专利名称：特殊结构的永磁牵引电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及有永久磁体的电动机。
现有市场流通的电机种类很多，但绝大部分存在一些共同的缺点，其中包括结构复杂，体积大、浪费大量原材料、耗能高、效率低、一旦受潮或电压不正常情况会导致电机绕组断路等一些问题。
本发明的目的在于解决上述现有电机所存在的结构复杂，体积大、耗能高、效率低等方面的问题，而提供一种结构简单，体积小、耗能小、效率高的特殊结构的永磁牵引电机。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种特殊结构的永磁牵引电机，包括轴辊(1)，机座(4)、前端盖(9)、后端盖(3)、防护罩(14)，轴辊(1)中段加工成花键并与转子衬套(12)、转子铁芯(5)组合成转子，转子铁芯(5)外圆均匀分布有n个槽，分别嵌有构成电枢(8)的m组铜片，所说的铜片嵌在转子铁芯(5)的槽的中间，两边用高硅嵌条(7)压紧，转子铁芯(5)的后端具有定位片(11)，定位片(11)与转子铁芯(5)、电枢(8)、高硅嵌条(7)的端面紧密浇铸成一体，表面加工光滑平整的定位片(11)直接与安装在后端盖(3)上的电刷总成(2)接触。n＝16，m＝8。所说的构成电枢(8)的铜片中间有一长槽，并具有两道折痕将整个铜片分成主体a、右脚片b和左脚片c，主体a与右脚片b和左脚片c的夹角均为45°。所说的铜片是由特制的铜带冲压成型的，所说的特制的铜带是一种低氧银铜带，它所含有的各种成分的重量配比如下Cu99.5Ag 0.17Br0.002Sb 0.005As0.01Fe 0.04Ni0.2 Pb 0.01Sn0.05S0.01SiO20.05用陶瓷材料制成的转子衬套(12)具有内孔花键槽和外圆花键，它的内孔花键槽与轴辊(1)上的花键相配合，它的外圆花键与转子铁芯(5)的内孔花键槽相配合。
本发明具有以下优点和效果1.本发明是一项特殊结构的永磁牵引电机，改变了传统的绕组式结构，采用特殊工艺制造加工的复合装配式结构，具有结构简单，无绕组、体积小、重量轻、不怕受潮、温升低、省电能、效率高等优点，并在任何断路情况下电极不会击穿，使用寿命长。
2.本发明的特殊结构的永磁牵引电机，其结构比较科学合理，它的转子铁芯外圆有电枢槽从16槽～108槽各种，均为360°均布，内圆孔有花键从6键～12键各种，均为圆周均布。转子铁芯的材料采用高硅磁材料，电枢经冲压成型及绝缘处理进行叠层装配压紧。转子衬套是采用高科技陶瓷制作的，陶瓷衬套是采用“反应烧结法”和其它先进的陶瓷制作工艺制作而成，其外圆有键槽从6槽～12槽各种，均为圆周均布，内圆有键，从6键～12键各种，均布在内圆一周。
3.转子衬套与转子铁芯是紧密配套部件，大小长短都相应配套。转子电枢是采用新颖配制的一种铜材，取名为“低氧银铜”是非标准专用材料。转子电枢是采用这种专用的“低氧银铜”冲压成型制作的，并经表面绝缘处理后进行装配，新研究配方的“低氧银铜”具有导电性能极好，电阻率极低、损耗极小、效率较高的优点，是作为制作特种结构形式电枢的最佳材料。其次电枢共有8组～54组各种单式和复式，根据电机所需功率的大小和形状决定进行设计电枢之间的联接均为错位式。特殊结构的永磁牵引电机采用钕铁硼稀土永久磁钢。
4.特殊结构的永磁牵引电机的部分技术数据电压12～24V或24～180V、180～400V电流5～20A或20～60A、60～130A功率50～500W或0.5～10KW、10～50KW最大功率倍数＞3倍，时间30s最高转速8000r/min重量平均值2.5kg/KW温升工作温度120℃效率85～95％附图的图面说明如下
