專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高功率密度的永磁同步電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同步電動(dòng)機(jī)，尤其是涉及一種高功率密度的永磁同步電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
普通永磁同步電機(jī)與感應(yīng)電機(jī)相比，因?yàn)椴恍枰獰o(wú)功勵(lì)磁電流，具有高功率因數(shù) (可達(dá)到1甚至容性)、高效率(比同規(guī)格的感應(yīng)電機(jī)高2-8個(gè)百分點(diǎn))等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在各類(lèi)要求高效的場(chǎng)合中；但另一方面，由于永磁材料價(jià)格昂貴，同規(guī)格的釹鐵硼永磁同步電動(dòng)機(jī)價(jià)格要比感應(yīng)電動(dòng)機(jī)貴一倍左右，這就大大限制了永磁同步電動(dòng)機(jī)尤其是小功率電機(jī)在某些特定場(chǎng)合的應(yīng)用，比如說(shuō)在電梯中的門(mén)電機(jī)，功率很小(僅幾十瓦)，雖然使用普通永磁同步電動(dòng)機(jī)可以略微提高效率(小功率電機(jī)的效率很難提高，僅1-2個(gè)百分點(diǎn))，節(jié)省的電能非常有限(與電梯的總功耗相比，幾乎可以忽略不計(jì))，但卻使整機(jī)成本增加近一倍，在家用電梯不斷降價(jià)的背景中，這樣的電梯失去了價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種功率密度較高、 電機(jī)體積較小的高功率密度的永磁同步電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種高功率密度的永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，該電動(dòng)機(jī)包括端蓋、外殼、定子鐵芯、繞組、轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)變壓器、轉(zhuǎn)子鐵芯、磁鋼及軸承，所述的端蓋與外殼同心配合，該端蓋設(shè)在外殼的一側(cè)，所述的定子鐵芯設(shè)在電動(dòng)機(jī)的上部，所述的繞組固接在定子鐵芯的兩側(cè)， 所述的轉(zhuǎn)軸設(shè)在電動(dòng)機(jī)的中部，所述的旋轉(zhuǎn)變壓器連接在轉(zhuǎn)軸的一端，所述的轉(zhuǎn)子鐵芯固接在轉(zhuǎn)軸的中部，所述的磁鋼粘接在轉(zhuǎn)子鐵芯上，所述的軸承設(shè)在轉(zhuǎn)軸的中部的轉(zhuǎn)子鐵芯的兩側(cè)。所述的繞組及定子鐵芯組成定子部分。所述的磁鋼、轉(zhuǎn)子鐵芯、軸承及轉(zhuǎn)軸組成轉(zhuǎn)子部分。所述的定子鐵芯及轉(zhuǎn)子鐵芯之間設(shè)置間隙。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)高功率密度設(shè)計(jì)，使單位體積產(chǎn)生的功率是常規(guī)電機(jī)的1. 5倍以上；(2)由于減小了軸向長(zhǎng)度，定子鐵芯用量、繞組用銅量、磁鋼用量都減小了 15%， 還縮小了電機(jī)體積；(3)提高功率密度后，直接降低了電機(jī)成本，也降低了系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)的價(jià)格
競(jìng)爭(zhēng)力。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為端蓋、2為外殼、3為繞組、4為定子鐵芯、5為磁鋼、6為轉(zhuǎn)子鐵芯、7為軸承、8為旋轉(zhuǎn)變壓器、9為轉(zhuǎn)軸。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例一種高功率密度的永磁同步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，該電動(dòng)機(jī)包括端蓋1、外殼2、繞組3、定子鐵芯4、磁鋼5、轉(zhuǎn)子鐵芯6、軸承7、旋轉(zhuǎn)變壓器8及轉(zhuǎn)軸9，端蓋1與外殼 2同心配合，該端蓋1設(shè)在外殼2的一側(cè)，為電機(jī)提供機(jī)械支撐，定子鐵芯4設(shè)在電動(dòng)機(jī)的上部，繞組3固接在定子鐵芯4的兩側(cè)，繞組3及定子鐵芯4組成定子部分。轉(zhuǎn)軸9設(shè)在電動(dòng)機(jī)的中部，旋轉(zhuǎn)變壓器8連接在轉(zhuǎn)軸9的一端，為控制器提供轉(zhuǎn)子位置及轉(zhuǎn)速信號(hào)，形成閉環(huán)控制。轉(zhuǎn)子鐵芯6固接在轉(zhuǎn)軸9的中部，磁鋼5粘接在轉(zhuǎn)子鐵芯6上，軸承7設(shè)在轉(zhuǎn)軸9 的中部的轉(zhuǎn)子鐵芯6的兩側(cè)。磁鋼5、轉(zhuǎn)子鐵芯6、軸承7及轉(zhuǎn)軸9組成轉(zhuǎn)子部分。定子鐵芯及轉(zhuǎn)子鐵芯之間設(shè)置間隙，為電機(jī)工作提供氣隙磁場(chǎng)。