一种非晶磁阻电机的制作方法

1.本实用新型涉及电机制造领域，具体地说是一种非晶磁阻电机。


背景技术：

2.非晶合金又称金属玻璃,是一种软磁性能优异的绿色工程材料。与传统硅钢相比，非晶磁导率大约为硅钢的2～3倍、矫顽力仅有其1/5，铁芯损耗仅相当于硅钢约1/8到1/10。纳米晶铁损甚至仅相当于硅钢的1/50。非晶纳米晶合金应用于电机，有利于提高电机效率、减小体积重量、提高功率密度，特别是对高频高速电机具有重要的节能意义。
3.非晶铁芯是非晶电机的核心组件，目前，电机铁芯多为整圆形结构，在整圆上均匀分布着所需求的槽数，采用冲压叠加成电机铁芯。由于受到非晶带材宽度(≤213mm)的限制，铁芯外径一般不大于205mm，无法用于制作大外径非晶电机，所以也限制了非晶电机在大功率电机中的应用。
4.整圆制作的非晶铁芯对非晶材料的利用率仅有30％左右，浪费太大，不利于非晶电机与硅钢电机的成本竞争。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种非晶磁阻电机，以解决现有的非晶磁阻电机生产成本高，电机效率低的问题。
6.本实用新型是这样实现的：一种非晶磁阻电机，其中，包括壳体、轴承、模块式定子铁芯、模块式转子铁芯、预制绕组及转轴；
7.所述模块式定子铁芯包括定子护盒及n个定子铁芯，n个所述定子铁芯均匀且环向布置于所述定子护盒内；所述模块式转子铁芯包括转子护盒及m个转子铁芯，m个所述转子铁芯均匀且环向放置于所述转子护盒内；每个所述定子铁芯或转子铁芯均包括两个齿，在所述定子铁芯的齿上嵌套所述预制绕组；n、m为正整数；
8.相邻的两个定子铁芯或转子铁芯的侧壁紧贴或固定连接，所述定子铁芯、所述预制绕组、所述定子护盒通过灌封或注塑方式固化为一体；所述转子铁芯、所述转子护盒通过灌封或注塑方式固化为一体。
9.优选的，所述定子/转子护盒由底板、围板及护板一体成型制成。
10.优选的，所述定子铁芯与所述转子铁芯均由非晶合金带材卷绕制成。
11.优选的，可设置为外转子非晶磁阻电机，所述定子铁芯呈半菱形，所述转子铁芯呈半葫芦形。
12.优选的，可设置为内转子非晶磁阻电机，所述定子铁芯呈半葫芦形，所述转子铁芯呈半菱形。
13.采用上述技术方案，本实用新型利用非晶材料的高磁导率和低损耗特性，使用非晶材料制备定子及转子，使磁阻电机效率得到有效提高，有利于降低启动电流，使磁阻电机运行更平稳。本实用新型采用带绕式模块化制作非晶定子和转子铁芯，能够使非晶磁阻电
机不受非晶带材宽度(213mm)带来的功率限制，可以制作大功率非晶磁阻电机；同时有利于极大提高非晶材料利用率，可高达98％，有效降低非晶磁阻电机成本，对非晶磁阻电机市场推广具有重要意义。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是本实用新型的外转子非晶磁阻电机结构示意图；
16.图2是本实用新型的内转子非晶磁阻电机结构示意图；
17.图3是本实用新型的菱形环形铁芯的结构示意图；
18.图4是图3截断后半菱形铁芯结构示意图；
19.图5是本实用新型的葫芦形环形铁芯的结构示意图；
20.图6是图5截断后半葫芦形铁芯结构示意图；
21.图7是图1的定子护盒的结构示意图；
22.图8是图1的转子护盒的结构示意图。
23.图中：1—模块式定子铁芯，2—模块式转子铁芯，3—预制绕组，4—定子护盒，5—定子铁芯，6—转子护盒，7—转子铁芯，8—齿，9—壳体，10—环形铁芯。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.如图1-图8所示，本实用新型提供了一种非晶磁阻电机，包括壳体9、轴承、模块式定子铁芯1、模块式转子铁芯2、预制绕组3及转轴。