图1是本发明特殊结构的永磁牵引电机的结构2是特殊结构的永磁牵引电机后端盖视3是图1的B面视4a是铜片的下料4b是铜片的成型4c是图4b的仰视5是组成电枢的铜片在转子铁芯上的分布排列示意6是铜片与断路接片的连接示意图下面结合附图和实施例作进一步说明由图1～图3可以看到本发明的特殊结构的永磁牵引电机，主要由机座、前后端盖、轴辊等组成。机座4内壁均贴有磁钢6，轴辊1中段加工成花键101并与转子衬套12、转子铁芯5联接组合成转子。转子衬套12是采用一种属高科技先进的陶瓷制作，具有重量轻，耐高温、热导低、抗磨损等作用。转子铁芯5有16个槽，360°均布外圆。转子铁芯是采用高磁材料冲压而成，表面进行绝缘处理后叠层装配压紧组成，转子铁芯5的16个槽分别嵌有冲压成型的8组铜片构成的电枢8，电枢8在转子铁芯5上的分布排列可参见图5，电枢8的铜片嵌在转子铁芯槽的中间，两边用高硅嵌条7压紧，转子铁芯5的后端具有采用环氧、云母粉等材料浇铸成型定位片11，定位片11与转子铁芯5、电枢8、高硅嵌条7的端面紧密浇铸成一体，定位片11的表面加工光滑平整，和安装在后端盖3上的电刷总成2直接接触，电枢8的铜片之间的联接分别用断路接片13间隔错位联接，轴辊1的两头装用轴承10与前端盖9、后端盖3紧密联接，前端盖9上有通孔901、902与后端盖3上的通孔301贯通，当电机工作时能起到降温作用，后端盖3上还装有电刷总成2，电刷总成2的电刷直接与定位片11接触，将输入电源由电刷总成2送至定位片11，直接输到转子的电枢8，使其电机开始工作，前端盖9、后端盖3分别与机座4两端联接，用螺钉15固定，防护罩14联接在机座4上，防护罩14的长方形孔1401与后端盖3的孔301、前端盖9的孔901、902相通，当电机运行时起到空气流动产生的风冷却作用。
图4a是电枢8的铜片的下料形状，在它的中间开有一长槽，并具有两道折痕，将整个铜片分成主体a、右脚片b和左脚片c，由正面看铜片如图4b所示呈“山”字形，由图4c可以看到主体a和右脚片b、左脚片c的夹角均为45°，呈反“人”字形，铜片表面喷涂耐高温绝缘胶(聚苯硫醚PPS)，电枢8是由m＝8组铜片组成的。由图3和图5可以看到铜片在转子铁芯5上的插接情况，图5表示从图1的箭头A的方向看整个转子，它是示意图，在铁芯5上按圆周均匀分布有n＝16个槽，在图中所示Y-Y轴线顶部的槽中插入第一个铜片的主体a1，并将铜片的右脚片b1插入X-X轴线右边的槽上部，将铜片的左脚片c1插入X-X轴线左边的槽下部。然后将第二个铜片的主体a2插入Y-Y左侧22.5°的槽中，并将它的右脚片b2插入X-X右上22.5°的槽上部，将它的左脚片c2插入X-X左下22.5°的槽下部。然后将第三个铜片的主体a3插入Y-Y左侧45°的槽中……依此类推，到第四个铜片插完后，5～8槽不插铜片主体，直接跳到第9个槽，将第九个铜片主体a9插入Y-Y下端的槽中，并将它的右脚片b9插入X-X左端槽上部，左脚片c9插入X-X右端槽下部，然后将第十个铜片的主体a10插入Y-Y下右侧22.5°的槽中……依此类推，直到插完第十二个铜片后13～16槽又不插铜片主体。由图3可以看到整个转子的另一端，在转子铁芯5的16个槽中伸出的全是右脚片b1、b2、b3……b11、b12和左脚片c1、c2、c3……c11、c12，然后将b1～c11、b2～c12、b3～c9、b4～c10以及b12～c2、b11～c1、b10～c4、b9～c38对脚片分别用断路接片13连接(如图3所示并参阅图3)。
需要说明的是在图5中为了表示清楚利用了设定的X-X和Y-Y轴线来表示各铜片在铁芯5上插接的相对位置，并且如按上述次序插接，第一个铜片应在最下面。此外，本实施例是n＝16槽的，根据实际情况的需要可扩展更多的槽，最多可到n＝106槽，铜片数量m也相应增加。
