专利名称：一种非晶态合金径向磁场电机的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种具有非晶态合金材质的径向磁场电机。
背景技术：
非晶态合金是一种诞生于20世纪70年代的新型软磁材料。大致具有用分子式 A7CH85B5JCch2ciK表达的成分。下标表示不同元素所占百分比，其中A代表铁、镍和钴中的至少一种；B表示硼、碳和磷中至少一种；C表示硅、铝和锗中至少一种。非晶态合金与传统硅钢片材料相比具有多方面的优势，其铁心损耗极低，特别是当磁场交变频率很高，诸如 0. 5kHz 20kHz时，这种低损耗的特征更加明显。因此，非晶态合金非常适合制造具有高效率、高速运行和紧凑体积要求的电机。所述的电机所指是一广义概念，泛指各种形式的发电机、电动机和具有回馈制动能力的电动机。然而非晶态合金硬度极高，是硅钢片3倍 5 倍左右，直接使用常规冲压工艺加工非晶合金材料将会极速的消耗冲模，使得加工成本上升。最为常用的薄带形式非晶合金材料厚度只有0. 03mm，是一般硅钢片的1/10左右；如果仿照硅钢片叠压工艺一片一片叠压非晶态合金薄带，不仅时间长成本高，而且获得的叠压系数也很低。同时这种材料工作温度低，以线切割和焊接等具有高温伴随特征的加工工艺都会导致材料“重结晶”，哪怕这种重结晶是局部的，对材料特性，如损耗等也会造成巨大影响。正是由于上述几方面原因，使得非晶合金材料虽然具有优异的电磁性能，但不能很容易的直接应用于传统径向磁场结构电机。不少学者和技术人员提出了适合非晶材料加工的不同结构的非晶电机。中国专利CN201010121452. 7提出了一种具有非晶态合金铁芯的横向磁场电机。 定子铁芯由多个单元电机定子铁芯组成。每个单元电机定子由Q个U型非晶态合金铁芯沿圆周均布组成，Q个U型铁芯的开口部分构成一个垂直于转子轴的定子槽，这种结构不适合径向磁场电机。U型非晶态合金铁芯采用非晶带材卷制而成，单个U型铁芯构成一个完整的回路。每个单元电机的U型铁芯开口部分构成该横向磁场电机非晶定子的筒状定子槽， 大大减少了对定子铁芯加工工序，避免了加工工艺对非晶材料性能的影响。且该横向磁场非晶电机能方便的扩大电机的功率和尺寸，避免了非晶带刺宽度对非晶定子铁芯尺寸的限制。然而该电机结构为横向磁场电机，其非晶定子铁芯不适合用于传统径向磁场电机。发明专利US5731649提出了一种卷制非晶合金薄带制造轴向磁场电机定子铁心的方式。其发明中定子由一系列圆柱体组合而成。圆柱体分成两种，第一种当做定子的齿， 而另一种当做定子的轭。所有当做齿的圆柱体都与当做轭的圆柱体连接，以形成完整磁通路。两种圆柱体都使用非晶合金薄带同心螺旋式卷绕而成。专利CN201010121452. 7和专利US5731649中电机结构分别为横向磁场电机和轴向磁场电机，其非晶定子不能适用于传统径向磁场电机。因此学者和技术人员们提出了不同加工径向磁场电机非晶定子铁芯的方法，以适应非晶合金材料特殊的机械性能。中国专利CN200810007282. 2和CN200910105338. 2都从不同角度阐述了应用非晶合金材料进行制造径向磁通电机定子铁芯的方案。
