專利名稱：電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電動(dòng)叉車用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種驅(qū)動(dòng)平衡重式電動(dòng)叉車的高效節(jié)能永磁同步電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前電動(dòng)叉車主驅(qū)動(dòng)裝置為直流電動(dòng)機(jī)，但直流電動(dòng)機(jī)比功率較小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，本身存在的機(jī)械換向裝置導(dǎo)致其故障率高、維護(hù)困難，并且大大增加了售后成本。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流電機(jī)的調(diào)速性能逐漸得到完善，可以與直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速性能相媲美。近些年來，電動(dòng)叉車的驅(qū)動(dòng)裝置正由直流電動(dòng)機(jī)過渡到交流電動(dòng)機(jī)，國內(nèi)各叉車廠家均已使用交流異步電動(dòng)機(jī)作為新的驅(qū)動(dòng)裝置，并且占有量在逐年上升。雖然，交流異步電動(dòng)機(jī)不需要機(jī)械換向器，堅(jiān)固耐用，但異步電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)不高，電源電能利用率也不高，特別是輕負(fù)載的工況，異步電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)更低，導(dǎo)致電動(dòng)叉車電源利用率低，叉車需頻繁充電、影響工作效率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，與異步電動(dòng)機(jī)相比，其不需要無功勵(lì)磁電流，可顯著提高功率因數(shù)，可以達(dá)到1，減少了定子電流和定子電阻損耗，而且在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)沒有轉(zhuǎn)子電阻損耗，降低了電動(dòng)機(jī)的總損耗，從而使其效率比同規(guī)格異步電動(dòng)機(jī)高2 8個(gè)百分點(diǎn)。此外，永磁同步電動(dòng)機(jī)在25%-120%額定負(fù)載范圍內(nèi)均可保持較高的效率和功率因數(shù)，使輕載運(yùn)行時(shí)節(jié)能效果更顯著。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，包括前端蓋、花鍵軸、平鍵、磁鋼、轉(zhuǎn)子鐵芯、定子鐵芯、U、V、W三相電源接線柱、速度傳感器連接器、后端蓋、速度傳感器、繞組，轉(zhuǎn)子鐵芯嵌入數(shù)塊磁鋼，轉(zhuǎn)子鐵芯外套并壓入花鍵軸，轉(zhuǎn)子鐵芯與花鍵軸間通過平鍵傳遞力矩；花鍵軸的前后端分別與前端蓋、后端蓋轉(zhuǎn)動(dòng)配合；定子鐵芯外套于轉(zhuǎn)子鐵芯之外，兩者間留有間隙；繞組嵌入定子鐵芯的定子槽內(nèi)，繞組的U、V、W三相引出線連接到U、V、W三相電源接線柱上；定子鐵芯的前后端分別由前端蓋、后端蓋抵觸；速度傳感器固定在花鍵軸的端部并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，速度傳感器產(chǎn)生的信號(hào)通過速度傳感器連接器傳遞到外控制器。所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，速度傳感器的外部罩蓋托架，托架固定在后
端蓋上。所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，速度傳感器連接器固定于后端蓋之上。所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，花鍵軸的前后端分別通過軸承與前端蓋、后端蓋轉(zhuǎn)動(dòng)配合。所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，前端蓋與花鍵軸之間裝入油封。所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，后端蓋的上部固定連接吊環(huán)螺釘。所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子鐵芯由多片轉(zhuǎn)子沖片疊壓而形成，轉(zhuǎn)子鐵芯形成八個(gè)插槽，八個(gè)插槽分成四組，四組插槽沿圓周方向均布，同組插槽呈凸部朝向圓心的Λ形；以轉(zhuǎn)子鐵芯的軸心為基準(zhǔn)，同組兩磁鋼的N極、S極分別同向，相鄰組磁鋼的N極、S極分別反向。所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，定子鐵芯由多片定子沖片疊壓形成。