一种低速永磁同步电机制造技术

一种低速永磁同步电机，其复合永磁转子上的永磁磁极采用高磁能积、高矫顽力的永磁材料制成，且在其２Ｐ个磁极中，仅有Ｐ个磁极（Ｓ或Ｎ）为含磁源磁极，其上装有永磁体；而另外Ｐ个无磁源磁极由导磁材料构成。该种低速永磁同步电机所用永磁材料少，加工费用低，输出比力矩大，适用于有低速要求的各类微型电动装置上。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种低速永磁同步电机。现有技术微型低速永磁同步电机的定子为有励磁线圈的爪极结构，其转子上装有永磁磁极，永磁磁极一般均采用多极磁环。常见的多极磁环有二种，一种是用铁氧体永磁材料制成的，另一种是用粘接钕铁硼永磁材料制成的。这类微型低速永磁同步电机由于不需变速或稳速机构而在诸多场合下得到广泛的应用。但现有技术的低速永磁同步电机存在着许多不足和缺陷，主要表现在1.采用铁氧体永磁磁环制成的低速永磁同步电机由于铁氧体永磁材料磁能积低、矫顽力小，使得整个电机的材料利用率低、体积大、易失磁。2.采用粘接钕铁硼永磁磁环制成的低速永磁同步电机由于粘接钕铁硼永磁材料的磁能积比铁氧体永磁材料高三倍左右，上述缺点有所克服。但随着永磁材料磁性能的提高，粘接钕铁硼磁环的径向厚度却受到现有加工工艺和材料强度的限制，太簿的永磁磁环在生产、充磁、使用时也易损易碎。所以现有技术中电机的粘接钕铁硼磁环均比实际设计所需磁环的厚度大(一般大于5mm)。总体上造成永磁材料的利用率低、成本高。本技术的目的在于避免上述现有技术中的不足而提供一种利用现有高磁能积、高矫顽力永磁材料的特点设计的低速永磁同步电机。本技术的目的可以通过以下措施来实现。概括地说，本技术低速永磁同步电机是通过对电机主磁回路的优化设计、充分利用材料磁能，合理排序来实现的。具体的说，就是在电机永磁转子结构设计中，采用适当集中磁势的方法，把含有2P个磁极的永磁磁环用由P个永磁体构成的复合永磁转子来替代。本技术所述的低速永磁同步电机与现有技术相比，其复合永磁转子，只有一种极性均磁极(S或N)上装有永磁体，该磁极为含磁源磁极。另外一种极性的磁极为无磁源磁极，只由导磁材料构成。含磁源磁极为整个闭合主磁回路提供全部磁势，无磁源磁极只在主磁回路中起磁路闭合作用，不提供磁势。电机的复合永磁转子为凸极结构。这种结构的优势在于1.含磁源磁极上的永磁体可以根据设计需要和永磁材料生产的工艺要求加工成型，由于是凸极结构，加之只有一种极性的磁极上装有永磁体，与现有技术的低速永磁同步电机上采用的多极磁环相比，其永磁材料的单台电机用量，本技术只有六分之一左右。这样，使得单台电机的永磁材料用量及生产成本大大降低。2.根据上述方法设计的低速永磁同步电机的复合永磁转子，只有一种极性的磁极上装有永磁体，永磁体的面积厚度比适宜，这样即保证了永磁体在生产和使用中不易破损，又增强了电机的抗退磁能力。另外，电机主磁回路中磁势的适度集中，有利于在磁路设计时把永磁体工作点设计到最佳工作区内。从而使电机的损耗小、效率高。从上述叙述可以看出，本技术低速永磁同步电机主磁路的每一个闭合回路均是由一个含磁源磁极上的永磁体单独来提供磁势的。这从本质上有别于现有技术的磁路结构，即由两个磁势相等的磁极共同提供磁势。以下结合附图对本技术低速永磁同步电机作进一步的描述附图说明图1现有技术的低速永磁同步电机多极转子截面示意图图2本技术中极数2P为8的低速永磁同步电机的复合永磁转子截面示意图图中1--转轴 2--无磁源磁极 3--含磁源磁极4--永磁多极磁环5--转子磁轭图1为现有技术的低速永磁同步电机多极转子示意图，从图中可以看出，永磁多极磁环(4)装在转子上，相对于爪极定子，永磁多极磁环(4)表现为4个N极和4个S极，且间隔排列，多极永磁磁极为隐极结构。