低转速永磁同步电动机制造技术

本实用新型专利技术为一种低转速永磁同步电动机。主要在工业自动控制中作为驱动元件。它包括有前端盖、定子部分、转子部分及后端盖；所述的定子部分由电机壳体、定子冲片叠压成型的定子铁芯和定子绕组构成，该电机壳体采用磁性材料；所述的转子部分由转子磁轭Ⅰ、磁钢、转子磁轭Ⅱ和电机轴构成，该转子磁轭Ⅰ、磁钢和转子磁轭Ⅱ装在电机轴上，该电机轴采用非磁性材料。该电机与现有技术比瞬时转速更稳定；电机时间常数更小，快速响应的控制性能更好；与普通永磁同步电动机相比，不需要减速机构即可实现电动机低速工作的需要。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种低转速永磁同步电动机，主要用于工业 自动控制中作驱动元件。
技术介绍
电机是通过气隙磁场进行机械能和电能相互转换的电磁装 置。提供电机磁场的方法有两种， 一种是电励磁，另一种是由永 磁体来产生磁场。电机采用电励磁既需要专门的绕组和相应的装 置，又需要不断供给电励磁电流的电源。而永磁体励磁既可简化 电机结构，又可节约能量。永磁体的永磁材料从第一代发展到现 在已进入第三代，即从铝镍钴永磁材料到铁氧体永磁材料，到现 在的稀土永磁材料，磁性能有了很大提高。随着永磁材料性能的 提高，电机的设计计算、结构工艺和控制技术等方面也不断进步。 如图1所示的电动机为铝镍钴磁钢的电动机示意图，为第一代铝 镍钴永磁材料作为永磁体。而第三代永磁材料既稀土永磁材料作 为永磁体的低转速永磁同步电动机也被广泛应用。现有的永磁同步电动机，在工频电源频率不变的情况下，要 降低电动机的转速必需增加电动机的极对数。但是，要达到输出500转/分以下很难实现，尤其是小容量电动机。
技术实现思路
本技术主要解决稀土永磁材料作为永磁体励磁的电动机 能输出较低转速即500转/分~60转/分的技术问题,进而提供一种采 用稀土永磁材料作为永磁体励磁的低转速永磁同步电动机。本技术的低转速永磁同步电动机包括有前端盖、定子部 分、转子部分及后端盖；所述的定子部分由电机壳体、定子冲片叠压成型的定子铁芯和定子绕组构成，该电机壳体采用磁性材料； 所述的转子部分由转子磁轭I、磁钢、转子磁轭II和电机轴构成， 该转子磁轭I、磁钢和转子磁轭II装在电机轴上，该电机轴采用非 磁性材料；电机轴装配在前端盖和后端盖上；所述的转子磁轭I 和转子磁轭II均为具有内空腔且一端封口的柱状体，其外圆周上 均布有齿，两转子磁轭I和转子磁轭II上的齿相对错位，在封口 处具有电机轴装配轴孔，磁钢由转子磁轭I和转子磁轭II的封口 紧夹在其间。上述的定子冲片上设有大齿、大槽，在大齿上设有小齿、小 槽；所述的定子绕组嵌入定子冲片的大槽内，之后整体压入电机 壳体内。上述转子磁轭I和转子磁轭II的轴孔上分别具有标记槽，并 且其外圆周上分别均布有齿和齿。本技术的低转速永磁同步电动机的工作原理是利用定子 部分和转子部分的齿槽所造成的气隙磁导变化而工作的。其同步 转速(n)与电源频率(f)、定子齿数、 转子齿数(Z2)和绕组极对数(P)之间关系如下n=60f/Z2， Z1=Z2+P， Zl=K*Zd， K尽量取正整数。本技术的低转速永磁同步电动机由于定子部分和转子部 分上均布有齿，通过齿数改变可控制电动机的转速，转子部分的 转动惯量比现有技术的转动惯量减少约30%，电机的时间常数比 现有技术的转动惯量减少约30%。电动机的快速响应的控制性能 将提高许多，电动机运转时瞬时转速更稳定。从而达到低转速输 出，输出的转速恒定、可靠。该电动机主要在工业自动控制中作 为驱动元件。该电机与现有技术比瞬时转速更稳定；电机时间常 数更小，快速响应的控制性能更好；与普通永磁同步电动机相比， 不需要减速机构即可实现电动机低速工作的需要。附图说明图1是现有技术的铝镍钴磁钢的电动机示意图2是本技术的示意图3是本技术的定子冲片结构示意图4是本技术转子部分示意图5是本技术中转子磁轭I示意图，其中图5a为主视结构图，图5b为左视图6是本技术中转子磁轭II示意图，其中图6a为主视 结构图，图6b为右视图。具体实施方法参见图2所示，本技术的低转速永磁同步电动机包括有 前端盖l、定子部分2、转子部分3及后端盖4。定子部分2由电 机壳体21、定子冲片22叠压成型的定子铁芯和定子绕组23构成， 该电机壳体21采用磁性材料。所述的转子部分3由转子磁轭131、 磁钢32、转子磁轭1133和电机轴34构成，该电机轴34采用非磁 性材料。所述的转子磁轭I31、磁钢32和转子磁轭1133装在电机 轴34上。