所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，定子鐵芯共有48個(gè)定子槽，按順序分別標(biāo)記為1_48，U相繞組按以下結(jié)構(gòu)繞制共有八個(gè)繞組線圈，分別嵌入3和13、4和14、15和25、16和26,27和37,28和38,39和1、40和2的定子槽，繞組線圈間由連接線(L)聯(lián)接;V、W相的組成、連接和排布形式與U相相同，V相的八個(gè)繞組線圈分別嵌入11和21、12和22，23和33,24和34，35和45,36和46,47和9、48和10的定子槽內(nèi)；ff相的八個(gè)繞組線圈分別嵌入7和17、8和18、19和29,20和30,31和41、32和42,43和5、44和6的定子槽中。所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，繞組中埋入熱敏電阻，信號(hào)通過熱敏開關(guān)連接器傳遞到外控制器，熱敏開關(guān)連接器固定于后端蓋之上。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)子沖片疊壓形成轉(zhuǎn)子鐵芯，在轉(zhuǎn)子鐵芯的磁鋼槽內(nèi)交替放置N極磁鋼和S極磁鋼，并將轉(zhuǎn)軸穿入轉(zhuǎn)子鐵芯通過平鍵連接組成永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組件；由繞組、定子鐵芯構(gòu)成電動(dòng)機(jī)的定子組件；由速度傳感器連接器、托架和速度傳感器組成了電動(dòng)機(jī)的傳感器組件。轉(zhuǎn)子組件、定子組件及傳感器組件通過與軸承、前端蓋、后端蓋、軸承蓋組合構(gòu)成了永磁同步電動(dòng)機(jī)。其中，采用本實(shí)用新型的繞組組合與排布方式，使電動(dòng)機(jī)工作運(yùn)行時(shí)保持輸出相同功率的條件下，電動(dòng)機(jī)在安全電壓36V以下工作，具有容納較大的電流的能力。再則，本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)沒有機(jī)殼，縮小了體積、降低了成本，更有效地解決了電動(dòng)機(jī)散熱的問題。本實(shí)用新型使電動(dòng)叉車驅(qū)動(dòng)裝置體積小更小、過載能力強(qiáng)，增強(qiáng)了車輛的爬坡能力，其效率和功率因數(shù)高，充分利用了蓄電池電源的電能，提高了電動(dòng)叉車的續(xù)航能力。

圖1是本實(shí)用新型的`結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中1.前端蓋，2.軸承，3.花鍵軸，4.油封，5.平鍵，6.磁鋼，7.轉(zhuǎn)子鐵芯，
8.定子鐵芯，9.熱敏開關(guān)連接器，10. U、V、W三相電源接線柱，11.速度傳感器連接器，12.吊環(huán)螺釘，13.后端蓋，14.托架，15.速度傳感器，16.螺釘，17.繞組，18.螺栓，19.螺母。圖2是轉(zhuǎn)子鐵芯的截面示意圖。圖2中7、轉(zhuǎn)子鐵芯，6、磁鋼圖3是定子鐵芯的沖片圖。圖3中8_1、定子槽，8-2、扣片槽圖4是U相繞組的展開示意圖。圖4中1-48數(shù)字表示定子沖片的48個(gè)定子槽；a-b-C-d_e-f所示六邊形代表一個(gè)繞組線圈；L為線圈間連接線，U為電流流入端，X為電流流出端。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。參見圖1，本實(shí)施例電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)包括前端蓋1、軸承2、花鍵軸3、油封4、平鍵5、磁鋼6、轉(zhuǎn)子鐵芯7、定子鐵芯8、熱敏開關(guān)連接器9、U、V、W三相電源接線柱10、速度傳感器連接器11、吊環(huán)螺釘12、后端蓋13、托架14、速度傳感器15、螺釘16、繞組17、螺栓18、螺母19，轉(zhuǎn)子鐵芯7由多片轉(zhuǎn)子沖片疊壓而形成，轉(zhuǎn)子鐵芯7形成內(nèi)孔及八個(gè)插槽，內(nèi)孔壁上形成平鍵槽，八個(gè)插槽分成四組，四組插槽沿圓周方向均布，同組插槽呈凸部朝向圓心的八形。將磁鋼6按照?qǐng)D2所示的N極磁鋼和S極磁鋼交錯(cuò)排布插入轉(zhuǎn)子鐵芯7的八個(gè)插槽內(nèi)，而后將轉(zhuǎn)子鐵芯7壓入花鍵軸3，兩者間通過平鍵5傳遞力矩，磁鋼6、轉(zhuǎn)子鐵芯
