法蘭31出接線端。外側的轉子由非磁性鋼材製成的外殼及其內壁上粘結的稀土永磁材料製成的環狀磁極兩部分構成，通過高速軸承支承在定子上作自由旋轉。環狀磁極是由許多個磁體疊合而成，沿整個外殼內壁粘合形成環狀筒體再充磁形成磁極。製作較複雜，自重較重。電機散熱不易，故障較多，已有的永磁體外轉子電機均作單一的直流或交流電驅動。作為電動機使用時，轉子的一側需裝齒輪、渦杆等傳動零件，傳動結構複雜。已有的永磁體外轉子電機一般只能作電動機使用，如需作為發電機使用需配套零件、功能較單一。
本實用新型的目的是提供一種結構簡單，自重輕，故障率低，功能多樣，操作方便，節能，適於電動車輛驅動的稀土永磁體外轉子輪式電機。
本實用新型是這樣實現的由固定於殼體1內側，集中對稱布置的兩組稀土釹鐵硼燒結永磁體2構成轉子，由固定在軸4上的繞組3構成定子，轉子側面板7通過軸承5與軸連接並繞軸轉動，轉子與繞組3保持均勻的間隙，殼體1的凸緣10有連接件6沿軸向或徑向與相關轉輪緊固連接，繞組3結線沿軸向絕緣引出電氣接線，分別與電源和逆變器連接。
本實用新型每組永磁體2的中心角為90°-120°，其內、外弧面均在園柱面上。
本實用新型的繞組3的外圍電路由CPU晶片控制。
本實用新型轉子採用稀土釹鐵硼燒結永磁體布置在旋轉的外殼上構成，定子由鐵芯固定在軸上，嵌入三相繞組構成，運行中不作轉動。既可作為電動機使用，也可作為發電機使用。作為電動機使用時可由直流電或交流電驅動，功能多樣，使用方便。當繞組通入三相交流電時，驅動永磁體外轉子轉動，是為電動機運行。轉速隨交流電的頻率變化而改變。當永磁體外轉子在外力或慣性驅動旋轉時，繞組隨轉速不同而產生不同頻率的交流電壓，可以通過專用電路輸出，此時，本實用新型是作為發電機運行。當電源為直流時(如蓄電池)，電流通過電路上的逆變器轉換成三相交流，輸入繞組則永磁轉子同樣隨此交流電的不同頻率而以不同轉速轉動；反之，當轉子旋轉進行發電時，輸出的三相交流電通過整流轉換為直流即可向直流電源送電，比如為蓄電池充電。專用電路中的交直流互換，輸入電機的交流電的頻率變換和控制均由電路中的CPU晶片進行，只須通過鍵盤發出簡單的指令即可隨意操作。本實用新型功能多樣，操作方便。轉子永磁體採用稀土釹鐵硼(NaFeB)配方燒結體，用二組對稱布置，製造容易，結構簡單。自重輕，散熱好，故障少。電機低速特性好，動態響應快，力矩波動小，過載能力強，電機效率高於85％，本實用新型的殼體可直接作為車輪的輪轂，用於車輛驅動將繁鎖的變速、差動機構省去，代定以無磨損，無機械損耗，無聲的電路控制，可廣泛適用於雙輪、三輪、四輪電動車輛的驅動。本實用新型作為電動車輛驅動的上坡能力強，在高速行駛後的慣性行駛和下坡時，電機的發電運行可以將繞組產生的電流經電路轉換後向車載電源反送，如電源為蓄電池則形成向電池組的浮充電，這不僅可以回收部分電能而節能，而且使一次充電後行駛裡程加大。
圖1為本實用新型的結構圖。
圖2為圖1A-A視圖。
如下是本實用新型的實施例金屬剛性殼體1既作為電機的外殼，又作為車輪的輪轂，在其環形內腔園弧面嵌置集中對稱的兩組稀土釹鐵硼(NaFeB)永磁體2。每組永磁體2視電機功率大小可使用單體或使用多塊不同體積的組合，但外觀都應為中心夾角90°-120°的規範整潔，線條均稱、楞角、截面齊平的弧形體，其內外弧面應各在一個完整的園柱面上。永磁體與外殼的連接可以採用永磁體上開孔穿螺栓方式，或槽楔粘結，嵌壓方式，但必須牢固。
轉子側面板7既是電機的密封保持層，也是磁體環面的固定支持件，還是電機轉子的力矩傳動件，必須具有足夠的強度和剛度，能承受腐蝕、敲打，表面密封性能好，並耐清洗。側面板7通過軸承5與軸4相連接，構成繞軸4旋轉的轉動付。
繞組3由常規的鐵芯和銅線製作，緊固於軸4的表面。整體為規則的園柱嵌線體。其園柱面與稀土永磁體在轉子上形成的園柱面之間保持一道均勻的動態間隙，繞組結線沿軸向絕緣引出到相關的電氣樁頭，分別傳向電源或逆變器。
密封板8通過螺栓與殼體1連接。
權利要求1.一種稀土永磁體外轉子輪式電機，其特徵在於由固定於殼體(1)內側，集中對稱布置的兩組稀土釹鐵硼燒結永磁體(2)構成轉子，由固定在軸(4)上的繞組(3)構成定子，轉子側面板(7)通過軸承(5)與軸連接並繞軸轉動，轉子與繞組(3)保持均勻的間隙，殼體(1)的凸緣(10)有連接件(6)沿軸向或徑向與相關轉輪緊固連接，繞組(3)結線沿軸向絕緣引出電氣接線，分別與電源和逆變器連接。
2.根據權利要求1所述的稀土永磁體外轉子輪式電機，其特徵在於每組永磁體(2)的中心角為90°-120°，其內、外弧面均在園柱面上。
3.根據權利要求1或2所述的稀土永磁體外轉子輪式電機，其特徵在於繞組(3)的外圍電路由CPU晶片控制。
專利摘要本實用新型為一種稀土永磁體外轉子輪式電機。由固定於殼體1內側,集中對稱布置的兩組稀土釹鐵硼燒結永磁體2構成轉子。由固定在軸4上的繞組3構成定子。轉子側面板7通過軸承5與軸4連接並繞軸轉動,轉子與繞組3保持均勻的間隙。殼體1的凸緣有連接件6沿軸向或徑向與相關轉輪緊固連接。繞組3結線沿軸向絕緣引出電氣接線樁,分別與電源和逆變器連接。可作為電動車輛的驅動裝置和發電機使用。
文檔編號H02K1/27GK2276687SQ96233949
公開日1998年3月18日 申請日期1996年10月28日 優先權日1996年10月28日
發明者曾懷謀, 甘順鈴 申請人:曾懷謀