拥有无槽非晶铁合金径向磁路的电机制造技术

一种拥有无槽非晶铁合金径向磁路的电机，其定子铁芯（２１）由非晶铁合金带材卷绕成圆筒，定子绕组（２２）整体呈圆筒形，固定于定子铁芯（２１）内圆柱面上，定子绕组（２２）内壁还固定有金属加强衬套（２５），其内孔与转子（３）的外表面之间形成径向气隙（５）；转子铁芯（３１）由非晶铁合金材料制成空心柱状结构，内孔壁上开有与电机轴（６）连结用的键槽（３１２）、其径向外表面与永磁体（３２）适配，永磁体（３２）镶嵌或套于转子铁芯（３１）外表面固定。所述电机有效缩小了体积，降低了损耗，提高了效率。同时免除了齿槽的加工难度和节约工时，极大地降低了加工成本，消除了电机齿槽效应和降低了电磁噪音。涡流损耗小，高频特性优良，功率密度大，是一种高效节能电机。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

拥有无槽非晶铁合金径向磁路的电机
本技术涉及电机制造的磁路零部件，尤其涉及以电枢绕组为特征和以磁性材 料为特征的定子或转子本体。
技术介绍
非晶铁合金材料是利用高温熔融状态下处于活跃状态的金属原子在急骤冷却中 来不及按一定的晶态规律有序排列而形成的具有长程无序结构的合金材料。这种非晶铁合 金材料比起传统的硅钢材料具有导磁率高，电阻大，涡流损耗小和高频特性优良等一系列 优点，但其加工特性较差，难于冲压成片状和难于进行大体积切削加工。现有技术电机包括 发电机和电动机，包括机壳、端盖、定子、转子和电机轴，定子固定于机壳中，转子固定于电 机轴上布置于定子内，与定子间有气隙，电机轴穿过定子铁芯，可转动地装于机壳与端盖确 定的安装位置上。定子由定子铁芯和定子绕组组成，定子铁芯一般采用硅钢片等软磁性材 料压叠制成，其内侧有轴向齿槽，定子绕组嵌装于齿槽中。在电机的损耗中，铁损占据了相 当大的比例，这些损耗都以发热形式消耗了不可再生能源，同时增加了电机的温升，降低了 电机的效率。降低电机铁损是电机设计一大课题，采用导磁率高，电阻大，涡流损耗小的新 材料取代硅钢片是电机研发的一个方向。现有技术使用非晶铁合金材料的电机，如公开号 为CN 1874113A的中国专利申请《非晶材料的新型电动机》，其定子铁芯采用圆筒形的非晶 材料外壳与硅钢片叠制极柱粘接形成齿槽，在齿槽内嵌装定子绕组制成定子，局部地在电 机定子铁芯中使用非晶材料。这种混合材料铁芯电机其转子仍然是传统结构，其定子铁芯 采用两种材料、两个部件分别制作后粘合，结构和制作过程复杂，且因有齿槽，齿槽效应给 电机带来的电磁噪音和齿槽损耗，仍然未得到克服。而在为克服齿槽效应带来的缺陷的无 槽电机中，如公告号为CN2891450Y名称为《高出力永磁无刷无槽电动机》所公开的技术，其 定子铁芯仍然沿用传统的硅钢片材料叠压制成，其转子采用传统材料的铁芯和套在铁芯周 围的永磁磁钢组成。硅钢片在导磁率，电阻，涡流损耗和高频特性等方面的固有缺点使其不 能制造出更高效率的电机。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提供一种涡流损 耗小，高频特性优良和电磁噪音低的没有齿槽损耗的、效率高，功率密度大，材料利用率高 的拥有无槽非晶铁合金径向磁路的电机及其工艺方法。本技术解决所述技术问题采用 的技术方案是提供一种拥有无槽非晶铁合金径向磁路的电机及其工艺方法，所述拥有无 槽非晶铁合金径向磁路的电机包括机壳、端盖、定子、转子和电机轴，端盖装于机壳端部并 与机壳共同确定电机轴的安装位置，定子固装于机壳内，转子固装于电机轴上且布置于定 子内、与定子之间有径向气隙，电机轴穿过定子内孔，可转动地装于机壳与端盖确定的安装 位置上；定子包括定子铁芯和定子绕组，转子包括转子铁芯和永磁体；尤其是，所述定子铁 芯是由非晶铁合金带材卷绕成的圆筒，所述定子绕组整体呈圆筒形，固定于定子铁芯内圆柱面上，定子绕组内壁还固定有金属加强衬套，该金属加强衬套的轴向长度与定子绕组相 同、其内孔与转子的外表面之间形成径向气隙；所述转子铁芯是由非晶铁合金带材制成的 空心柱状结构，其内孔壁上开有与电机轴连结用的键槽、其径向外表面与永磁体相适配，永 磁体镶嵌或套于转子铁芯外表面固定。即当永磁体是中空圆柱状，经磁化为圆周面上形成 多磁极的永磁体圆筒时，转子铁芯外表面是圆柱形、其外径与该永磁体圆筒内径相适配，所 述永磁体圆筒直接套于转子铁芯外固定；当永磁体是瓦片状断面的条形体或’ V’状断面的 条形实体时，转子铁芯外表面开出相同数量与永磁体断面形状适配的轴向凹槽，将各永磁 体镶嵌入这些凹槽中固定。所述轴向凹槽可以是燕尾槽，相应地所述永磁体带有燕尾结构。所述永磁体是钕铁硼高磁能合金、或者是锶或钡铁氧体。所述拥有无槽非晶铁合金径向磁路的电机是无刷直流电机或者是交流电机。