[发明专利]拥有无槽非晶铁合金径向磁路的电机及其工艺方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及电机制造的磁路零部件，尤其涉及以电枢绕组为特征和以磁性材料为特征的定子或转子本体。

【背景技术】

非晶铁合金材料是利用高温熔融状态下处于活跃状态的金属原子在急骤冷却中来不及按一定的晶态规律有序排列而形成的具有长程无序结构的合金材料。这种非晶铁合金材料比起传统的硅钢材料具有导磁率高，电阻大，涡流损耗小和高频特性优良等一系列优点，但其加工特性较差，难于冲压成片状和难于进行大体积切削加工。现有技术电机包括发电机和电动机，包括机壳、端盖、定子、转子和电机轴，定子固定于机壳中，转子固定于电机轴上布置于定子内，与定子间有气隙，电机轴穿过定子铁芯，可转动地装于机壳与端盖确定的安装位置上。定子由定子铁芯和定子绕组组成，定子铁芯一般采用硅钢片等软磁性材料压叠制成，其内侧有轴向齿槽，定子绕组嵌装于齿槽中。在电机的损耗中，铁损占据了相当大的比例，这些损耗都以发热形式消耗了不可再生能源，同时增加了电机的温升，降低了电机的效率。降低电机铁损是电机设计一大课题，采用导磁率高，电阻大，涡流损耗小的新材料取代硅钢片是电机研发的一个方向。现有技术使用非晶铁合金材料的电机，如公开号为CN 1874113A的中国专利申请《非晶材料的新型电动机》，其定子铁芯采用圆筒形的非晶材料外壳与硅钢片叠制极柱粘接形成齿槽，在齿槽内嵌装定子绕组制成定子，局部地在电机定子铁芯中使用非晶材料。这种混合材料铁芯电机其转子仍然是传统结构，其定子铁芯采用两种材料、两个部件分别制作后粘合，结构和制作过程复杂，且因有齿槽，齿槽效应给电机带来的电磁噪音和齿槽损耗，仍然未得到克服。而在为克服齿槽效应带来的缺陷的无槽电机中，如公告号为CN2891450Y名称为《高出力永磁无刷无槽电动机》所公开的技术，其定子铁芯仍然沿用传统的硅钢片材料叠压制成，其转子采用传统材料的铁芯和套在铁芯周围的永磁磁钢组成。硅钢片在导磁率，电阻，涡流损耗和高频特性等方面的固有缺点使其不能制造出更高效率的电机。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提供一种涡流损耗小，高频特性优良和电磁噪音低的没有齿槽损耗的、效率高，功率密度大，材料利用率高的拥有无槽非晶铁合金径向磁路的电机及其工艺方法。本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：提供一种拥有无槽非晶铁合金径向磁路的电机及其工艺方法，所述拥有无槽非晶铁合金径向磁路的电机包括机壳、端盖、定子、转子和电机轴，端盖装于机壳端部并与机壳共同确定电机轴的安装位置，定子固装于机壳内，转子固装于电机轴上且布置于定子内、与定子之间有径向气隙，电机轴穿过定子内孔，可转动地装于机壳与端盖确定的安装位置上；定子包括定子铁芯和定子绕组，转子包括转子铁芯和永磁体；尤其是，所述定子铁芯是由非晶铁合金带材卷绕成的圆筒，所述定子绕组整体呈圆筒形，固定于定子铁芯内圆柱面上，定子绕组内壁还固定有金属加强衬套，该金属加强衬套的轴向长度与定子绕组相同、其内孔与转子的外表面之间形成径向气隙；所述转子铁芯是由非晶铁合金带材制成的空心柱状结构，其内孔壁上开有与电机轴连结用的键槽、其径向外表面与永磁体相适配，永磁体镶嵌或套于转子铁芯外表面固定。即当永磁体是中空圆柱状，经磁化为圆周面上形成多磁极的永磁体圆筒时，转子铁芯外表面是圆柱形、其外径与该永磁体圆筒内径相适配，所述永磁体圆筒直接套于转子铁芯外固定；当永磁体是瓦片状断面的条形体或’V’状断面的条形实体时，转子铁芯外表面开出相同数量与永磁体断面形状适配的轴向凹槽，将各永磁体镶嵌入这些凹槽中固定。所述轴向凹槽可以是燕尾槽，相应地所述永磁体带有燕尾结构。

所述永磁体是钕铁硼高磁能合金、或者是锶或钡铁氧体。

所述拥有无槽非晶铁合金径向磁路的电机是无刷直流电机或者是交流电机。