专利名称：一种高效节能电机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电机技术领域，尤其涉及一种高效节能电机。
背景技术：
全世界许多先进国家，由于全球能源危机，都在找自己节能高效的出路，时逢 上世纪八十年代出现的稀土永磁材料，给了人们一种新开发思路，稀土磁的出现，远比 铁氧体永磁除温度外均高出几倍或十几倍，人们开始用它研发电动机、发电机，尤其是 各种专用电机，用它所制造出来的电机充分体现高效节能，所以上世纪末和本世纪初各 国都在大抓稀土永磁技术的开发，就美国军用各式稀土电机就开发了 5000多种。稀土 永磁机无以伦比的性能体现在更高的综合节能效果、满足工业大起动转矩和最大转矩倍 数的动态需求、低速直接驱动的需求、多极高功率因数的需求、高功率密度的需求和运 动控制系统的需求。多年来外国人在永磁电机上的开发研制一直处于领先地位，我国只 是在上世纪末由唐任远院士主持设计制造出一台1090KW永磁机，成为世界之最，因不 能产业化而放进博物馆。在全球能源危机开发高效节能电机是当务之急，而我们这个稀 土大国，大力开展和推动永磁同步电动机系统的应用和研究具有重大战略意义。在永磁 电机的开发上，总是跟着别人跑，或是拿来图纸给别人制造，或者是搞“中外合资”。 没有自有知识产权，稀土大国成了外人的加工厂，稀土大国成了外人不花钱的仓库。但 是世界电机的两大命题之一的“大马拉小车”的课题仍无报道有人开发研究，也就是说 5.5KW水泵就要购买7.5KW电动机，7.5KW水泵就要购买IlKW电机，22KW水泵就要 购买30KW电机，大马拉小车现象非常普遍、浪费极大。造成“大马拉小车”的主要 原因就是电机的磁场两边高、中间磁场弱，电机的磁效应不好，磁力线过早闭合或者滞 后闭合，不能合理利用磁能。
实用新型内容本实用新型需要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种高效节能 电机的技术方案，采用本实用新型技术方案的电机的电能转换率高，能提高磁效应又能 合理利用磁能，达到节能的目的。本实用新型所采取的技术方案是一种高效节能电机，它有机壳、定子、转 子、和机壳连为一体的底座，机壳上还配有吊环、散热筋以及与线圈电连接的防水出线 装置，转子包括转子芯轴和空心转子体，空心转子体固定在转子芯轴上，其特征在于， 所述转子芯轴开有同心轴孔，轴孔壁开有螺旋沟槽，转子体内平行于转子芯轴均勻分布 有孔槽，转子体外周镶嵌有几何形状的永磁材料，所述永磁材料外表面不低于转子外体 表面，永磁材料的外表面上贴紧固定有由导磁材料制成的导磁轭，导磁轭能把永磁材料 覆盖，所述导磁轭的材料是硅钢片、工业软铁、球磨铸铁中的任一种，所述转子与定子 之间的气隙的宽度为4-8mm。所述导磁轭相对于转子芯轴的外表面的中间部分布有若干锥形突起，锥形突起为聚磁沟。所述转子体表面设有几何形状的永磁材料，部分镶嵌在转子体内、部分露在转 子体外表上。所述转子体上均勻开有填充物孔，填充物孔内置有可离心的填充物。机壳内侧圆筒面上均勻分布有凸棱，凸棱的形状为“工”字形。所述两凸棱之间的环扇区嵌有线圈，紧贴环扇形线圈内侧设有圆弧形硅钢压 片，硅钢压片卡于两凸棱头部之间。所述机壳内侧设有导磁材料制成的圆筒形内衬圆板，内衬圆板紧贴机壳内侧凸 棱，内衬圆板内侧设有圆筒形线圈，线圈紧贴内衬圆板。本实用新型的有益效果是，采用本实用新型的技术方案，转子外周镶嵌有永磁 材料，永磁材料上方，紧贴永材料固定有由导磁材料制成的导磁轭，导磁轭可以有效的 使永磁材料的磁力线形成完整的磁路，与没有导磁轭的转子相比，磁力线损失降低了 30%,并能减少永磁材料对转子芯轴和电机轴承的磁化，减少运动中的阻力，提高输出 功率；在导磁轭的中间部分上设置有若干锥形突起，锥形突起的作用原理如同尖点放电 一样，起到聚磁的作用，有效改善了永磁材料的边缘磁场强、中部磁场弱的状况，使永 磁材料的磁场分布趋向均勻，增强了电机的磁效应。同时，转子体内平行于转子芯轴均 勻分布有孔槽，孔槽可以阻断永磁材料在全转子内部部分磁力线回路，减少磁力损失， 增加了感应效果，提高了能量转换率，实现了节能。