專利名稱：低轉速永磁同步電動機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種低轉速永磁同步電動機，主要用于工業 自動控制中作驅動元件。
背景技術：
電機是通過氣隙磁場進行機械能和電能相互轉換的電磁裝 置。提供電機磁場的方法有兩種， 一種是電勵磁，另一種是由永 磁體來產生磁場。電機采用電勵磁既需要專門的繞組和相應的裝 置，又需要不斷供給電勵磁電流的電源。而永磁體勵磁既可簡化 電機結構，又可節約能量。永磁體的永磁材料從第一代發展到現 在已進入第三代，即從鋁鎳鈷永磁材料到鐵氧體永磁材料，到現 在的稀土永磁材料，磁性能有了很大提高。隨著永磁材料性能的 提高，電機的設計計算、結構工藝和控制技術等方面也不斷進步。 如圖1所示的電動機為鋁鎳鈷磁鋼的電動機示意圖，為第一代鋁 鎳鈷永磁材料作為永磁體。而第三代永磁材料既稀土永磁材料作 為永磁體的低轉速永磁同步電動機也被廣泛應用。
現有的永磁同步電動機，在工頻電源頻率不變的情況下，要 降低電動機的轉速必需增加電動機的極對數。但是，要達到輸出500轉/分以下很難實現，尤其是小容量電動機。
發明內容
本實用新型主要解決稀土永磁材料作為永磁體勵磁的電動機 能輸出較低轉速即500轉/分~60轉/分的技術問題,進而提供一種采 用稀土永磁材料作為永磁體勵磁的低轉速永磁同步電動機。
本實用新型的低轉速永磁同步電動機包括有前端蓋、定子部 分、轉子部分及后端蓋；所述的定子部分由電機殼體、定子沖片疊壓成型的定子鐵芯和定子繞組構成，該電機殼體采用磁性材料； 所述的轉子部分由轉子磁軛I、磁鋼、轉子磁軛II和電機軸構成， 該轉子磁軛I、磁鋼和轉子磁軛II裝在電機軸上，該電機軸采用非 磁性材料；電機軸裝配在前端蓋和后端蓋上；所述的轉子磁軛I 和轉子磁軛II均為具有內空腔且一端封口的柱狀體，其外圓周上 均布有齒，兩轉子磁軛I和轉子磁軛II上的齒相對錯位，在封口 處具有電機軸裝配軸孔，磁鋼由轉子磁軛I和轉子磁軛II的封口 緊夾在其間。
上述的定子沖片上設有大齒、大槽，在大齒上設有小齒、小 槽；所述的定子繞組嵌入定子沖片的大槽內，之后整體壓入電機 殼體內。
上述轉子磁軛I和轉子磁軛II的軸孔上分別具有標記槽，并 且其外圓周上分別均布有齒和齒。
本實用新型的低轉速永磁同步電動機的工作原理是利用定子 部分和轉子部分的齒槽所造成的氣隙磁導變化而工作的。其同步 轉速(n)與電源頻率(f)、定子齒數[小齒數(Zl)、大齒數(Zd)]、 轉子齒數(Z2)和繞組極對數(P)之間關系如下n=60f/Z2， Z1=Z2+P， Zl=K*Zd， K盡量取正整數。
本實用新型的低轉速永磁同步電動機由于定子部分和轉子部 分上均布有齒，通過齒數改變可控制電動機的轉速，轉子部分的 轉動慣量比現有技術的轉動慣量減少約30%，電機的時間常數比 現有技術的轉動慣量減少約30%。電動機的快速響應的控制性能 將提高許多，電動機運轉時瞬時轉速更穩定。從而達到低轉速輸 出，輸出的轉速恒定、可靠。該電動機主要在工業自動控制中作 為驅動元件。該電機與現有技術比瞬時轉速更穩定；電機時間常 數更小，快速響應的控制性能更好；與普通永磁同步電動機相比， 不需要減速機構即可實現電動機低速工作的需要。


圖1是現有技術的鋁鎳鈷磁鋼的電動機示意圖2是本實用新型的示意圖3是本實用新型的定子沖片結構示意圖4是本實用新型轉子部分示意圖5是本實用新型中轉子磁軛I示意圖，其中圖5a為主視結構圖，圖5b為左視圖6是本實用新型中轉子磁軛II示意圖，其中圖6a為主視 結構圖，圖6b為右視圖。
具體實施方法
參見圖2所示，本實用新型的低轉速永磁同步電動機包括有 前端蓋l、定子部分2、轉子部分3及后端蓋4。定子部分2由電 機殼體21、定子沖片22疊壓成型的定子鐵芯和定子繞組23構成， 該電機殼體21采用磁性材料。所述的轉子部分3由轉子磁軛131、 磁鋼32、轉子磁軛1133和電機軸34構成，該電機軸34采用非磁 性材料。所述的轉子磁軛I31、磁鋼32和轉子磁軛1133裝在電機 軸34上。電機軸34通過軸承等可轉動地裝配在前端蓋1和后端 蓋4上，當接通電源后通過磁力作用即可帶動電機軸轉動。所述 的轉子磁軛131和轉子磁軛1133均為具有內空腔且一端封口的柱 狀體，其外圓周上均布有齒312和齒332，該齒312和齒332相對 錯位即齒槽相對安裝(參閱圖5和圖6)，在封口處具有電機軸裝 配軸孔，磁鋼32由轉子磁軛131和轉子磁軛1133的封口緊夾在其 間。
