專利名稱：一種高材料利用率的電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種在結(jié)構(gòu)上可實(shí)現(xiàn)硅鋼片、漆包線等主要電機(jī)材料工作在臨界狀態(tài)下以提高材料利用率的電機(jī)。
背景技術(shù)：
眾所周知，傳統(tǒng)電機(jī)的設(shè)計(jì)都是圍繞著國(guó)家電網(wǎng)的頻率進(jìn)行設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)是可以使電機(jī)的特性與國(guó)家電網(wǎng)的特性保持一致，并使電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)同步或接近，這樣的應(yīng)用較為通用，范圍也非常廣泛。但是，如今的材料科學(xué)已經(jīng)有了很大的進(jìn)步和提高，電子電路的技術(shù)也有了飛躍式的發(fā)展，傳統(tǒng)電機(jī)磁路的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)無法與現(xiàn)有的電機(jī)材料相匹配，不能完全充分利用現(xiàn)有的硅鋼片、漆包線等電機(jī)材料，造成了資源和能源上的浪費(fèi)。因此，現(xiàn)有技術(shù)尚有待改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高材料利用率的電機(jī),可節(jié)約電機(jī)主要材料，并具有節(jié)能降耗的作用。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種高材料利用率的電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和定子，所述定子采用硅鋼片制成定子鐵芯的定子齒，所述定子齒上纏繞有漆包線形成定子繞組，其中所述轉(zhuǎn)子上設(shè)有多個(gè)稀土永磁磁極，所述稀土永磁磁極在所述定子齒的包圍空間內(nèi)可隨所述轉(zhuǎn)子一同轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)子在所述定子齒處于500Hf2000Hz的變化磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的高材料利用率的電機(jī)，其中所述稀土永磁磁極呈瓦片狀包裹在所述轉(zhuǎn)子的側(cè)壁上，相鄰兩稀土永磁磁極的極性相反。所述的高材料利用率的電機(jī)，其中所述轉(zhuǎn)子的側(cè)壁上鋪滿瓦片狀的稀土永磁磁極。所述的高材料利用率的電機(jī)，其中所述稀土永磁磁極之間形成閉環(huán)導(dǎo)磁磁路。所述的高材料利用率的電機(jī)，其中所述轉(zhuǎn)子包括支撐所述稀土永磁磁極的導(dǎo)磁支架，用于使所述稀土永磁磁極形成閉環(huán)導(dǎo)磁磁路。所述的高材料利用率的電機(jī)，其中所述定子齒數(shù)量的范圍設(shè)在12 240個(gè)之間。所述的高材料利用率的電機(jī)，其中所述稀土永磁磁極數(shù)量的范圍設(shè)在8 80個(gè)之間。所述的高材料利用率的電機(jī)，其中所述硅鋼片采用鐵損值低于3W/KG的片材或卷材沖制。所述的高材料利用率的電機(jī)，其中所述漆包線通過升頻電路與工頻電網(wǎng)電源相連接，所述升頻電路用于將50Hz的工頻電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換成500Hz 2000Hz的中高頻電源。本發(fā)明所提供的一種高材料利用率的電機(jī)，由于在轉(zhuǎn)子上采用了稀土永磁磁極構(gòu)成高密度強(qiáng)磁極電機(jī)，使得電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率設(shè)計(jì)在臨界段成為可能，而一旦電機(jī)的工作頻率提高后，所消耗的硅鋼片就會(huì)大幅度減少，也會(huì)相應(yīng)減低定子齒上纏繞的漆包線數(shù)量，從而降低了電機(jī)的內(nèi)阻，提高了電機(jī)的工作效率和耐沖擊性能，同時(shí)也降低了電機(jī)的發(fā)熱量，達(dá)到了節(jié)能降耗、節(jié)約材料的目的。


圖I是本發(fā)明高材料利用率電機(jī)的橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明高材料利用率電機(jī)的工作原理框圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
和實(shí)施例加以詳細(xì)說明，所描述的具 體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。如圖I所示，圖I是本發(fā)明高材料利用率電機(jī)的橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖，該高材料利用率的電機(jī)包括轉(zhuǎn)子160和定子110，所述定子110采用硅鋼片制成定子鐵芯的定子齒120，用于制成定子鐵芯的硅鋼片是產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的主體，在所述定子齒120上纏繞有漆包線130形成定子繞組，磁場(chǎng)主要通過所述定子齒120來進(jìn)行傳導(dǎo)，其中，在所述轉(zhuǎn)子160上固定有多個(gè)稀土永磁磁極140，用于提供磁場(chǎng)源，該稀土永磁磁極140在所述定子齒120所包圍的內(nèi)部空間內(nèi)，可隨所述轉(zhuǎn)子160的轉(zhuǎn)動(dòng)一同轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)子在所述定子齒處于500Hz 2000Hz的變化磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)。