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CN106816973A - 直流低速电机及其大型吊扇和非晶态磁芯及其制造工艺 - Google Patents

直流低速电机及其大型吊扇和非晶态磁芯及其制造工艺 Download PDF

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CN106816973A CN201710193654.4A CN201710193654A CN106816973A CN 106816973 A CN106816973 A CN 106816973A CN 201710193654 A CN201710193654 A CN 201710193654A CN 106816973 A CN106816973 A CN 106816973A
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Abstract

一种直流低速电机，包括转子和定子，转子相对定位转动在定子内；转子包括两块以上转芯块，转芯块环形均布，转芯块上设置有若干槽极；所述定子包括磁轭和若干非晶态磁芯，非晶态磁芯环形排布于磁轭内壁；其结构简单合理、重量轻、安装方便、性能可靠、转矩力度大、成本低、低碳节能。一种大型吊扇，包括壳体和扇叶，扇叶径向连接于壳体上；壳体内设置有上述的直流低速电机；定子固定于壳体上，转子相对壳体转动设置，扇叶随壳体转动；其重量轻、安装方便、安全性高、低碳节能、效率高、作用面积大。上述非晶态磁芯，按重量百分比包括镍：5‑8％、钒：0.5‑1％、硼：4‑5％、硅：6‑7％和铁：80‑83％；其磁导率高、有效提高电机效率、安全耐用。

