专利名称：永磁同步高速电机的制作方法
技术领域：
本实用新型所述的永磁同步高速电机是一种以变频调速器为驱动电源的可高速运转、转速可调的新型电机。
由于现有的牵引电机受材料和结构的影响无法在高频电源驱动下实现高速转动，所以只好采用机械变速的办法提高转速，这样不仅结构复杂、成本高、效率低，而且故障率高、稳定性差，也难以实施精确的自动控制。为了克服现有技术所存在的问题，研制一种新型的永磁同步高速电机是十分必要的。
本实用新型所述的永磁同步高速电机，其结构在于由壳体、定子、转子、上端盖总成、下端盖总成、机轴、接线盒所组成；定子固定安装在壳体内，由功率型锰锌软磁铁氧体制成的多层环形铁心、电磁线绕组组成；转子由钕铁硼永磁体、马氏体磁靴、奥氏体结构环所组成，轮状马氏体磁靴的槽内按一定方向和数量嵌有钕铁硼永磁体，N组马氏体磁靴与N+1个奥氏体结构环互相镶嵌，构成二者相间排列的串联组合，并通过键、奥氏体挡板和小圆螺帽定位安装于机轴上；接线盒通过螺柱、螺母和“O”型圈与壳体密封固定连接；上端盖总成通过螺钉和“O”型圈与壳体固定密封连接，下端盖总成通过螺钉和“O”型圈与壳体固定密封连接；机轴的上下两端，分别通过磁悬浮轴承与上、下端盖间活动连接。本实用新型所述的定子铁心，由功率型锰锌软磁铁氧体沿轴向多层叠加及同层内沿圆周方向的组合排列所构成。本实用新型所述的转子中，马氏体磁靴内嵌钕铁硼永磁体的槽数和N之值因电机极数和型号而异。
本实用新型的优点是一、可以获得较高的运转转数1、本实用新型的铁心采用高饱和磁通的功率型锰锌软磁铁氧体制造，它的电阻率远高于金属，在提高电源频率，高速运转的情况下，虽然其轴向长度较长，感生电动势较高，但是其感生电流甚微，不会导致铁心温升过高，所以功率型锰锌软磁铁氧体定子铁心物理性能适应高速运转的要求。2、转子由永磁体、磁靴、结构环及机轴等构成。奥氏体结构环的设计强度足可以克服钕铁硼永磁体和磁靴在高转速下产生的很大的惯性离心力，保证了转子在高速运转情况下整体的稳定。3、本实用新型采用了磁悬浮轴承。
二、转矩稳定本实用新型由定子电流磁势和转子永磁材料恒磁势叠加形成磁场。虽然铁氧体饱和磁通偏低，可提供的电机气隙磁密仅为0.3T。对于一定的功率而言，转数提高了8倍，其转矩即可降低为1/8。所以用铁氧体作为高转速电机定子铁心，所提供的电流磁场，可以为负载机械提供充分稳定的转矩。
三、转数及位相可以精确调整本实用新型采用了永磁转子，属于永磁同步电机，其转数及位相与电源保持着严格的一致，由于变频调速器的频率和位相可以数控，所以本实用新型的转数及位相可以精确调整。
四、效率及功率因数高1、功率型锰锌软磁铁氧体的电阻率约为硅钢的108倍，高速运转时定子铁心轴向感生电动势约为“Y”系列电机的103倍，铁心内感生电流仅为“Y”系列电机的1/105倍，所以定子铁损很小。绕组的长度仅为同功率“Y”型电机的一半，并采取多股并绕，低电流密度，所以铜损不大于同功率“Y”型电机的一半。定子槽口采用磁性槽泥封口，磁靴间存在不间断连接，可以有效降低谐波损失。因此本实用新型效率高于同功率“Y”型电机。2、本实用新型为同步电机，且设计的转子磁势略大于定子磁势，故功率因数接近1。
五、体积小，重量轻，本发明与相同功率的Y系列电机相比，重量减轻1/2。
六、制造成本低定子用的铁氧体市场价格很便宜，电磁线用量为同功率Y系列电机的1/2，所以定子造价较低。钕铁硼和奥氏体价格较贵，但是转子外径小，材料用量很少。由于本实用新型整体体积小，外壳、端盖等用料都比较少，所以电机总的造价比较低的。
本实用新型共有两张附图附图1永磁同步高速电机结构原理示意图(主视剖面图)附图2永磁同步高速电机结构原理示意图(左视剖面图)图中1、机轴 2、磁悬浮轴承 3、奥氏体挡板 4、定位环5、马氏体磁靴 6、奥氏体结构环 7、接线盒压盘 8、密封胶圈9、“O”型圈 10、螺柱、螺母 11、螺钉 12、螺钉 13、上端盖14、“O”型圈 15、“O”形圈 16、“O”型圈 17、电磁线绕组18、钕铁硼永磁体 19、软磁铁氧体 20、奥氏体挡板 21、小圆螺帽22、磁悬浮轴承 23、螺钉 24、螺钉 25、挡圈 26、备帽 27、上轴承盖28、吊环 29、接线盒 30、螺钉 31、接线柱 32、接线板 33、接线盒盖34、“O”型圈 35、壳体 36、键 37、螺钉 38、螺钉 39、轴承盖40、下端盖
权利要求1.一种永磁同步高速电机；其特征在于由壳体(35)、定子、转子、上端盖总成、下端盖总成、机轴(1)、接线盒(29)所组成；定子固定安装在壳体内，由功率型锰锌软磁铁氧体(19)制成的多层环形铁心、电磁线绕组(17)组成；转子由钕铁硼永磁体(18)、马氏体磁靴(5)、奥氏体结构环(6)所组成，轮状马氏体磁靴(5)的槽内按一定方向和数量嵌有钕铁硼永磁体(18)，N组马氏体磁靴(5)与N+1个奥氏体结构环(6)互相镶嵌，构成二者相间排列的串联组合，并通过键(36)、奥氏体挡板(3)和(20)、小圆螺帽(21)定位安装于机轴(1)上；接线盒(29)通过螺柱、螺母(10)和“O”型圈(34)与壳体(35)密封固定连接；上端盖总成通过螺钉(23)和“O”型圈(9)与壳体(35)固定密封连接，下端盖总成通过螺钉(38)和“O”型圈(16)与壳体(35)固定密封连接；机轴(1)的上下两端，分别通过磁悬浮轴承(22)、(2)与上、下端盖(13)、(40)间活动连接。
2.根据权利要求1所述的永磁同步高速电机；其特征在于定子铁心由功率型锰锌软磁铁氧体(19)沿轴向多层叠加及同层内沿圆周方向的组合排列所构成。
3.根据权利要求1所述的永磁同步高速电机；其特征在于转子中马氏体磁靴(5)内嵌钕铁硼永磁体(18)的槽数和N之值因电机极数和型号而异。
专利摘要本实用新型所述的永磁同步高速电机是一种以变频调速器为驱动电源的可高速运转、转速可调的新型电机。其结构由壳体、定子、转子、上端盖总成、下端盖总成、机轴、接线盒所组成。定子铁心由软磁铁氧体材料组合而成；转子由钕铁硼永磁体、马氏体磁靴、奥氏体结构环所组成，并定位安装于机轴上。具有安全高效、高功率因数、低噪音、体积小、重量轻、成本低、使用方便、维护简单等优点，是高速牵引的理想设备。
文档编号H02K21/14GK2560153SQ02247628
公开日2003年7月9日 申请日期2002年8月9日 优先权日2002年8月9日
发明者张金铎 申请人:张金铎