图2为本技术低速永磁同步电机的复合永磁转子示意图，从图中可以看出，在本技术的8极复合永磁转子上，有4个含磁源磁极(3)是由永磁体构成，另外4个无磁源磁极(2)则由导磁材料构成。带有永磁体的含磁源磁极(3)与由导磁材料构成的无磁源磁极(2)间隔排列。且相对于爪极定子，4个含磁源磁极(3)所表现的极性一致。这样，在由含磁源磁极(3)、气隙、爪极定子、气隙、无磁源磁极(2)、转子磁轭(5)等构成的主磁回路中，只有一个集中磁源为磁路提供所需磁势。由于适度集中后的磁路总磁势大于现有技术中单个磁极提供的磁势，在优化设计电机磁路的基础上，本技术中单块永磁体的面积厚度比适宜而不易损伤和破碎。同时，由于复合永磁转子为凸极结构且只有P个磁极上装有永磁体，因此，整台电机所用的永磁材料总量为现有技术中可比低速永磁同步电机所用永磁材料的六分之一。这样，既解决了现有技术中分散磁源设计方案带来的永磁材料利用率低的缺点，节省了单台电机永磁材料的用量，降低了电机的生产成本，又提高了电机的性能和效率。结合附图，本技术的低速永磁同步电机是在电机的2P个磁极中，只有P个含磁源磁极由永磁体构成，另外P个无磁源磁极是由导磁材料构成，电机极数为大于4且小于40的偶数。本技术的优点是可以在提高电机性能的同时，降低单台电机的永磁材料用量。从而扩大了电机的使用范围，降低了电机的成本，有利于电机的大批量生产。权利要求1.一种低速永磁同步电机，由爪极定子和复合永磁转子等组成，其复合永磁转子由转子磁轭、永磁体、导磁材料等构成，其特征在于在电机的复合永磁转子上的2P个磁极中，有P个含磁源磁极和P个无磁源磁极，含磁源磁极由永磁体构成，无磁源磁极由导磁材料构成。2.根据权利要求1所述的低速永磁同步电机，其特征在于复合永磁转子上的含磁源磁极与无磁源磁极相互间隔排列，且含磁源磁极上装有的永磁体相对于爪极定子表现为同一极性。3.根据权利要求1所述的低速永磁同步电机，其特征在于电机极数为大于4且小于40的偶数，在由含磁源磁极、气隙、爪极定子、气隙、无磁源磁极、转子磁轭等构成的主磁回路中，只有一个集中磁源为磁路提供所需磁势。专利摘要一种低速永磁同步电机，其复合永磁转子上的永磁磁极采用高磁能积、高矫顽力的永磁材料制成，且在其2P个磁极中，仅有P个磁极(S或N)为含磁源磁极，其上装有永磁体；而另外P个无磁源磁极由导磁材料构成。该种低速永磁同步电机所用永磁材料少，加工费用低，输出比力矩大，适用于有低速要求的各类微型电动装置上。文档编号H02K1/27GK2268333SQ9620190公开日1997年11月19日 申请日期1996年2月2日 优先权日1996年2月2日专利技术者刘长安 申请人:包头市永磁电机研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低速永磁同步电机，由爪极定子和复合永磁转子等组成，其复合永磁转子由转子磁轭、永磁体、导磁材料等构成，其特征在于：在电机的复合永磁转子上的２Ｐ个磁极中，有Ｐ个含磁源磁极和Ｐ个无磁源磁极，含磁源磁极由永磁体构成，无磁源磁极由导磁材料构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长安，
申请(专利权)人：包头市永磁电机研究所，
类型：实用新型
国别省市：15[中国|内蒙]