Description

直流低速电机及其大型吊扇和非晶态磁芯及其制造工艺
技术领域
本发明涉及一种电机，特别涉及一种直流低速电机及其大型吊扇和非晶态磁芯及其制造工艺。
背景技术
目前电动机中的定子不论是交流或者是直流，以及功率大小，一般都是采用矽铜片来生产的，由于矽铜片的电磁物理特性，使得它在频率上具有一定限制，最高频率为交变频率400Hz，超于这个上限，就会由于它的铁损造成矽铜片发热，效率就会急剧下降，甚至烧坏线圈，使电机损坏，发生意外事故。此外，市场上销售的带上述电动机的200英寸或400英寸的大型吊扇一般都需要设置变频减速箱，这导致大型吊扇的质量较重，体积较大，安装不方便，另外，其标称耗用功率为1.5KW，耗材耗能。中国专利文献号CN101404435B于2010年6月16日公开了一种磁场减速型低速大转矩永磁无刷直流电机，具体公开了包括内定子，外定子和位于内外定子之间的转子，内定子由沿圆周方向开槽的内定子铁心和置于槽内的电枢绕组构成，外定子由环状定子铁心和固定在环状定子铁心内表面交替排列的N极、S极永磁体构成，转子由相间排列的导磁体和非导磁体组成，所说的电枢绕组极对数p、转子上导磁体的个数n和永磁体的个数2pr，满足公式：pr＝n-p。该结构存在上述问题，因此，有必要做进一步改进。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、重量轻、安装方便、性能可靠、转矩力度大、成本低、低碳节能的直流低速电机；及一种磁导率高、有效提高电机效率、安全耐用的非晶态磁芯；及一种重量轻、安装方便、安全性高、低碳节能、效率高、作用面积大的大型吊扇，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种直流低速电机，包括转子和定子，转子相对定位转动在定子内；其特征在于：所述转子包括两块以上转芯块，转芯块环形均布，转芯块上设置有若干槽极；所述定子包括磁轭和若干非晶态磁芯，非晶态磁芯环形排布于磁轭内壁。
若干所述非晶态磁芯分成3n个磁极，n为正整数；非晶态磁芯的厚度为22μm-26μm。
所述转子还包括连接块，连接块对应转芯块径向向外延伸并连接转芯块。
所述转芯块外侧为圆弧面，槽极径向向外延伸于圆弧面上，相邻槽极之间有间隙。
一种大型吊扇，包括壳体和扇叶，扇叶径向连接于壳体上；其特征在于：所述壳体内设置有上述的直流低速电机；所述定子固定于壳体上，转子相对壳体转动设置，扇叶随壳体转动。
所述壳体包括相互装配的上壳和下壳，扇叶通过五金块连接上壳，转子上的转轴外露于上壳，且连接有吊杆。
所述转子上设置有电控板。
上述的非晶态磁芯，其特征在于：按重量百分比包括镍：5-8％、钒：0.5-1％、硼：4-5％、硅：6-7％和铁：80-83％。
最佳配比为：按重量百分比包括镍:6％、钒:1％、硼:4.6％、硅:6.8％和铁:81.6％。
上述非晶态磁芯的制造工艺，其特征在于：依次包括，
热处理退火，a.290℃保温20-50分钟；
b.320℃保温20-30分钟；
c.365℃保温35-40分钟；
d.随炉冷却至90℃出炉；
固化处理，a.将铁芯加温至80℃-90℃后，进入真空浸漆箱；
b.加入固化剂，固化剂为V852-12A/β纳米聚合环氧胶；
c.5小时后放进烘箱，加温120℃烘2小时结束；
切割，在冷却乳化液保护下进行切割，切割工具为全钢砂轮，切割
速度为5000rpm，温度不能超过80℃。
本发明具有以下有益效果：
1.转子通过环形均布若干转芯块的结构，使转子重量大大减少，而且可节约大量原材料，转子转动更加稳定，能耗低；
2.定子通过设置非晶态磁芯，利用其化学性质使磁导率提高、电机效率提升、韧性强、安全耐用，此外，该非晶态磁芯具有有一的高频特性和极低的铁损；
3.非晶态磁芯通过合适的热处理、固化处理和切割制备，不但使结构稳固可靠、而且提高其耐用性；
4.本大型吊扇不需要设置带变频减速箱的电机，因此，重量大大减少，安装更加便捷，安全性更高，制造成本更低，而且节能效果明显，耗用功率在400W以内，而且作用面积增大。
附图说明
图1为本发明一实施例中转子的结构示意图；
图2为本发明一实施例中定子的结构示意图；
图3为本发明一实施例中电机的剖视图；
图4为本发明一实施例中大型吊扇的组装示意图；
图5为本发明一实施例中大型吊扇的分解图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1-图3，本直流低速电机，包括转子1和定子2，转子1相对定位转动在定子2内，转子1外侧与定子2内侧之间有间隙；转子1包括三个转芯块3，转芯块3环形均布，转芯块3上设置有若干槽极3.1；定子2包括磁轭5和若干非晶态磁芯6，非晶态磁芯6环形排布于磁轭5内壁。转子1的结构重量轻，成本低，结构简单合理，能耗低；定子2通过设置非晶态磁芯6，有效的增加了导磁性能，并且聚磁在每个槽极3.1的能量，增大转矩的力度，使其磁导率增加1/3倍，转动力矩增加1/3倍，明显调高电机的效率。
进一步说，非晶态磁芯6分成3个、6个或9个磁极，以推动转子1上的12个至136个槽极，具体原理是利用定子2的每个极向，通过控制电流调节加速或减速表推动转子1的运转；非晶态磁芯6的厚度为22μm-26μm，此外，其具有优异的高频特性和极低的铁损，交变频率为15KHz，初始导磁率高，在电路控制方面有很大的改善。