所述稀土永磁磁極140指的是，采用含有稀土元素鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、欽、鉺、銩、鐿、镥、鈧或釔的永磁材料制作的磁極，例如，釹鐵硼永磁材料等；但是，需要說明的是，本發(fā)明的高材料利用率電機(jī)并非指的是本領(lǐng)域傳統(tǒng)意義上的稀土永磁無鐵芯電機(jī)。由于所述轉(zhuǎn)子160中的稀土永磁磁極140較多，由此可以提高電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，在一定范圍內(nèi)，用于制成定子鐵芯的硅鋼片，其單位重量的鐵損與頻率成正比，即頻率越聞，鐵損就越聞，而一旦超過其材料的最佳平衡點(diǎn)時(shí)，鐵損的上升比例將會(huì)大大聞過頻率上升的速度，由此硅鋼片的熱量就會(huì)大幅升高，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)驗(yàn)闇囟冗^高而燒毀電機(jī)；依此可以將電機(jī)的工作頻率設(shè)計(jì)在適合硅鋼片最高承受力的臨界段上，既不會(huì)導(dǎo)致硅鋼片的熱量大幅上升，又大大提高了電機(jī)的材料利用率，使硅鋼片、漆包線等電機(jī)材料得到充分的利用，大大縮小了電機(jī)的體積和重量。在本發(fā)明高材料利用率電機(jī)的優(yōu)選實(shí)施方式中，具體的，如圖I所示，所述稀土永磁磁極140呈瓦片狀包裹在所述轉(zhuǎn)子160的側(cè)壁上，相鄰兩稀土永磁磁極140的極性相反；較好的是，所述轉(zhuǎn)子160的側(cè)壁上鋪滿瓦片狀的稀土永磁磁極140，由此可以充分利用電機(jī)的內(nèi)部空間。較好的是，所述稀土永磁磁極140之間可形成閉環(huán)導(dǎo)磁磁路，以避免產(chǎn)生漏磁的現(xiàn)象，進(jìn)一步提聞電機(jī)的工作效率。具體的，如圖I所示，所述轉(zhuǎn)子160包括支撐所述稀土永磁磁極140的導(dǎo)磁支架150，用于使所述稀土永磁磁極140形成閉環(huán)導(dǎo)磁磁路。所述導(dǎo)磁支架150也可隨所述轉(zhuǎn)子160 一同轉(zhuǎn)動(dòng)。具體的，所述定子齒120數(shù)量的范圍設(shè)在12 240個(gè)之間，和/或，所述稀土永磁磁極140數(shù)量的范圍設(shè) 在8 80個(gè)之間。兩者具體數(shù)量的選擇和搭配可根據(jù)實(shí)際情況綜合確定。較好的是，為進(jìn)一步降低定子鐵芯的鐵損，所述硅鋼片采用鐵損值低于3W/KG的片材或卷材沖制。如果本發(fā)明的高材料利用率不能工作在較高頻率的電源下，而是采用傳統(tǒng)的工頻電源供電，則可以另外采用一個(gè)升頻電路，將50Hz的工頻電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換成500Hz 2000Hz的中高頻電源后，再連接到臨界狀態(tài)結(jié)構(gòu)電機(jī)的漆包線上。因所述升頻電路的作用僅僅是提高電源的頻率，其具體電路構(gòu)造并非本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)所在，故在此不再贅述。結(jié)合圖2所示，圖2是本發(fā)明高材料利用率電機(jī)的工作原理框圖，工頻電網(wǎng)電源經(jīng)過升頻電路提高電源的頻率后，給高磁密磁極電機(jī)總成即本發(fā)明的臨界狀態(tài)結(jié)構(gòu)電機(jī)供應(yīng)電力，電機(jī)工作在500Hz 2000Hz的中高頻段，優(yōu)選800Hz 1600Hz的中高頻段，例如IOOOHz、1200Hz等，電機(jī)的設(shè)計(jì)頻率與供電頻率相一致，而當(dāng)與電機(jī)設(shè)計(jì)的頻率一致時(shí)，電機(jī)的機(jī)械輸出特性完全和普通電機(jī)一樣，可以保證在各種同步轉(zhuǎn)速或其他轉(zhuǎn)速的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)；盡管電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率較高，但該電機(jī)輸出的機(jī)械特性依然和傳統(tǒng)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速扭矩特性保持一致，因此，所述升頻電路的轉(zhuǎn)換對(duì)于臨界狀態(tài)結(jié)構(gòu)電機(jī)在產(chǎn)品中的應(yīng)用并不會(huì)造成任何影響，反而會(huì)通過本技術(shù)的實(shí)施達(dá)到節(jié)能和降耗的效果。