7、花鍵軸3、平鍵5構(gòu)成電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組件。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子組件的花鍵軸3的前后端分別通過軸承2與前端蓋1、后端蓋13轉(zhuǎn)動(dòng)配合，控制了轉(zhuǎn)子組件在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的空間位置。前端蓋I與花鍵軸3之間還裝入油封4。定子鐵芯8形成內(nèi)孔、定子槽8-1、扣片槽8-2，定子鐵芯8外套于轉(zhuǎn)子鐵芯7之外，兩者間留有間隙。繞組17嵌入定子鐵芯8的定子槽內(nèi)，構(gòu)成電動(dòng)機(jī)的定子組件。定子組件的定子鐵芯8的前后端分別由前端蓋1、后端蓋13抵觸，以保證其與轉(zhuǎn)子組件之間的氣隙值不變。速度傳感器15固定在花鍵軸3的端部并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，其外部罩蓋托架14，托架14通過螺釘16固定在后端蓋13上，速度傳感器15產(chǎn)生的信號(hào)通過速度傳感器連接器11傳遞到叉車控制器，速度傳感器連接器11固定于后端蓋13之上。后端蓋13的上部還固定連接有吊環(huán)螺釘12。長(zhǎng)螺栓18從后端蓋13的外部穿入，并旋入前端蓋I后，后端蓋13之外的端部旋緊螺母19。圖2所示為轉(zhuǎn)子鐵芯的截面圖，轉(zhuǎn)子鐵芯7由多片轉(zhuǎn)子沖片疊壓而成，轉(zhuǎn)子鐵芯疊壓成型后，在其磁鋼插槽內(nèi)嵌入磁鋼6，且磁鋼的N、S極性放置如圖2中所示，轉(zhuǎn)子鐵芯壓入轉(zhuǎn)軸相應(yīng)位置，并通過平鍵實(shí)現(xiàn)力矩傳遞，構(gòu)成電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組件。在圖3所示為定子鐵芯的沖片圖，多片定子沖片疊壓形成定子鐵芯8，在定子槽8-1內(nèi)嵌入繞組17，構(gòu)成電動(dòng)機(jī)的帶繞組定子鐵芯，繞組的U、V、W三相引出線連接到U、V、W三相電源接線柱10上；在繞組17中埋入熱敏電阻，以便實(shí)時(shí)檢測(cè)繞組的溫度，并將相關(guān)信號(hào)通過熱敏開關(guān)連接器9傳遞到叉車控制器，熱敏開關(guān)連接器9固定于后端蓋13之上。圖4所示為電動(dòng)機(jī)三相繞組中U相的展開示意圖，即把定子鐵芯內(nèi)圓展開平鋪，1-48數(shù)字表示定子沖片的48個(gè)定子槽；a-b-c-d-e-f所示六邊形代表一個(gè)繞組線圈，六邊形的ab、de邊分別嵌入相對(duì)應(yīng)數(shù)字的定子鐵芯8槽內(nèi)，每個(gè)繞組線圈是由等效導(dǎo)線繞制7匝而成，線圈間由連接線L連接，而等效導(dǎo)線是由9根細(xì)銅線組成，這樣等效導(dǎo)線容納電流的能力就是每根細(xì)銅線的9倍；U為電流流入端，X為電流流出端，電流由U端流入分為四路，經(jīng)過繞組后四路合并為一路由X端流出，即電動(dòng)機(jī)的并聯(lián)支路數(shù)為4，繞組中總電流是每條支路的四倍，進(jìn)一步提高了電動(dòng)機(jī)容納電流的能力。電動(dòng)機(jī)的V、W的組成、連接和排布形式與U相完全相同，V相繞組嵌入定子槽9、10、11、12，21、22、23、24，33、34、35、36，45、46、47,48內(nèi)，W相繞組嵌入其余的定子槽中。U、V、W三相繞組構(gòu)成電動(dòng)機(jī)的三相對(duì)稱繞組。本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)，其繞組17通過上述繞制和分布方式嵌入定子鐵芯8的槽內(nèi)，就可使電動(dòng)機(jī)有容納大電流的能力。與工業(yè)用永磁電動(dòng)機(jī)不同，普通IOkW永磁電動(dòng)機(jī)額定電流可以是22A，而本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)額定電流是230A，瞬時(shí)容納500A電流不會(huì)燒壞電動(dòng)機(jī)，且輸出功率達(dá)到10kW，這樣使電動(dòng)機(jī)在安全電壓36V以下的工況運(yùn)行，并能夠保持相同等級(jí)功率的輸出，適用于電動(dòng)叉車蓄電池供電的使用工況。本實(shí)用新型不僅克服現(xiàn)有直流電動(dòng)機(jī)體積大、噪音高、換向裝置易損壞以及導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)可靠性差及售后維護(hù)困難等問題，而且繼承了交流異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)，即無機(jī)座、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不需機(jī)械換向器、故障率低、堅(jiān)固耐用、可高速運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)具有更高的功率密度和能量密度，使電動(dòng)機(jī)體積更??；具有更高的效率和功率因數(shù)，提高了叉車電源利用率和續(xù)航能力。