本发明除了结构上具有特点外，在材料的配制和选用方面还具有以下特点一、特殊结构的永磁牵引电机转子结构中采用了陶瓷材料制作的转子衬套2，陶瓷材料选用Al2O3、ZrO2、SiC、TiC、Si3N4(氧化铝、氧化锆、碳化硅、碳化钛氮化硅)等材料，采用反应烧结法及其它先进的陶瓷工艺制作而成，它具有重量轻，耐高温、热导低、抗磨损等作用。转子衬套2的内孔花键槽与轴辊1配合，外圆花键与转子铁芯5配合，这种结构能使电机工作温度降低，因电机的工作温度一部分是轴承的高速运转产生的热量，另一部分是转子电枢运动时电刷工作，或产生的火化而产生的热量，由于转子和轴辊不直接接触，中间有陶瓷制作的衬套隔断，轴承的热量有轴辊、端盖体导出散出机体外，转子铁芯电刷工作时的热量由电机转子一端的风扇作用和电机内前后通风孔进行散热，这样电机的温升就大大降低，提高了电机的磁钢工作作用和寿命，提高电机的效率及功率因素，而且能大大减轻电机重量，陶瓷材料在电机的应用是一项技术革命。
二、制作转子电枢铜片采用的材料(低氧银铜带)各成分含量单位重量(克或千克)配比如下1.Cu99.52.Ag0.173.Br0.0024.Sb 0.0055.As 0.016.Fe 0.047.Ni 0.28.Pb 0.019.Sn 0.0510.S 0.0111.SiO20.05材料特点导电性能好、电阻率极低、损耗极小、效率较高。三、永磁体(磁钢)材料性能1.剩余磁通密度1.16，TRESCDVAL INDVT ION Br 11.6，KGs min2.矫顽力880，KA/mCOERCIVE FORCE HcB min11.0.KOe3.内禀矫顽力2240～2560，KA/mINTRCNSIC COERCLVITYHcJ min28～32，KOe4.磁能积240～280，KJ/m3ENERGY PRODUCT (BH)max min30～35.MGs.Oe5.工作温度 120℃
权利要求
1.一种特殊结构的永磁牵引电机，包括轴辊(1)，机座(4)、前端盖(9)、后端盖(3)、防护罩(14)，其特征在于轴辊(1)中段加工成花键并与转子衬套(12)、转子铁芯(5)组合成转子，转子铁芯(5)外圆均匀分布有n个槽，分别嵌有构成电枢(8)的m组铜片，所说的铜片嵌在转子铁芯(5)的槽的中间，两边用高硅嵌条(7)压紧，转子铁芯(5)的后端具有定位片(11)，定位片(11)与转子铁芯(5)、电枢(8)、高硅嵌条(7)的端面紧密浇铸成一体，表面加工光滑平整的定位片(11)直接与安装在后端盖(3)上的电刷总成(2)接触。
2.根据权利要求1所述的特殊结构的永磁牵引电机，其特征在于n＝16，m＝8。
3.根据权利要求1所述的特殊结构的永磁牵引电机，其特征在于所说的构成电枢(8)的铜片中间有一长槽，并具有两道折痕将整个铜片分成主体a、右脚片b和左脚片c，主体a与右脚片b和左脚片c的夹角均为45°。
4.根据权利要求1或3所述的特殊结构的永磁牵引电机，其特征在于所说的铜片是由特制的铜带冲压成型的，所说的特制的铜带是一种低氧银铜带，它所含有的各种成分的重量配比如下Cu 99.5Ag 0.17Br0.002Sb 0.005As 0.01Fe 0.04Ni0.2 Pb 0.01Sn 0.05S 0.01SiO20.05
5.根据权利要求1所述的特殊结构的永磁牵引电机，其特征在于用陶瓷材料制成的转子衬套(12)具有内孔花键槽和外圆花键，它的内孔花键槽与轴辊(1)上的花键相配合，它的外圆花键与转子铁芯(5)的内孔花键槽相配合。
全文摘要
本发明公开了一种特殊结构的永磁牵引电机,它的轴辊(1)的中段加工成花键,在花键上套有用陶瓷制成的转子衬套(12),在转子衬套(12)外圆也加工成花键,并套有转子铁芯(5),在转子铁芯(5)外圆均匀分布有n个槽,分别嵌有构成电枢(8)的m组铜片,所说的铜片都是用特殊的低氧银铜带制成的。本发明改变了传统的绕组式结构,采用特殊结构和工艺,具有结构简单,体积小,重量轻,不怕受潮,温升低等优点,该电机效率可高达85～95%,并在任何断路情况下,电枢不会击穿,使用寿命长。
文档编号H02K1/27GK1261734SQ00100750
公开日2000年8月2日 申请日期2000年2月3日 优先权日2000年2月3日
发明者周国君 申请人:周国君