CN101286676A中公开了一种用于高速电机的径向磁场非晶态合金定子铁心的制备方法。将非晶合金带材切割成具有预定长度的多个非晶合金片，叠压形成具有预定厚度的非晶合金片层叠棒，对所述层叠棒进行退火，退火后的所述层叠棒用粘结剂浸渍固化，最后切割所述层叠棒，形成所需形状和尺寸的定子铁芯。同时，由于非晶合金材料在沿铁心轴向方向叠压而成，非常适合于传统径向磁场结构电机。但是由于使用轴向方向逐一叠放非晶薄带的方式制造铁心，铁芯大小受带材宽度限制，而且不能避免加工时间长、成本高的缺点οCN200910105338. 2提出了模块化制作径向磁场电机非晶态合金定子的方法，摆脱整体切割制备非晶态合金定子受到非晶态合金带材的最大宽度限制的缺点，使非晶合金定子铁芯适用于直径较大的电机。将非晶态合金带材制成的非晶态合金叠片堆，沿层叠厚度方向，将所述非晶态合金叠片堆切割成具有径向厚度的瓦片状弧形柱面体，并在该弧形柱面体内面切割出用于嵌入绕组的槽位，从而制成非晶态合金定子模块，将N个非晶态合金定子模块组合联结成一个完整的环形定子铁芯。该方法虽然解决了非晶定子铁芯受带材宽度限制的缺点，但仍然不能避免加工时间长，成本高的缺点。
发明内容
为了克服现有技术中径向磁场电机定子铁心需切割定子齿槽导致加工时间长、附加工序多和电机大型化能力受到非晶态合金薄带尺寸限制等问题，本发明提出了一种新型径向磁场非晶态合金电机。本发明所提出的径向磁场非晶态合金电机具有径向磁场电机的基本形式。该电机由机壳、定子铁芯、定子绕组、转子、转轴组成。定子铁心由一系列U型非晶态合金铁芯组合而成。本发明避免了切割定子齿的工艺，最大程度的降低了附加应力和伴生过温导致的材料性能下降，减小了加工时间、加工难度和加工成本。所述的定子铁芯包含nXQ个U型非晶态合金铁芯，nXQ个U型非晶态合金铁芯分成η组U型非晶态合金铁芯沿轴向叠放，每组有Q个U型非晶态合金铁芯，呈环形排布， Q为电机槽数，η为大于等于1的整数。U型非晶态合金铁芯正立时，朝上的两个上端面为开口面，左侧面为左接触面，右侧面为右接触面，U型非晶态合金铁芯开口面所在的平面与 U型非晶态合金铁芯包围的区域为U型非晶态合金铁芯半包围区域。每组Q个U型非晶态合金铁芯的开口面均朝内，即U型非晶态合金铁芯的开口面面向转子轴，每个U型非晶态合金铁芯的左接触面与其顺时钟方向相邻的U型非晶态合金铁芯的右接触面紧密贴合，每个U型非晶态合金铁芯的右接触面与其逆时钟方向相邻的U 型非晶态合金铁芯的左接触面紧密贴合，形成一个环形的带齿槽的非晶态合金铁芯。Π组U 型非晶态合金铁芯轴向排布，构成定子铁芯。U型非晶态合金铁芯半包围区域构成定子槽， 电枢绕组从定子槽中穿过。U型非晶态合金铁芯由非晶态合金带材卷叠块弯曲而成，因此该径向磁场非晶电机不需切割定子槽，减少了加工工序。而且非晶带材的宽度只限制了 U型铁芯的宽度，通过调整U型铁芯的长度和宽度可以自由的调整该径向磁场非晶电机定子铁芯尺寸。所述的U型非晶态合金铁芯可以采用任意一种开口型电感铁心。所谓开口型电感指磁路中包含气隙的电感形式。其中一种开口型电感铁心的制造方式如下第一步使用非晶态合金薄带叠压成非晶态合金叠块。第二步、将非晶态合金叠块弯曲成任意形状的U型铁芯。本发明电机中的转子可以是永磁式、磁阻式、闭合绕组构成的感应式，也可以是上述形式的各种组合形式。与定子铁心相比，转子铁心的损耗在总损耗中所占比例很小，可以用与定子相同的非晶合金材料或者常规硅钢片制造本发明电机的转子。当使用常规硅钢片制造所述的转子时，电机总损耗不会显著增加，同时制造成本会比采用非晶合金材料制造转子明显降低。本发明具有以下的优点本发明电机所用定子铁心由一系列结构相同的定子铁心单元构成，每个定子铁心单元可以使用非晶合金叠块弯曲制成。本发明中所用定子铁心不需要切割齿槽，最大程度的减少了再加工工序，避免了非晶材料重结晶和附加应力的隐患。本发明的定子铁心单元的宽度等于非晶合金薄带宽度，可以通过多个铁芯轴向叠加增加定子铁芯的叠长。而且高度和轴向长度均不受非晶合金材料几何尺寸限制，由这些铁心单元组成的电机定子铁心以及电机整机可以非常容易的实现大型化。因此采用发明中的非晶定子铁芯，可以摆脱非晶带材宽度对定子铁芯尺寸的限制，很容易的实现大型化的非晶定子铁芯。本发明的电机可以只有定子采用非晶合金材料。