本方案的工作原理是在繞組3中通以控制器輸出的變頻電壓源，三相繞組在氣隙中生成與電源頻率同步的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與磁鋼5相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，該電磁轉(zhuǎn)矩推動(dòng)轉(zhuǎn)子以同步速旋轉(zhuǎn)。電磁轉(zhuǎn)矩的大小是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，必須有足夠的過(guò)載轉(zhuǎn)矩倍數(shù)才能使產(chǎn)品合格，而過(guò)載轉(zhuǎn)矩倍數(shù)取決于繞組3中產(chǎn)生的反電勢(shì)，反電勢(shì)由繞組用銅量及轉(zhuǎn)子磁鋼量決定，因此合理地設(shè)計(jì)可達(dá)到永磁電動(dòng)機(jī)力性能、材料用量達(dá)到最優(yōu)配置。本產(chǎn)品的特點(diǎn)在于，選用低損耗的硅鋼片制作定子鐵芯4，取較高的定子齒磁密， 使定子齒磁路工作在較高的飽和狀態(tài)，這樣可以減小鐵芯軸向長(zhǎng)度，減小繞組用銅量，減小釹鐵硼磁鋼的用量，提高了單位體積的功率密度，大大降低了成本，僅僅犧牲掉部分的效率，而效率在這樣的小功率電機(jī)中重要性相對(duì)較低，有利于降低系統(tǒng)的成本。將該高功率密度永磁同步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用于電梯的門(mén)機(jī)系統(tǒng)中，所設(shè)計(jì)的齒磁密高達(dá) 2. 08T，轉(zhuǎn)速為180r/min，過(guò)載轉(zhuǎn)矩倍數(shù)達(dá)到了 3倍，體積比常規(guī)設(shè)計(jì)縮小了 1/3，成本則僅比同規(guī)格的感應(yīng)電機(jī)貴1/4，效率略低于普通永磁同步電動(dòng)機(jī)，但整機(jī)功率僅60W，損失的效率不足一盞電梯內(nèi)控制用燈的功耗，幾乎可以忽略不計(jì)，該設(shè)計(jì)達(dá)到了很好的實(shí)用效果。
權(quán)利要求
1.一種高功率密度的永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，該電動(dòng)機(jī)包括端蓋、外殼、定子鐵芯、繞組、轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)變壓器、轉(zhuǎn)子鐵芯、磁鋼及軸承，所述的端蓋與外殼同心配合，該端蓋設(shè)在外殼的一側(cè)，所述的定子鐵芯設(shè)在電動(dòng)機(jī)的上部，所述的繞組固接在定子鐵芯的兩側(cè)，所述的轉(zhuǎn)軸設(shè)在電動(dòng)機(jī)的中部，所述的旋轉(zhuǎn)變壓器連接在轉(zhuǎn)軸的一端，所述的轉(zhuǎn)子鐵芯固接在轉(zhuǎn)軸的中部，所述的磁鋼粘接在轉(zhuǎn)子鐵芯上，所述的軸承設(shè)在轉(zhuǎn)軸的中部的轉(zhuǎn)子鐵芯的兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率密度的永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述的繞組及定子鐵芯組成定子部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率密度的永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述的磁鋼、轉(zhuǎn)子鐵芯、軸承及轉(zhuǎn)軸組成轉(zhuǎn)子部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率密度的永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述的定子鐵芯及轉(zhuǎn)子鐵芯之間設(shè)置間隙。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高功率密度的永磁同步電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)包括端蓋、外殼、定子鐵芯、繞組、轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)變壓器、轉(zhuǎn)子鐵芯、磁鋼及軸承，端蓋與外殼同心配合，該端蓋設(shè)在外殼的一側(cè)，定子鐵芯設(shè)在電動(dòng)機(jī)的上部，繞組固接在定子鐵芯的兩側(cè)，轉(zhuǎn)軸設(shè)在電動(dòng)機(jī)的中部，旋轉(zhuǎn)變壓器連接在轉(zhuǎn)軸的一端，轉(zhuǎn)子鐵芯固接在轉(zhuǎn)軸的中部，磁鋼粘接在轉(zhuǎn)子鐵芯上，軸承設(shè)在轉(zhuǎn)軸的中部的轉(zhuǎn)子鐵芯的兩側(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明使單位體積產(chǎn)生的功率是常規(guī)電機(jī)的1.5倍以上，縮小了電機(jī)體積，降低了電機(jī)成本，也降低了系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。
文檔編號(hào)H02P6/06GK102255461SQ20101018108
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者陳繼華 申請(qǐng)人:上海華銀電器有限公司