电机轴34通过轴承等可转动地装配在前端盖1和后端 盖4上，当接通电源后通过磁力作用即可带动电机轴转动。所述 的转子磁轭131和转子磁轭1133均为具有内空腔且一端封口的柱 状体，其外圆周上均布有齿312和齿332，该齿312和齿332相对 错位即齿槽相对安装(参阅图5和图6)，在封口处具有电机轴装 配轴孔，磁钢32由转子磁轭131和转子磁轭1133的封口紧夹在其 间。参见图3，所述定子冲片22上设有大齿221、大槽222，在 大齿221上设有小齿223、小槽224。该由大齿221构成的大槽222 用于定子绕组23嵌入；所述的定子冲片22经叠压成定子铁芯。 所述的定子绕组23嵌入定子冲片22的大槽222内，之后整体压 入电机壳体21内。参见图5，所述的转子磁轭131为具有内空腔且一端封口的 柱状体，在封口处具有电机轴装配轴孔，所述的轴孔上具有标记 槽311，并且其外圆周上均布有齿312。参见图6，同样转子磁轭1133也为具有内空腔且一端封口的柱状体，在封口处具有电机轴 装配轴孔，轴孔上具有标记槽331，并且其外圆周上均布有齿332。 其标记槽311和331用于方便准确地安装或装配，装配时，两标 记槽对准即可保证齿312和齿332错位，即齿槽相对正。其齿312 和齿332的结构和数量相同，且安装或装配后齿312和齿332刚 好错位。装配时按照图4所示顺序，转子磁轭131、磁钢32、和 转子磁轭1133固装在电机轴34上，磁钢32由转子磁轭131和转 子磁轭1133的封口紧夹在其间。本技术的转子部分中磁钢的体积是现有技术的十分之 一，而两转子磁轭的固装与现有技术相反，参见图5所示。本示 例转子部分的转动惯量比现有技术的转动惯量减少约30%，电机 的时间常数比现有技术的转动惯量减少约30%。这样一来电动机 的快速响应的控制性能将提高许多，电动机运转时瞬时转速更稳 定。权利要求1、低转速永磁同步电动机，包括有前端盖(1)、定子部分(2)、转子部分(3)及后端盖(4)；所述的定子部分(2)由电机壳体(21)、定子冲片(22)叠压成型的定子铁芯和定子绕组(23)构成，该电机壳体(21)采用磁性材料；其特征在于所述的转子部分(3)由转子磁轭I(31)、磁钢(32)、转子磁轭II(33)和电机轴(34)构成，该转子磁轭I(31)、磁钢(32)和转子磁轭II(33)装在电机轴(34)上，该电机轴(34)采用非磁性材料；电机轴(34)装配在前端盖(1)和后端盖(4)上；所述的转子磁轭I(31)和转子磁轭II(33)均为具有内空腔且一端封口的柱状体，其外圆周上均布有齿(312)和齿(332)，该齿(312)和齿(332)相对错位，在封口处具有电机轴装配轴孔，磁钢(32)由转子磁轭I(31)和转子磁轭II(33)的封口紧夹在其间。2、 根据权利要求1所述的电动机，其特征在于所述 定子冲片(22)上设有大齿(221)、大槽(222)，在大齿(221) 上设有小齿(223)、小槽(224);所述的定子绕组(23)嵌 入定子冲片(22)的大槽(222)内，之后整体压入电机壳 体(21)内。3、 根据权利要求1或2所述的电动机，其特征在于 上述转子磁轭I (31)和转子磁轭II (33)的轴孔上分别具 有标记槽(311本文档来自技高网...

【技术保护点】
低转速永磁同步电动机，包括有前端盖（１）、定子部分（２）、转子部分（３）及后端盖（４）；所述的定子部分（２）由电机壳体（２１）、定子冲片（２２）叠压成型的定子铁芯和定子绕组（２３）构成，该电机壳体（２１）采用磁性材料；其特征在于：所述的转子部分（３）由转子磁轭Ⅰ（３１）、磁钢（３２）、转子磁轭Ⅱ（３３）和电机轴（３４）构成，该转子磁轭Ⅰ（３１）、磁钢（３２）和转子磁轭Ⅱ（３３）装在电机轴（３４）上，该电机轴（３４）采用非磁性材料；电机轴（３４）装配在前端盖（１）和后端盖（４）上；所述的转子磁轭Ⅰ（３１）和转子磁轭Ⅱ（３３）均为具有内空腔且一端封口的柱状体，其外圆周上均布有齿（３１２）和齿（３３２），该齿（３１２）和齿（３３２）相对错位，在封口处具有电机轴装配轴孔，磁钢（３２）由转子磁轭Ⅰ（３１）和转子磁轭Ⅱ（３３）的封口紧夹在其间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史永，
申请(专利权)人：北京曙光纺科机电有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]