參見圖3，所述定子沖片22上設有大齒221、大槽222，在 大齒221上設有小齒223、小槽224。該由大齒221構成的大槽222 用于定子繞組23嵌入；所述的定子沖片22經疊壓成定子鐵芯。 所述的定子繞組23嵌入定子沖片22的大槽222內，之后整體壓 入電機殼體21內。
參見圖5，所述的轉子磁軛131為具有內空腔且一端封口的 柱狀體，在封口處具有電機軸裝配軸孔，所述的軸孔上具有標記 槽311，并且其外圓周上均布有齒312。參見圖6，同樣轉子磁軛1133也為具有內空腔且一端封口的柱狀體，在封口處具有電機軸 裝配軸孔，軸孔上具有標記槽331，并且其外圓周上均布有齒332。 其標記槽311和331用于方便準確地安裝或裝配，裝配時，兩標 記槽對準即可保證齒312和齒332錯位，即齒槽相對正。其齒312 和齒332的結構和數量相同，且安裝或裝配后齒312和齒332剛 好錯位。裝配時按照圖4所示順序，轉子磁軛131、磁鋼32、和 轉子磁軛1133固裝在電機軸34上，磁鋼32由轉子磁軛131和轉 子磁軛1133的封口緊夾在其間。
本實用新型的轉子部分中磁鋼的體積是現有技術的十分之 一，而兩轉子磁軛的固裝與現有技術相反，參見圖5所示。本示 例轉子部分的轉動慣量比現有技術的轉動慣量減少約30%，電機 的時間常數比現有技術的轉動慣量減少約30%。這樣一來電動機 的快速響應的控制性能將提高許多，電動機運轉時瞬時轉速更穩 定。
權利要求1、低轉速永磁同步電動機，包括有前端蓋(1)、定子部分(2)、轉子部分(3)及后端蓋(4)；所述的定子部分(2)由電機殼體(21)、定子沖片(22)疊壓成型的定子鐵芯和定子繞組(23)構成，該電機殼體(21)采用磁性材料；其特征在于所述的轉子部分(3)由轉子磁軛I(31)、磁鋼(32)、轉子磁軛II(33)和電機軸(34)構成，該轉子磁軛I(31)、磁鋼(32)和轉子磁軛II(33)裝在電機軸(34)上，該電機軸(34)采用非磁性材料；電機軸(34)裝配在前端蓋(1)和后端蓋(4)上；所述的轉子磁軛I(31)和轉子磁軛II(33)均為具有內空腔且一端封口的柱狀體，其外圓周上均布有齒(312)和齒(332)，該齒(312)和齒(332)相對錯位，在封口處具有電機軸裝配軸孔，磁鋼(32)由轉子磁軛I(31)和轉子磁軛II(33)的封口緊夾在其間。
2、 根據權利要求1所述的電動機，其特征在于所述 定子沖片(22)上設有大齒(221)、大槽(222)，在大齒(221) 上設有小齒(223)、小槽(224);所述的定子繞組(23)嵌 入定子沖片(22)的大槽(222)內，之后整體壓入電機殼 體(21)內。
3、 根據權利要求1或2所述的電動機，其特征在于 上述轉子磁軛I (31)和轉子磁軛II (33)的軸孔上分別具 有標記槽(311)和標記槽(331)。
專利摘要本實用新型為一種低轉速永磁同步電動機。主要在工業自動控制中作為驅動元件。它包括有前端蓋、定子部分、轉子部分及后端蓋；所述的定子部分由電機殼體、定子沖片疊壓成型的定子鐵芯和定子繞組構成，該電機殼體采用磁性材料；所述的轉子部分由轉子磁軛I、磁鋼、轉子磁軛II和電機軸構成，該轉子磁軛I、磁鋼和轉子磁軛II裝在電機軸上，該電機軸采用非磁性材料。該電機與現有技術比瞬時轉速更穩定；電機時間常數更小，快速響應的控制性能更好；與普通永磁同步電動機相比，不需要減速機構即可實現電動機低速工作的需要。
文檔編號H02K1/14GK201181893SQ20082010734
公開日2009年1月14日 申請日期2008年4月9日 優先權日2008年4月9日
發明者永 史 申請人:北京曙光紡科機電有限公司