当本技术实施为交流异步电机时，所述拥有无槽非晶铁合金径向磁路的电机 包括机壳、端盖、定子、转子和电机轴，端盖装于机壳端部并与机壳共同确定电机轴的安装 位置，定子固装于机壳内，转子固装于电机轴上且布置于定子内、与定子之间有径向气隙， 电机轴穿过定子的内孔，可转动地装于机壳与端盖确定的安装位置上；定子包括定子铁芯 和定子绕组，转子包括转子铁芯及其表面的鼠笼，转子铁芯套装于电机轴上，所述鼠笼固装 于转子铁芯外表面；尤其是，所述定子铁芯是由非晶铁合金带材卷绕成的圆筒，该圆筒内壁 固定着圆筒形的定子绕组，所述定子绕组内壁固定有金属加强衬套，该金属加强衬套的轴 向长度与定子绕组相同、其内圆柱面与转子的外表面之间形成径向气隙；所述转子铁芯是 由非晶铁合金材料制成的空心柱状结构，其内孔壁上开有与电机轴连结用的键槽、其径向 外表面与所述鼠笼轴向铜条或铝条的形状适配，该铜条或铝条镶嵌于转子铁芯外表面，借 助两端部的铜或铝环固装。在所述定子铁芯内可以有第一绝缘骨架，该第一绝缘骨架的主体是圆筒形，其一 端面有环状径向凸缘，两只相同的第一绝缘骨架分别以其未设凸缘的的一端从定子铁芯内 孔的两端嵌入互相对接，并与定子铁芯内壁固定，所述两只第一绝缘骨架端面的环状径向 凸缘抵紧在定子铁芯内孔的两端部；所述定子绕组内腔有圆筒形的第二绝缘骨架支撑并固 定于其中，该第二绝缘骨架的轴向长度与定子绕组相同；所述第二绝缘骨架的内壁与金属 加强衬套外圆柱面固定。绝缘骨架结构可以加强定子绕组的稳定性和绝缘安全。所述的定子绕组‘固定于定子铁芯内孔中’，可以是定子绕组直接与定子铁芯内壁 固定，亦可以是定子绕组固定于第一绝缘骨架内壁，第一绝缘骨架再固定于定子铁芯内壁。 所述“固定”包括使用胶粘剂粘合固定，粘合固定用的胶粘剂可以是任何一种使用温度不低 于电机最大温升限度的胶粘剂。定子铁芯使用的非晶铁合金材料是市售的由非晶铁合金带材卷绕而成的型材；转子铁芯使用市售非晶铁合金带材卷绕成的型材坯料经加工制成。本技术采用由非晶铁合金带材卷绕成的型材作为电机定子和转子的径向磁 路坯料。根据转子的不同形式，可以构成内转子电机或者外转子电机。当本技术实施 于外转子电机时，所述拥有无槽非晶铁合金径向磁路的电机包括定子、外转子和用于安装 的电机支承轴，外转子布置于定子外，包括机壳、端盖和永磁体，永磁体固定于机壳内壁中， 端盖固装于机壳端部，外转子可转动地安装于电机支承轴上；定子固装于电机支承轴上、包 括定子铁芯和定子绕组；尤其是，所述定子铁芯是由非晶铁合金材料制成的空心柱状结构，5所述定子绕组整体呈圆筒形，固定于定子铁芯外圆柱面上。定子绕组径向外表面有金属加 强套，该金属加强套的外柱面与转子的内表面之间形成径向气隙；永磁体呈偶数条状体镶 嵌于，或呈中空圆柱状直接固定于机壳内表面。机壳用钢板卷成或者直接用钢管制成。相应地，本技术还提供一种制造拥有无槽非晶铁合金径向磁路的电机的方 法，包括如下步骤a、准备选用非晶铁合金带材卷绕成的中空圆柱状型材作为定子铁芯和转子铁芯 坯料；b、定子制作先绕制定子绕组，然后通过整形，形成定子绕组所需要的形状和尺 寸；并选择性地执行如下步骤之一bl、如果定子绕组使用第二绝缘骨架，则将第二绝缘骨架固定于定子绕组内圆柱 面上；然后将金属加强衬套与第二绝缘骨架内壁固定；b本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拥有无槽非晶铁合金径向磁路的电机，包括机壳（１）、端盖（４）、定子（２）、转子（３）和电机轴（６），端盖（４）装于机壳（１）端部并与机壳（１）共同确定电机轴（６）的安装位置，定子（２）固装于机壳（１）内，转子（３）固装于电机轴（６）上且布置于定子（２）内、与定子（２）之间有径向气隙（５），电机轴（６）穿过定子（２）内孔，可转动地装于机壳（１）与端盖（４）确定的安装位置上；定子（２）包括定子铁芯（２１）和定子绕组（２２），转子（３）包括转子铁芯（３１）和永磁体（３２），其特征在于：　　所述定子铁芯（２１）是由非晶铁合金带材卷绕成的圆筒，所述定子绕组（２２）整体呈圆筒形，固定于定子铁芯（２１）内圆柱面上，定子绕组（２２）内壁还固定有金属加强衬套（２５），该金属加强衬套（２５）的轴向长度与定子绕组（２２）相同、其内孔与转子（３）的外表面之间形成径向气隙（５）；所述转子铁芯（３１）是由非晶铁合金材料制成的空心柱状结构，其内孔壁上开有与电机轴（６）连结用的键槽（３１２）、其径向外表面与永磁体（３２）相适配，永磁体（３２）镶嵌或套于转子铁芯（３１）外表面固定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石雷，谢伟，
申请(专利权)人：深圳华任兴科技有限公司，石雷，谢伟，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]