图1本发明实施例1的结构图，图中1机壳，2定子铁芯，3电枢绕组，4转子，5转子轴；图2本发明实施例1的定子铁芯在垂直于轴的平面上的正视图，图中201 U型非晶态合金铁芯，2011 U型非晶态合金铁芯开口面，2012 U型铁芯的半包围区域，2013 U型非晶态合金铁芯的左接触面，2014 U型非晶态合金铁芯的右接触面；图3a、图北本发明实施例2的定子铁芯在垂直于轴的平面上的正视图，图中201 U型非晶态合金铁芯，2011 U型非晶态合金铁芯开口面，2012 U型铁芯的半包围区域，202 筒状铁芯；图4制造所述U型非晶态合金铁芯单元所用的非晶合金材料叠块211 ；图如、图恥为由非晶合金材料叠块弯曲制成的U型非晶态合金铁芯示意图，图中 201a、201b为由211弯曲制成的不同形状的U型非晶态合金铁芯。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明。如图1、图2、图3a、图北所示，本发明所提出的径向磁场非晶合金电机包括机壳 1、定子铁心2、电枢绕组3、转子4和转子轴5。定子铁心2包含nXQ个U型非晶态合金铁芯201，nXQ个U型非晶态合金铁芯201分成η组U型非晶态合金铁芯201沿轴向叠放，每组的Q个U型非晶态合金铁芯201呈环形排布，η为大于等于1的整数，Q为定子槽数。如图2、图3a、图北所示，每组Q个U型非晶态合金铁芯的开口面2011均朝内，即CN 102545415 A
U型非晶态合金铁芯的开口面面向转子轴，每个U型非晶态合金铁芯的左接触面2013与其顺时钟方向相邻的U型非晶态合金铁芯的右接触面2014紧密贴合，每个U型非晶态合金铁芯的右接触面2014与其逆时钟方向相邻的U型非晶态合金铁芯的左接触面2013紧密贴合，形成一个环形的带齿槽的非晶态合金铁芯。定子轴向方向上排布有η组U型非晶态合金铁芯201。U型非晶态合金铁芯半包围区域2012构成定子槽，电枢绕组3从定子槽中穿过。如图3a、图3b所示，定子铁芯可包含nXQ个U型非晶态合金铁芯201和一个筒状铁芯202，η为大于等于1的整数，Q为电机槽数。每组有Q个U型非晶态合金铁芯201，呈环形排布。η组型非晶态合金铁芯固定在同一个筒状铁芯202的内壁上，呈环形排布。筒状铁芯202由软磁材料制成。筒状铁芯202的内表面和外表面可以是圆形也可以是多边形。 如图3a所示，筒状铁芯202的内外表面均为圆形。如图北所示，筒状铁芯202的内外表面均为多边形。所述的U型非晶态合金铁芯201由非晶合金薄带材料叠块弯曲制得，非晶合金薄带材料叠块如图4所示。W为非晶合金叠块的宽度，受非晶合金薄带的宽度的限制，也即U 型非晶态合金铁芯201的宽度；L为非晶合金叠块的长度，L决定了得到的U型非晶态合金铁芯长度；H为非晶合金叠块的高度，也是U型非晶态合金铁芯高度。可以根据需要得到不同形状的柱体铁心。如图5&、图恥所示，非晶合金薄带材料叠块经弯曲后可制成不同形状的非晶态合金U型非晶态合金铁芯，如形状各不相同的铁芯201a和201b。如图fe所示，其中U型非晶态合金铁芯正立时，朝上的两个上端面为开口面2011，左侧面为左接触面2013，右侧面为右接触面2014，开口面所在的平面与U型非晶非晶态合金铁芯包围的区域为U型非晶态合金铁芯半包围区域2012。半包围的区域2012用来容纳电枢绕组3，构成电机定子槽，电枢绕组3从定子槽穿过。