本實(shí)用新型高效節(jié)能永磁同步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、無機(jī)座、體積更小、散熱條件良好、過載能力強(qiáng)、效率和 功率因數(shù)_、1 效節(jié)能、提1 叉車畜電池電能的利用率等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征是包括前端蓋、花鍵軸、平鍵、磁鋼、轉(zhuǎn)子鐵芯、定子鐵芯、U、V、W三相電源接線柱、速度傳感器連接器、后端蓋、速度傳感器、繞組，轉(zhuǎn)子鐵芯嵌入數(shù)塊磁鋼，轉(zhuǎn)子鐵芯外套并壓入花鍵軸，轉(zhuǎn)子鐵芯與花鍵軸間通過平鍵傳遞力矩；花鍵軸的前后端分別與前端蓋、后端蓋轉(zhuǎn)動(dòng)配合；定子鐵芯外套于轉(zhuǎn)子鐵芯之外，兩者間留有間隙；繞組嵌入定子鐵芯的定子槽內(nèi)，繞組的U、V、W三相引出線連接到U、V、W三相電源接線柱上；定子鐵芯的前后端分別由前端蓋、后端蓋抵觸；速度傳感器固定在花鍵軸的端部并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，速度傳感器產(chǎn)生的信號(hào)通過速度傳感器連接器傳遞到外控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征是速度傳感器的外部罩蓋托架，托架固定在后端蓋上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征是速度傳感器連接器固定于后端蓋之上。
4.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征是花鍵軸的前后端分別通過軸承與前端蓋、后端蓋轉(zhuǎn)動(dòng)配合。
5.如權(quán)利要求1或4所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征是前端蓋與花鍵軸之間裝入油封。
6.如權(quán)利要求1或2或4所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征是后端蓋的上部固定連接吊環(huán)螺釘。
7.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征是轉(zhuǎn)子鐵芯由多片轉(zhuǎn)子沖片疊壓而形成，轉(zhuǎn)子鐵芯形成八個(gè)插槽，八個(gè)插槽分成四組，四組插槽沿圓周方向均布，同組插槽呈凸部朝向圓心的Λ形；以轉(zhuǎn)子鐵芯的軸心為基準(zhǔn)，同組兩磁鋼的N極、S極分別同向，相鄰組磁鋼的N極、S極分別反向。
8.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征是定子鐵芯由多片定子沖片疊壓形成。
9.如權(quán)利要求8所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征是所述的定子鐵芯共有48個(gè)定子槽，按順序分別標(biāo)記為1-48，U相繞組按以下結(jié)構(gòu)繞制共有八個(gè)繞組線圈，分別嵌入3和13、4和14、15和25、16和26,27和37,28和38,39和1、40和2的定子槽，繞組線圈間由連接線(L)聯(lián)接； V、W相的組成、連接和排布形式與U相相同，V相的八個(gè)繞組線圈分別嵌入11和21、12和22，23和33,24和34，35和45,36和46,47和9、48和10的定子槽內(nèi)；W相的八個(gè)繞組線圈分別嵌入7和17、8和18、19和29,20和30,31和41,32和42,43和5、44和6的定子槽中。
10.如權(quán)利要求1或2或8或9所述的電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征是繞組中埋入熱敏電阻，信號(hào)通過熱敏開關(guān)連接器傳遞到外控制器，熱敏開關(guān)連接器固定于后端蓋之上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電動(dòng)叉車用永磁同步電動(dòng)機(jī)包括前端蓋、花鍵軸、平鍵、磁鋼、轉(zhuǎn)子鐵芯、定子鐵芯、U、V、W三相電源接線柱、速度傳感器連接器、后端蓋、速度傳感器、繞組，轉(zhuǎn)子鐵芯嵌入數(shù)塊磁鋼，轉(zhuǎn)子鐵芯外套并壓入花鍵軸，轉(zhuǎn)子鐵芯與花鍵軸間通過平鍵傳遞力矩；花鍵軸的前后端分別與前端蓋、后端蓋轉(zhuǎn)動(dòng)配合；定子鐵芯外套于轉(zhuǎn)子鐵芯之外，兩者間留有間隙；繞組嵌入定子鐵芯的定子槽內(nèi)，繞組的U、V、W三相引出線連接到U、V、W三相電源接線柱上；定子鐵芯的前后端分別由前端蓋、后端蓋抵觸；速度傳感器固定在花鍵軸的端部并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，速度傳感器產(chǎn)生的信號(hào)通過速度傳感器連接器傳遞到外控制器。
文檔編號(hào)H02K3/12GK202906710SQ20122054585
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者趙大偉 申請(qǐng)人:浙江西子富沃德電機(jī)有限公司