27.其中，模块式定子铁芯1包括定子护盒4及n个定子铁芯5，n个定子铁芯5均匀且环向布置于定子护盒4内。模块式转子铁芯2包括转子护盒6及m个转子铁芯7，m个转子铁芯7均匀且环向放置于转子护盒6内。每个定子铁芯5或转子铁芯7均包括两个齿8，在定子铁芯5的齿8上嵌套设置预制绕组3，其中n、m为正整数。本实用新型的定子铁芯与转子铁芯均由非晶合金材料制成，磁导率高、损耗小。定子/转子铁芯摆放完成后，相邻的两个定子铁芯或转子铁芯的侧壁紧贴或固定连接，定子铁芯5、预制绕组3、定子护盒4通过灌封或注塑方式固化为一体；转子铁芯7、转子护盒6通过灌封或注塑方式固化为一体。定子护盒、转子护盒对内部的定子铁芯、转子铁芯形成保护、绝缘、定位和装配作用，降低了非晶磁阻铁芯定位安装难度，大大提高了非晶磁阻电机的可靠性。
28.优选的，非晶磁阻电机可设置为外转子非晶磁阻电机或内转子非晶磁阻电机。当为外转子非晶磁阻电机时，定子铁芯呈半菱形，转子铁芯呈半葫芦形；当为内转子非晶磁阻电机时，定子铁芯呈半葫芦形，转子铁芯呈半菱形。模块式转子铁芯装配于转轴上，模块式定子铁芯装配于壳体内，转轴通过轴承支撑于壳体内。
29.本实用新型还提供了一种一种非晶磁阻电机的加工工艺，包括步骤：
30.1)根据电机设计要求选取合适宽度的非晶带材，将带材绕制呈环形铁芯10；
31.2)将具有特定形状的模芯嵌入环形铁芯10的内孔，成型为定子/转子铁芯的设计形状：其中，环形铁芯10借助模芯被整形为菱形或葫芦形，也可以设置为其他形状。
32.3)将带有模芯的环形铁芯10放入真空或气氛保护的退火炉中进行退火；优选的，退火炉中的气体为氮气、氩气或其他惰性保护气体，退火温度为200-600℃，退火时间为10-600min。
33.4)将退火好的环形铁芯10浸入绝缘胶水中10-1000min，使叠层间充分浸润，取出铁芯沥干胶水；优选的，绝缘胶水为绝缘漆、环氧树脂、聚酯亚胺漆、水性绝缘漆、无机绝缘漆中的一种。
34.5)将沥干胶水的环形铁芯10放入固化炉中进行固化，固化完成后取出环形铁芯10降温到室温；优选的，固化温度为60-300℃，固化时间为10-600min。
35.6)将固化好的环形铁芯10按图纸要求进行对剖切割，每个环形铁芯10被切割后得到两个形状相同的非晶模块铁芯，清理好备用；截断后非晶模块铁芯形成两个齿，并具有一个槽，用以容纳预制绕组。
36.7)将相同规格的非晶模块铁芯放入定子/转子护盒里，非晶模块铁芯呈360度环形排列，每相邻非晶模块铁芯的侧壁紧紧靠齐并固定，按要求摆放整齐后进行整体灌封/注塑，固化成型后形成模块式定子/转子铁芯；
37.8)将预制绕组嵌套在模块式定子铁芯的齿上，将带有预制绕组的模块式定子铁芯放入专用模具内进行灌封/注塑，固化成型后取出备用；
38.9)将模块式定子铁芯安装在转轴上进行外圆磨修整到指定尺寸，模块式转子铁芯安装机壳后进行内圆磨修整到指定尺寸，模块式定子铁芯与模块式转子铁芯通过轴承，转轴和机壳装配成非晶磁阻电机。
39.本实用新型利用非晶材料的高磁导率和低损耗特性，使用非晶材料制备定子及转子，使磁阻电机效率得到有效提高，有利于降低启动电流，使磁阻电机运行更平稳。本实用新型采用带绕式模块化制作非晶定子和转子铁芯，能够使非晶磁阻电机不受非晶带材宽度(213mm)带来的功率限制，可以制作大功率非晶磁阻电机；同时有利于极大提高非晶材料利用率，可高达98％，有效降低非晶磁阻电机成本，对非晶磁阻电机市场推广具有重要意义。
40.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。