转子芯轴为空心的，并且在轴孔孔 壁内侧开设有螺旋沟槽，在电机转动时，螺旋沟槽有导风作用，可以将电机中心的热量 助散；同时由于采用空心转子轴，电机轴加粗了，比原来电机轴的跳动量减少了，与大 轴承配合效果更好，因为是空心轴，材料减少了，其轴径可加大，但并不会多用材料， 有利于散热。在机壳内铸好或者嵌装与“极”相匹配的凸棱取代硅钢片的定子铁芯， 有利于散热和磁力线分布，可以增加嵌线的空间，有利于多嵌线提高功率等级，可节省 50%的硅钢片和复杂的加工成本，提高成品率；在无铁芯电机壳内加一导磁内衬圆板可 增加导磁和磁屏蔽效果，从而减少铁损和铜损，提高效率。采用实用新型技术方案的电 机与Y系列电机、IE国际新电机相比减少了铁损，提高了效率，其功率可提高1.5-2 个功率等级，效率可提高15-25%，功率因数均在90%以上，而且制造时还可以节省材 料。实测表明，一块60mmX60mmX厚度为6mm的钕铁硼永磁体，测得它四边 场强各为3000GS(高斯)中心场强势2700GS(高斯)，在永磁体上面加上一块厚为 70mmX 70mm厚度为2mm的导磁材料(人工软铁，即为导磁轭)，再测永磁体中心场强 会发现由原来2700GS (高斯)上升到2750GS (高斯)，在2mm的导磁材料中间交叉着 开多个小槽，在导磁材料中间形成多个锥形突起，这些锥形突起就是聚磁沟，再测场强 时，中心的场强升到2850GS (高斯)，此时，永磁材料的中心场强与四边场强基本相同， 场强分布趋于均稀。因为此时2_的导磁材料(也称为导磁轭)与永磁体成为一体、在 永磁体的磁场作用下，导磁材料与永磁体的N极和S极重新分布，面积大了，磁力线更 能形成回路；由于磁场和电场一样有共性电场由尖端放电、而磁场也一样，具有越是有 棱有角的地方磁力线密度越大，场强越高，通过在导磁材料中间形成多个锥形突起就是 采用这个原理。实用新型人利用“尖端放磁”和“人工导磁”原理对永磁体磁场加以正合，得到理想的正弦磁力波。
图1是本实施例1的结构示意图；图2是本实施例2的结构示意图。其中1-吊环，2-散热筋，3-机壳，4-凸棱，5-内衬圆板，6_线圈，7_出线 装置，8-底座，9-孔槽，10-填充物孔，11-永磁材料，12-导磁轭，13-聚磁沟，14-轴 孔，15-螺形沟槽，16-转子芯轴，17-转子体，18-气隙，19-硅钢压片。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述。实施例1如图1所示，一种高效节能电机，它有机壳3、定子、转子、和机壳3连为一体 的底座8，机壳3上还配有吊环1、散热筋2以及与线圈6电连接的防水出线装置7，转子 包括转子芯轴16和空心转子体17，空心转子体17固定在转子芯轴16上，其特征在于， 所述转子芯轴16开有同心轴孔14，轴孔14壁开有螺旋沟槽15，转子体17内平行于转子 芯轴16均勻分布有孔槽9，转子体17外周镶嵌有几何形状的永磁材料11，转子体17表面 设有几何形状的永磁材料11，部分镶嵌在转子体17内、部分露在转子体17外表上；所 述永磁材料11外表面不低于转子体外表面，永磁材料11的外表面上贴紧固定有由导磁材 料制成的导磁轭12，导磁轭12能把永磁材料11覆盖，所述导磁轭12的材料是硅钢片、 工业软铁、球磨铸铁中的任一种，所述转子与定子之间的气隙18的宽度为4-8mm;所述 导磁轭12相对于转子芯轴16的外表面的中间部分布有若干锥形突起，锥形突起为聚磁沟 13；所述转子体17上均勻开有填充物孔10，填充物孔10内置有可离心的填充物；机壳 3内侧圆筒面上均勻分布有凸棱4，凸棱4的形状为“工”字形；所述两凸棱4之间的环 扇区嵌有线圈6，紧贴环扇形线圈6内侧设有圆弧形硅钢压片19，硅钢压片19卡于两凸 棱4头部之间。