专利名称：一种高材料利用率的电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动机领域，尤其涉及的是一种在结构上可实现硅钢片、漆包线等主要电机材料工作在临界状态下以提高材料利用率的电机。
背景技术：
众所周知，传统电机的设计都是围绕着国家电网的频率进行设计，其优点是可以使电机的特性与国家电网的特性保持一致，并使电机的输出转速与电网同步或接近，这样的应用较为通用，范围也非常广泛。但是，如今的材料科学已经有了很大的进步和提高，电子电路的技术也有了飞跃式的发展，传统电机磁路的设计理念已经无法与现有的电机材料相匹配，不能完全充分利用现有的硅钢片、漆包线等电机材料，造成了资源和能源上的浪费。因此，现有技术尚有待改进和发展。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种高材料利用率的电机,可节约电机主要材料，并具有节能降耗的作用。本发明的技术方案如下一种高材料利用率的电机，包括转子和定子，所述定子采用硅钢片制成定子铁芯的定子齿，所述定子齿上缠绕有漆包线形成定子绕组，其中所述转子上设有多个稀土永磁磁极，所述稀土永磁磁极在所述定子齿的包围空间内可随所述转子一同转动，所述转子在所述定子齿处于500Hf2000Hz的变化磁场中转动。所述的高材料利用率的电机，其中所述稀土永磁磁极呈瓦片状包裹在所述转子的侧壁上，相邻两稀土永磁磁极的极性相反。所述的高材料利用率的电机，其中所述转子的侧壁上铺满瓦片状的稀土永磁磁极。所述的高材料利用率的电机，其中所述稀土永磁磁极之间形成闭环导磁磁路。所述的高材料利用率的电机，其中所述转子包括支撑所述稀土永磁磁极的导磁支架，用于使所述稀土永磁磁极形成闭环导磁磁路。所述的高材料利用率的电机，其中所述定子齿数量的范围设在12 240个之间。所述的高材料利用率的电机，其中所述稀土永磁磁极数量的范围设在8 80个之间。所述的高材料利用率的电机，其中所述硅钢片采用铁损值低于3W/KG的片材或卷材冲制。所述的高材料利用率的电机，其中所述漆包线通过升频电路与工频电网电源相连接，所述升频电路用于将50Hz的工频电网电源转换成500Hz 2000Hz的中高频电源。本发明所提供的一种高材料利用率的电机，由于在转子上采用了稀土永磁磁极构成高密度强磁极电机，使得电机的运转频率设计在临界段成为可能，而一旦电机的工作频率提高后，所消耗的硅钢片就会大幅度减少，也会相应减低定子齿上缠绕的漆包线数量，从而降低了电机的内阻，提高了电机的工作效率和耐冲击性能，同时也降低了电机的发热量，达到了节能降耗、节约材料的目的。
图I是本发明高材料利用率电机的横断面结构示意图。图2是本发明高材料利用率电机的工作原理框图。
具体实施例方式以下将结合附图，对本发明的具体实施方式
和实施例加以详细说明，所描述的具 体实施例仅用以解释本发明，并非用于限定本发明的具体实施方式
。如图I所示，图I是本发明高材料利用率电机的横断面结构示意图，该高材料利用率的电机包括转子160和定子110，所述定子110采用硅钢片制成定子铁芯的定子齿120，用于制成定子铁芯的硅钢片是产生电动势的主体，在所述定子齿120上缠绕有漆包线130形成定子绕组，磁场主要通过所述定子齿120来进行传导，其中，在所述转子160上固定有多个稀土永磁磁极140，用于提供磁场源，该稀土永磁磁极140在所述定子齿120所包围的内部空间内，可随所述转子160的转动一同转动，所述转子在所述定子齿处于500Hz 2000Hz的变化磁场中转动。所述稀土永磁磁极140指的是，采用含有稀土元素镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钦、铒、铥、镱、镥、钪或钇的永磁材料制作的磁极，例如，钕铁硼永磁材料等；但是，需要说明的是，本发明的高材料利用率电机并非指的是本领域传统意义上的稀土永磁无铁芯电机。由于所述转子160中的稀土永磁磁极140较多，由此可以提高电机的运转频率，在一定范围内，用于制成定子铁芯的硅钢片，其单位重量的铁损与频率成正比，即频率越闻，铁损就越闻，而一旦超过其材料的最佳平衡点时，铁损的上升比例将会大大闻过频率上升的速度，由此硅钢片的热量就会大幅升高，严重时甚至会因为温度过高而烧毁电机；依此可以将电机的工作频率设计在适合硅钢片最高承受力的临界段上，既不会导致硅钢片的热量大幅上升，又大大提高了电机的材料利用率，使硅钢片、漆包线等电机材料得到充分的利用，大大缩小了电机的体积和重量。在本发明高材料利用率电机的优选实施方式中，具体的，如图I所示，所述稀土永磁磁极140呈瓦片状包裹在所述转子160的侧壁上，相邻两稀土永磁磁极140的极性相反；较好的是，所述转子160的侧壁上铺满瓦片状的稀土永磁磁极140，由此可以充分利用电机的内部空间。较好的是，所述稀土永磁磁极140之间可形成闭环导磁磁路，以避免产生漏磁的现象，进一步提闻电机的工作效率。