[實用新型]隱極式微型永磁直流電機

有效

• 申請號: 201120253642.4
• 申請日: 2011-07-19
• 公開（公告）號: CN202134974U
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 錢進;孔慶成
• 申請（專利權）人: 浙江方正電機股份有限公司
• 主分類號: H02K1/17
• 分類號: H02K1/17;H02K1/18
• 代理公司: 杭州金源通匯專利事務所(普通合伙) 33236
• 代理人: 周涌賀

技術領域

本實用新型涉及微型永磁直流電機，尤其是涉及一種汽車座椅用隱極式微型永磁直流電機。

背景技術

一般傳統式微型永磁直流電機的定子置有多塊永磁體磁瓦，例如兩極電機有兩塊磁瓦，四極電機有四塊磁瓦等等。本專利以四極電機為例說明隱極式微型永磁直流電機的原理及結構。

???在對微型永磁電機總體綜合性能要求較高的使用領域，例如汽車座椅用微型永磁直流電機。近幾年的發展主要有3個特點：①縮小電機的體積和重量；②?提高電機的堵轉轉矩T_Q；?③控制電機的噪聲值不能超過標準值。為了達到以上用戶對電機性能的要求，近幾年來采取的技術措施主要是：①采用高磁能積的永磁磁瓦，例如粘結釹鐵硼磁瓦和燒結釹鐵硼磁瓦，以提高電機的氣隙磁密值B_g；②采用4極電機的設計方案，逐漸替代原有的2極電機的現有產品；③控制電機的空載轉速n₀在一定的合理范圍?(n₀=3000～5000（r/min）），改進換向器的結構工藝以利控制電機的噪聲值達標，同時也有利于對電機EMC性能的要求；④在提高B_g的同時，合理控制轉子鐵芯的齒密h_t2以保證齒部磁密B_t2不太飽和，從而保證合理的槽面積A_W，槽面積A_W太小不利于提高堵轉轉矩T_Q。

從電機的設計理論看，在保持轉速一定的前提條件下，提高磁負荷B_g和提高線負荷A是縮小電機體積減輕重量，同時保持相同的電機機械特性的設計基礎。汽車座椅用的微型永磁直流電機，其現有產品幾乎都是采用鐵氧體永磁磁瓦，磁能積很小，其B_r=200～430（mT）,H_cb=125～250(KA/m),(BH)_max=6.5～35(Kt/m³)。因此，采用鐵氧體永磁磁瓦的微型永磁直流電機，其磁負荷B_g不可能提高，一般設計值范圍B_g?=200～350(mT)，為了達到縮小電機體積的目的，只能提高線負荷A或采用多磁極的電機（例如4極以上電機）。而欲提高A?，又受限于空載轉速n₀以及轉子的槽面積A_W。在保證n₀為一定的條件下，必須增大A_W才能增A，同時為保證足夠的T_Q，有時又需要增大轉子鐵芯長度L₂。而增大L₂又與縮小電機體積的初衷相違背。故采用鐵氧體永磁磁瓦的微型永磁直流電機，在相同機械特性的條件下，縮小電機體積幾乎是不太可能。

采用高磁性能的永磁磁瓦（例如燒結釹鐵硼磁瓦、粘結釹鐵硼磁瓦），則可以大大提高電機的磁負荷B_g，因此可以比鐵氧體永磁磁瓦的電機體積小很多，在相同的機械轉性條件下，電機體積和重量大幅下降，其用鐵量和用銅量也會相應減少，雖然高性能永磁材料價格昂貴，但適當減少電機的用鐵量、用銅量這對于平衡電機的綜合成本是有利的。

高性能永磁材料，例如燒結釹鐵硼，其B_r=1030?～1250(mT)，H_cb=720～880(KA/m)，（BH）_max=192～288(KJ/m^3?)。采用高性能永磁磁瓦的微型永磁直流電機，其磁負荷B_g=650～850（mT），?達到鐵氧鐵磁瓦電機B_g的2倍以上。在設計上選用較高的B_g，較低的A有利于提高電機的效率。

?高性能永磁材料的微型永磁直流電機，其在縮小電機體積降低重量，同時保證優良的機械特性上，比鐵氧體永磁材料的電機具有很強的優勢。但在設計上，高性能永磁材料的電機，其定子軛部、轉子齒部、轉子軛部的磁密值B_j1、B_t2、B_j2的飽和程度需控制，太飽和了，會降低永磁材料的利用率，達不到較好的性價比。因此，設計參數：機殼厚度△_s,磁瓦厚度△_m,長徑比λ、轉子鐵芯外徑D₂，氣隙程度δ，轉子磁寬b_t2，轉子軛高h_j2等等的選擇就顯得非常重要。尤其是磁瓦厚度△_m，直接關系到磁瓦成本及電機性能。