实施例2如图2所示，一种高效节能电机，它有机壳3、定子、转子、和机壳3连为一体 的底座8，机壳3上还配有吊环1、散热筋2以及与线圈6电连接的防水出线装置7，转子 包括转子芯轴16和空心转子体17，空心转子体17固定在转子芯轴16上，其特征在于， 所述转子芯轴16开有同心轴孔14，轴孔14壁开有螺旋沟槽15，转子体17内平行于转子 芯轴16均勻分布有孔槽9，转子体17外周镶嵌有几何形状的永磁材料11，转子体17表 面设有几何形状的永磁材料11，部分镶嵌在转子体17内、部分露在转子体17外表上； 所述永磁料11外表面不低于转子体外表面，永磁材料11的外表面上贴紧固定有由导磁材 料制成的导磁轭12，导磁轭12能把永磁材料11覆盖，所述导磁轭12的材料是硅钢片、 工业软铁、球磨铸铁中的任一种，所述转子与定子之间的气隙18的宽度为4-8mm;所述 导磁轭12相对于转子芯轴16的外表面的中间部分布有若干锥形突起，锥形突起为聚磁沟 13；所述转子体17上均勻开有填充物孔10，填充物孔10内置有可离心的填充物；机壳 3内侧圆筒面上均勻分布有凸棱4，凸棱4的形状为“工”字形；所述机壳3内侧设有导磁材料制成的圆筒形内衬圆板5，内衬圆板5紧贴机壳3内侧凸棱4，内衬圆板4内侧设 有圆筒形线圈6，线圈6紧贴内衬圆板5。 本实用新型采用导磁轭与聚磁沟有效的解决了电机磁场分布的问题，消除电机 的铜损、铁损和杂损，使电机提高2个功率等级，效率指标、功率因数都达欧盟和我国 电机一高效电机标准。
权利要求1.一种高效节能电机，它有机壳、定子、转子、和机壳连为一体的底座，机壳上 还配有吊环、散热筋以及与线圈电连接的防水出线装置，转子包括转子芯轴和空心转子 体，空心转子体固定在转子芯轴上，其特征在于，所述转子芯轴开有同心轴孔，轴孔壁 开有螺旋沟槽，转子体内平行于转子芯轴均勻分布有孔槽，转子体外周镶嵌有几何形状 的永磁材料，所述永磁材料外表面不低于转子体表面，永磁材料的外表面上贴紧固定有 由导磁材料制成的导磁轭，导磁轭能把永磁材料覆盖，所述导磁轭的材料是硅钢片、工 业软铁、球磨铸铁中的任一种，所述转子与定子之间的气隙的宽度为4-8mm。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能电机，其特征在于，所述导磁轭相对于转子芯 轴的外表面的中间部分分布有若干锥形突起，锥形突起为聚磁沟。
3.根据权利要求1或2所述的一种高效节能电机，其特征在于，所述转子体表面设有 几何形状的永磁材料，部分镶嵌在转子体内、部分露在转子体外表上。
4.根据权利要求1或2所述的一种高效节能电机，其特征在于，所述转子体上均勻开 有填充物孔，填充物孔内置有可离心的填充物。
5.根据权利要求1或2所述的一种高效节能电机，其特征在于，机壳内侧圆筒面上均 勻分布有凸棱，凸棱的形状为“工”字形。
6.根据权利要求5所述的一种高效节能电机，其特征在于，所述两凸棱之间的环扇区 嵌有线圈，紧贴环扇形线圈内侧设有圆弧形硅钢压片，硅钢压片卡于两凸棱头部之间。
7.根据权利要求5所述的一种高效节能电机，其特征在于，所述机壳内侧设有导磁 材料制成的圆筒形内衬圆板，内衬圆板紧贴机壳内侧凸棱，内衬圆板内侧没有圆筒形线 圈，线圈紧贴内衬圆板。
专利摘要本实用新型提供了一种高效节能电机，它有机壳、定子、转子、底座、吊环、散热筋以及与线圈电连接的防水出线装置，转子包括转子芯轴和空心转子体，空心转子体固定在转子芯轴上，转子芯轴开有同心轴孔，轴孔壁开有螺旋沟槽，转子体内均匀分布有孔槽，转子体外周镶嵌有几何形状的永磁材料，永磁材料外表面不低于转子体表面，永磁材料的外表面上贴紧固定有由导磁材料制成的导磁轭，导磁轭能把永磁材料覆盖，导磁轭材料是硅钢片、工业软铁、球磨铸铁的任一种，所述转子与定子间的气隙的宽度为4-8mm。本电机减少损耗，提高了效率，功率可提高1.5-2个等级，功率因数均在90％以上，而且制造时还可以节省材料。
文档编号H02K5/04GK201805336SQ20102053946
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者刘军, 刘冠舜, 刘耀泽, 林锋, 武义峰, 王卫红, 索相坤, 蔡志炜, 贺红凯, 赵希平, 郑兵 申请人:滨州市博仕杰新能源科技开发有限公司