具体的，如图I所示，所述转子160包括支撑所述稀土永磁磁极140的导磁支架150，用于使所述稀土永磁磁极140形成闭环导磁磁路。所述导磁支架150也可随所述转子160 一同转动。具体的，所述定子齿120数量的范围设在12 240个之间，和/或，所述稀土永磁磁极140数量的范围设 在8 80个之间。两者具体数量的选择和搭配可根据实际情况综合确定。较好的是，为进一步降低定子铁芯的铁损，所述硅钢片采用铁损值低于3W/KG的片材或卷材冲制。如果本发明的高材料利用率不能工作在较高频率的电源下，而是采用传统的工频电源供电，则可以另外采用一个升频电路，将50Hz的工频电网电源转换成500Hz 2000Hz的中高频电源后，再连接到临界状态结构电机的漆包线上。因所述升频电路的作用仅仅是提高电源的频率，其具体电路构造并非本发明的发明点所在，故在此不再赘述。结合图2所示，图2是本发明高材料利用率电机的工作原理框图，工频电网电源经过升频电路提高电源的频率后，给高磁密磁极电机总成即本发明的临界状态结构电机供应电力，电机工作在500Hz 2000Hz的中高频段，优选800Hz 1600Hz的中高频段，例如IOOOHz、1200Hz等，电机的设计频率与供电频率相一致，而当与电机设计的频率一致时，电机的机械输出特性完全和普通电机一样，可以保证在各种同步转速或其他转速的情况下运转；尽管电机的运转频率较高，但该电机输出的机械特性依然和传统电机输出的转速扭矩特性保持一致，因此，所述升频电路的转换对于临界状态结构电机在产品中的应用并不会造成任何影响，反而会通过本技术的实施达到节能和降耗的效果。与现有技术中的电机相比，本发明所提供的一种高材料利用率的电机，由于在转子上采用了稀土永磁磁极构成高密度强磁极电机，使得电机的运转频率设计在临界段成为可能，而一旦电机的工作频率提高后，所消耗的硅钢片就会大幅度减少，也会相应减低定子齿上缠绕的漆包线数量，从而降低了电机的内阻，提高了电机的工作效率和耐冲击性能，同时也降低了电机的发热量，达到了节能降耗、节约材料的目的。应当理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不足以限制本发明的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本发明的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.ー种高材料利用率的电机，包括转子和定子，所述定子采用硅钢片制成定子铁芯的定子齿，所述定子齿上缠绕有漆包线形成定子绕组，其特征在于所述转子上设有多个稀土永磁磁极，所述稀土永磁磁极在所述定子齿的包围空间内可随所述转子一同转动，所述转子在所述定子齿处于500Hz 2000Hz的变化磁场中转动。
2.根据权利要求I所述的高材料利用率的电机，其特征在于所述稀土永磁磁极呈瓦片状包裹在所述转子的侧壁上，相邻两稀土永磁磁极的极性相反。
3.根据权利要求2所述的高材料利用率的电机，其特征在于所述转子的侧壁上铺满瓦片状的稀土永磁磁极。
4.根据权利要求I所述的高材料利用率的电机，其特征在于所述稀土永磁磁极之间形成闭环导磁磁路。
5.根据权利要求4所述的高材料利用率的电机，其特征在于所述转子包括支撑所述稀土永磁磁极的导磁支架，用于使所述稀土永磁磁极形成闭环导磁磁路。
6.根据权利要求I所述的高材料利用率的电机，其特征在于所述定子齿数量的范围设在12 240个之间。
7.根据权利要求I所述的高材料利用率的电机，其特征在于所述稀土永磁磁极数量的范围设在『80个之间。
8.根据权利要求I所述的高材料利用率的电机，其特征在于所述硅钢片采用铁损值低于3W/KG的片材或卷材冲制。
9.根据权利要求I至8中任一项所述的高材料利用率的电机，其特征在于所述漆包线通过升频电路与エ频电网电源相连接，所述升频电路用于将50Hz的エ频电网电源转换成500Hz 2000Hz的中高频电源。
全文摘要
本发明公开了一种高材料利用率的电机，包括转子和定子，所述定子采用硅钢片制成定子铁芯的定子齿，所述定子齿上缠绕有漆包线形成定子绕组，其中所述转子上设有多个稀土永磁磁极，所述稀土永磁磁极在所述定子齿的包围空间内可随所述转子一同转动，所述转子在所述定子齿处于500Hz~2000Hz的变化磁场中转动。由于在转子上采用了稀土永磁磁极构成高密度强磁极电机，使得电机的运转频率设计在临界段成为可能，而一旦电机的工作频率提高后，所消耗的硅钢片就会大幅度减少，也会相应减低定子齿上缠绕的漆包线数量，从而降低了电机的内阻，提高了电机的工作效率和耐冲击性能，同时也降低了电机的发热量，达到了节能降耗、节约材料的目的。
文档编号H02K1/27GK102738933SQ20121023544
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者王玉秀, 白萍 申请人:深圳市竹祥科技有限公司