从U型非晶态合金铁芯201的制造方式和定子铁芯的构成方式可以看出，定子槽由U型铁芯半包围区域2012构成，避免了切割制造定子齿槽带来的加工难度和非晶材料性能的衰减。虽然非晶合金薄带宽度W有限，可以通过增加构成定子铁心2的U型非晶态合金铁芯201的组数n，从而增加定子铁芯长度，长度为n*W。U型非晶态合金铁芯长度L和高度 H都不受材料宽度限制，因此电机定子外径、齿部尺寸、轭部尺寸也不受材料宽度限制。所得非晶合金电机可以非常容易的实现大型化。电机中转子可以是永磁的、磁阻式的或者感应式的。其材料可以是非晶合金材料也可以是传统硅钢片材料。
权利要求
1.一种非晶态合金径向磁场电机，由机壳(1)、定子铁芯O)、电枢绕组(3)、转子(4) 和转子轴(5)构成，其特征在于，所述的定子铁芯(2)包含nXQ个U型非晶态合金铁芯 O01)，nXQ个U型非晶态合金铁芯O01)分成η组轴向叠放，每组有Q个U型非晶态合金铁芯Ο01)，呈环形排布，Q为电机槽数，η为大于等于1的整数；所述的U型非晶态合金铁芯(201)正立时，朝上的两个上端面为开口面(2011)，左侧面为左接触面(2013)，右侧面为右接触面(2014)，开口面所在的平面与U型非晶态合金铁芯(201)包围的区域为U型非晶态合金铁芯半包围区域Ο012)；每组Q个U型非晶态合金铁芯的开口面Q011)均朝内，即面向转子轴；每个U型非晶态合金铁芯的左接触面Q013)与其顺时钟方向相邻的U型非晶态合金铁芯的右接触面Ο014)紧密贴合，每个U型非晶态合金铁芯的右接触面Q014)与其逆时钟方向相邻的U型非晶态合金铁芯的左接触面紧密贴合，形成一个环形的带齿槽的非晶态合金铁芯；η组U型非晶态合金铁芯(201)轴向排布，构成定子铁芯O) ；U型非晶态合金铁芯半包围区域Ο012)构成定子槽，电枢绕组(3)从定子槽中穿过。
2.按照权利要求1所述的非晶态合金径向磁场电机，其特征在于所述的定子铁芯包含 η组U型非晶态合金铁芯(201)和一个筒状铁芯(20 ，每组有Q个U型非晶态合金铁芯 O01)，n组U型非晶态合金铁芯轴向叠放型非晶态合金铁芯Q01)固定在同一个筒状铁芯(202)的内壁上，η为大于等于1的整数。
3.按照权利要求2所述的非晶态合金径向磁场电机，其特征在于所述的筒状铁芯 (202)的内表面和外表面是圆形或多边形，由软磁材料制成。
4.按照权利要求1所述的非晶态合金径向磁场电机，其特征在于所述的U型非晶态合金铁芯(201)通过以下方法制造首先将非晶态合金薄带叠压成非晶合金叠块011)，然后将所述的非晶态合金叠块弯曲制成U型非晶态合金铁芯(201)。
全文摘要
一种非晶态合金径向磁场电机，其定子铁心(2)包含有n×Q个U型非晶态合金铁芯(201)，分成n组轴向叠放，每组有Q个U型非晶态合金铁芯(201)，呈环形排布，n大于等于1，Q为电机槽数。每组Q个U型非晶态合金铁芯(201)左右紧密贴合，形成环形带齿槽的定子铁芯。U型非晶铁芯的半包围区域(2012)构成电机定子槽，电枢绕组(3)从定子槽穿过。将非晶态合金薄带叠压成非晶叠块(211)，将非晶叠块(211)弯曲可制成U型非晶态合金铁芯(201)。该电机定子铁芯(2)无需切割定子齿槽，减小了非晶定子铁芯的加工难度，避免了加工导致非晶材料磁性能的衰减。此外电机定子铁芯的尺寸不受非晶带材宽度限制，容易实现电机的大型化。
文档编号H02K1/16GK102545415SQ201210033439
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月15日 优先权日2012年2月15日
发明者李琦, 温旭辉, 范涛 申请人:中国科学院电工研究所