进一步说，转子1还包括两块连接块4，分别连接转芯块3的正反面，其中一连接块4上设置有转轴3.2，连接块4对应转芯块3径向向外延伸并连接转芯块3，使连接块4整体呈品字形设置；本转子1较传统结构重量大大减少，而且节省原材料，同时使转子1的转动更稳定，能耗降低。
进一步说，转芯块3外侧为圆弧面，以与定子2内侧相匹配，槽极3.1径向向外延伸于圆弧面上，相邻槽极3.1之间有间隙，槽极3.1用于绕制导线。
一种大型吊扇，包括壳体和扇叶10，扇叶10径向连接于壳体上；壳体内设置有上述的直流低速电机；定子2固定于壳体上，转子1相对壳体转动设置，扇叶10随壳体转动。本大型吊扇为直流无刷低速大转矩电动机吊扇，其不需要带变频减速箱，功率在30W至2KW，直流低速电机的效率达到79％，连续运行120小时温升小于25K。由于不需要变频减速箱，所以整体重量较轻，较传统的同规格吊扇重量减轻30％，而且安装更加方便，安全性高，节约了大良钢材和铜材，节能效果明显，耗用功率在400W以内。
进一步说，壳体包括相互装配的上壳11和下壳12，扇叶10端部通过五金块13连接上壳11顶部，转子1上的转轴3.2贯穿并外露于上壳11，且连接有吊杆15；上壳11与转子1之间设置有轴承14，提高转动的顺畅性。工作时，转子1相对静止，定子2相对转动，并带动壳体及扇叶10转动，完成工作。
进一步说，转子1上设置有电控板16，方便实现控制，而且结构紧凑，整体体积减小。
上述的非晶态磁芯6，按重量百分比包括镍:6％、钒:1％、硼:4.6％、硅:6.8％和铁:81.6％。
上述非晶态磁芯6的制造工艺，依次包括，
热处理退火，a.290℃保温20-50分钟；
b.320℃保温20-30分钟；
c.365℃保温35-40分钟；
d.随炉冷却至90℃出炉；
固化处理，a.将铁芯加温至80℃-90℃后，进入真空浸漆箱；
b.加入固化剂，固化剂为V852-12A/β纳米聚合环氧胶；
c.5小时后放进烘箱，加温120℃烘2小时结束；
切割，在冷却乳化液保护下进行切割，切割工具为全钢砂轮，切割速度为5000rpm，温度不能超过80℃。
由于非晶态磁芯6的厚度有特定要求，以及其对应力和温度的敏感性，因此在热处理退火工艺和固化工艺极为重要，可见，非晶态磁芯6的加工成型为十分重要一环。而本非晶态磁芯6通过添加镍和钒，可有效增加整体的韧性，使其经久耐用。
下面以功率为368W的直流无刷低速大转矩电动机吊扇为例加以说明：直流低速电机的外形尺寸为：直径420mm、高度70mm；负载六片扇叶10；吊扇的重量为65kg，直径为6m(即236英寸)，通过电源控制电路给出直流的电压和电流DC310V DC1.56A，输入功率483W；电机转速50-60rpm。工作中，测量电压和电流的读数分别为DC36V和电流10.2A，可得功率约为368W，其效率达到79％。
上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种直流低速电机，包括转子(1)和定子(2)，转子(1)相对定位转动在定子(2)内；其特征在于：所述转子(1)包括两块以上转芯块(3)，转芯块(3)环形均布，转芯块(3)上设置有若干槽极(3.1)；所述定子(2)包括磁轭(5)和若干非晶态磁芯(6)，非晶态磁芯(6)环形排布于磁轭(5)内壁。
2.根据权利要求1所述的直流低速电机，其特征在于：若干所述非晶态磁芯(6)分成3n个磁极，n为正整数；非晶态磁芯(6)的厚度为22μm-26μm。
3.根据权利要求2所述的直流低速电机，其特征在于：所述转子(1)还包括连接块(4)，连接块(4)对应转芯块(3)径向向外延伸并连接转芯块(3)。
4.根据权利要求3所述的直流低速电机，其特征在于：所述转芯块(3)外侧为圆弧面，槽极(3.1)径向向外延伸于圆弧面上，相邻槽极(3.1)之间有间隙。
5.一种大型吊扇，包括壳体和扇叶(10)，扇叶(10)径向连接于壳体上；其特征在于：所述壳体内设置有如权利要求1所述的直流低速电机；所述定子(2)固定于壳体上，转子(1)相对壳体转动设置，扇叶(10)随壳体转动。
6.根据权利要求5所述的大型吊扇，其特征在于：所述壳体包括相互装配的上壳(11)和下壳(12)，扇叶(10)通过五金块(13)连接上壳(11)，转子(1)上的转轴(3.2)外露于上壳(11)，且连接有吊杆(15)。
7.根据权利要求6所述的大型吊扇，其特征在于：所述转子(1)上设置有电控板(16)。
8.根据权利要求1所述的非晶态磁芯，其特征在于：按重量百分比包括镍：5-8％、钒：0.5-1％、硼：4-5％、硅：6-7％和铁：80-83％。
9.根据权利要求8所述的非晶态磁芯，其特征在于：按重量百分比包括镍:6％、钒:1％、硼:4.6％、硅:6.8％和铁:81.6％。
10.根据权利要求8所述非晶态磁芯的制造工艺，其特征在于：依次包括，
热处理退火，a.290℃保温20-50分钟；
b.320℃保温20-30分钟；
c.365℃保温35-40分钟；
d.随炉冷却至90℃出炉；
固化处理，a.将铁芯加温至80℃-90℃后，进入真空浸漆箱；
b.加入固化剂，固化剂为V852-12A/β纳米聚合环氧胶；
c.5小时后放进烘箱，加温120℃烘2小时结束；
切割，在冷却乳化液保护下进行切割，切割工具为全钢砂轮，切割速度为5000rpm，温度不能超过80℃。
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