一种非晶合金材料直线电机定子的制作方法

xiaoxiao2020-9-11  5

专利名称:一种非晶合金材料直线电机定子的制作方法
技术领域
本发明涉及直线电机领域,具体涉及一种初级侧使用非晶合金材料制成的直线电 动机定子。
背景技术
非晶合金材料有很高的磁导率和非常低的电导率,在可再生能源发电、输变电、 轨道交通等领域有非常广阔的应用前景。使用非晶合金材料制造的电气设备其损耗远低 硅钢片材料的电气设备,如非晶合金材料制成的变压器,电抗器等其空载损耗可以降低 70-80%。但是由于其维氏硬度高,是普通硅钢片的5倍左右,对其进行切削、剪切加工的困 难较大,同时也不易冲压成型,通常只能横向剪切。由于旋转电机为圆形,而非晶合金材料 为几种固定宽度的薄带,需经过大量剪切拼装才能构成旋转电机定子形状,导致加工工艺 复杂,成本很高,基于此很多人提出使用非晶合金材料制造的特殊结构的旋转电机,如专利 CN1874113A, CN201222666Y, US6960860B1, US5903082 等,其中提到的电机定子不同于硅钢 片式定子,硅钢片式定子使用硅钢片沿轴向叠压而成,而非晶合金旋转电机的定子使用非 晶合金带材沿径向一层层卷绕制成,这样虽然降低了加工难度,但是由于磁通不均勻,又产 生了发热不均勻、电机效率降低等问题,没有体现出非晶合金电机节能的特点。

发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点,提出一种采用非晶合金材料用的直线 电动机定子,本发明可以有效减少对非晶合金材料的加工,同时可以有效的减少电机涡流 损耗,提高电机运行效率;此外,使用非晶合金材料的电机还有重量轻,体积小,使用频率范 围宽等优点。本发明的直线电机定子包括磁轭、齿、绕组、夹件等。其中磁轭和齿使用非晶合金 材料制造。定子磁轭的制造方式既可由非晶合金材料薄带卷绕而成,也可将薄带剪切成片 后,叠压而成。定子齿使用同上类似的方式加工。非晶合金材料的定子磁轭和齿用粘结剂 粘结起来,构成绕组的磁芯。定子磁轭和齿的内表面涂有环氧树脂包覆层。包覆着环氧树 脂层的绕组的磁芯放置在金属基座内,并用放置在齿槽中的夹件固定,这样可以保证在电 机运行过程中,定子齿受力、变形较小。最终,定子,基座,动子导轨连为一体,并与动子之间 存在气隙,以使动子能沿着导轨运动。


图1为几种非晶合金材料定子磁轭及齿的绕制方法;图2为定子磁轭及齿的侧视图;图3a、b为定子磁轭及齿的俯视图;图4为定子使用非晶合金材料的扁平型直线电机结构简图;图5为定子磁轭及齿的夹件三视图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施方式
进一步说明本发明。图1为几种由非晶合金材料制成的定子磁轭和齿的样式;如图1所示,11为叠压 式,由等长片段非晶合金带材直接叠压制成,叠压厚度可按设计要求;为了进一步减少剪切 可以直接使用卷绕的方法,卷绕形状可根据具体部位不同设计。12为圆矩形式;13为椭圆 式;14为圆形式。图2所示为定子磁轭及齿等构成的定子磁芯的侧视图;定子磁轭21、定子齿M分 别为图1中所示的形式,定子磁轭21及齿M使用粘结剂25粘结在一起,构成绕组22的磁 芯。定子磁轭和齿的内表面涂有环氧树脂包覆层23,绕组22铺设在齿槽中,包覆着环氧树 脂层的绕组磁芯放置在金属基座内,并用放置在齿槽中的夹件固定。图3a、b所示为定子磁轭及齿的俯视图,其中图3a中定子齿为圆矩形式,图北中 定子齿为圆形式。图中31、32分别为非晶合金材料定子磁轭及齿,33为环氧树脂包覆层,34 为定子绕组。图4所示为定子使用非晶合金材料的扁平型直线电机结构简图,图中基座41、绕 组42、定子磁轭43、夹件45、定子齿46、环氧树脂包覆层48共同构成定子部分,动子台面 40、导条49共同组成动子部分,定子和动子之间存在气隙44。其中绕组42、定子磁轭43、 定子齿46、环氧树脂包覆层48按图2所示方式布置,构成定子磁芯,定子磁芯放置在基座 41中,夹件45放置在定子齿槽内,并使用螺栓固定即构成定子部分。这种结构可以使得非 晶合金定子磁轭43及齿46受到电动力时变形较小,较好的规避非晶合金材料易碎的问题。 动子台面40由定向导轨47支撑,处于定子部分上部;导条49通常由整块金属板或复合金 属板构成,正对定子安装,其与定子的缝隙即为气隙44;当定子绕组42通电后,产生行波磁 场,导条49在行波磁场的切割下,将感生电动势并产生电流,产生的电流和气隙磁场相互 作用便产生电磁推力,动子即沿着导轨47运动。由于非晶合金材料很高的磁导率和非常低 的电导率,采用此结构可以有效的减少电机涡流损耗,提高电机运行效率。图5为图4中夹件45的三视图。
权利要求
1.一种非晶合金材料直线电机定子,其特征在于定子磁轭和齿使用非晶合金材料制 造;定子磁轭和齿04)用粘结剂05)粘结,构成绕组02)的磁芯;定子磁轭和 齿04)的内表面涂有环氧树脂包覆层(23),包覆着环氧树脂层的绕组的磁芯放置在 金属基座内,并用放置在齿槽中的夹件G5)固定。
2.根据权利要求1所述的非晶合金材料直线电机定子,其特征在于所述的定子磁轭 (21)和齿04)由非晶合金材料薄带卷绕而成,或将薄带剪切成片叠压而成。
全文摘要
一种非晶合金材料直线电机定子,其定子磁轭和齿使用非晶合金材料制造;定子磁轭(21)和齿(24)用粘结剂(25)粘结,构成绕组(22)的磁芯。定子磁轭(21)和齿(24)的内表面涂有环氧树脂包覆层(23),包覆着环氧树脂层(23)的绕组的磁芯放置在金属基座内,并用放置在齿槽中的夹件(45)固定。所述的定子磁轭(21)和齿(24)由非晶合金材料薄带卷绕而成,或将薄带剪切成片叠压而成。
文档编号H02K1/02GK102097870SQ20101059560
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者张国强, 李康 申请人:中国科学院电工研究所

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