與現(xiàn)有技術(shù)中的電機(jī)相比，本發(fā)明所提供的一種高材料利用率的電機(jī)，由于在轉(zhuǎn)子上采用了稀土永磁磁極構(gòu)成高密度強(qiáng)磁極電機(jī)，使得電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率設(shè)計(jì)在臨界段成為可能，而一旦電機(jī)的工作頻率提高后，所消耗的硅鋼片就會(huì)大幅度減少，也會(huì)相應(yīng)減低定子齒上纏繞的漆包線數(shù)量，從而降低了電機(jī)的內(nèi)阻，提高了電機(jī)的工作效率和耐沖擊性能，同時(shí)也降低了電機(jī)的發(fā)熱量，達(dá)到了節(jié)能降耗、節(jié)約材料的目的。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不足以限制本發(fā)明的技術(shù)方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，可以根據(jù)上述說明加以增減、替換、變換或改進(jìn)，而所有這些增減、替換、變換或改進(jìn)后的技術(shù)方案，都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種高材料利用率的電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和定子，所述定子采用硅鋼片制成定子鐵芯的定子齒，所述定子齒上纏繞有漆包線形成定子繞組，其特征在于所述轉(zhuǎn)子上設(shè)有多個(gè)稀土永磁磁極，所述稀土永磁磁極在所述定子齒的包圍空間內(nèi)可隨所述轉(zhuǎn)子一同轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)子在所述定子齒處于500Hz 2000Hz的變化磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高材料利用率的電機(jī)，其特征在于所述稀土永磁磁極呈瓦片狀包裹在所述轉(zhuǎn)子的側(cè)壁上，相鄰兩稀土永磁磁極的極性相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高材料利用率的電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子的側(cè)壁上鋪滿瓦片狀的稀土永磁磁極。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高材料利用率的電機(jī)，其特征在于所述稀土永磁磁極之間形成閉環(huán)導(dǎo)磁磁路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高材料利用率的電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子包括支撐所述稀土永磁磁極的導(dǎo)磁支架，用于使所述稀土永磁磁極形成閉環(huán)導(dǎo)磁磁路。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高材料利用率的電機(jī)，其特征在于所述定子齒數(shù)量的范圍設(shè)在12 240個(gè)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高材料利用率的電機(jī)，其特征在于所述稀土永磁磁極數(shù)量的范圍設(shè)在『80個(gè)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高材料利用率的電機(jī)，其特征在于所述硅鋼片采用鐵損值低于3W/KG的片材或卷材沖制。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的高材料利用率的電機(jī)，其特征在于所述漆包線通過升頻電路與エ頻電網(wǎng)電源相連接，所述升頻電路用于將50Hz的エ頻電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換成500Hz 2000Hz的中高頻電源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高材料利用率的電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和定子，所述定子采用硅鋼片制成定子鐵芯的定子齒，所述定子齒上纏繞有漆包線形成定子繞組，其中所述轉(zhuǎn)子上設(shè)有多個(gè)稀土永磁磁極，所述稀土永磁磁極在所述定子齒的包圍空間內(nèi)可隨所述轉(zhuǎn)子一同轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)子在所述定子齒處于500Hz~2000Hz的變化磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)。由于在轉(zhuǎn)子上采用了稀土永磁磁極構(gòu)成高密度強(qiáng)磁極電機(jī)，使得電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率設(shè)計(jì)在臨界段成為可能，而一旦電機(jī)的工作頻率提高后，所消耗的硅鋼片就會(huì)大幅度減少，也會(huì)相應(yīng)減低定子齒上纏繞的漆包線數(shù)量，從而降低了電機(jī)的內(nèi)阻，提高了電機(jī)的工作效率和耐沖擊性能，同時(shí)也降低了電機(jī)的發(fā)熱量，達(dá)到了節(jié)能降耗、節(jié)約材料的目的。
文檔編號(hào)H02K1/27GK102738933SQ20121023544
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者王玉秀, 白萍 申請(qǐng)人:深圳市竹祥科技有限公司