一种铁心制备方法及爪极电机技术

本申请属于汽车工业技术领域，特别是涉及一种铁心制备方法及爪极电机。现有的电机爪极铁心都是通过锻造工艺进行生产，工序繁杂，浪费材料，涡流损耗大，漏磁严重，电机效率低。本申请提供一种铁心制备方法，所述方法包括如下步骤：1)、对纯铁粉进行绝缘包覆；2)、加入粘结剂和润滑剂，充分混合；3)、采用粉末冶金工艺，将包覆后的铁粉倒入刚性模具中进行单端轴向压制；4)、进行热处理。简化电机爪极铁心的制作工序，提升材料利用率，减少漏磁，提高电机效率。

A preparation method of core and claw pole motor

【技术实现步骤摘要】
一种铁心制备方法及爪极电机
本申请属于汽车工业
，特别是涉及一种铁心制备方法及爪极电机。
技术介绍
中国汽车产品的油耗和排放污染水平均高于世界平均水平，其中油耗高出10％～30％，排放为平均水平的15～20倍，汽车产品开发面临的压力巨大。对于已经投产车辆要实现降低油耗和优化排放污染物的目标，首要考虑的是降油耗效果明显且车辆更改小，成本增加少，开发周期短。BSG(Belt-drivenStarterGenerator)怠速起停技术就是用起动发电一体机替代原车发电机，发动机和起动发电一体机通过皮带连接，电机通过皮带带动发动机起动，不更改发动机本体设计，成本增加少，并且可降低车辆怠速排放。目前国内外汽车厂商普遍采用爪极电机作为起动发电一体机，实现发动机的怠速停机与汽车的快速起停。但是，爪极电机存在率密度低，输出效率低等问题。目前汽车上主要使用爪极电机作发电机，由于汽车内用电设备不断的增加，留给发电机的空间越来越少。目前使用电励磁爪极电机，其具有良好的气隙磁场调节能力，成本较低，但是，现有的电机爪极铁心都是通过锻造工艺进行生产，工序繁杂，浪费材料，涡流损耗大，漏磁严重，电机效率低。
技术实现思路
1.要解决的技术问题基于目前汽车上主要使用爪极电机作发电机，由于汽车内用电设备不断的增加，留给发电机的空间越来越少。目前使用电励磁爪极电机，其具有良好的气隙磁场调节能力，成本较低，但是，现有的电机爪极铁心都是通过锻造工艺进行生产，工序繁杂，浪费材料，涡流损耗大，漏磁严重，电机效率低的问题，本申请提供了一种铁心制备方法及爪极电机。2.技术方案为了达到上述的目的，本申请提供了一种铁心制备方法，所述方法包括如下步骤：1)、对纯铁粉进行绝缘包覆；2)、加入粘结剂和润滑剂，充分混合；3)、采用粉末冶金工艺，将包覆后的铁粉倒入刚性模具中进行单端轴向压制；4)、进行热处理。可选地，所述铁粉为水雾化铁粉。可选地，所述铁心为圆环铁心。本申请还提供一种爪极电机，包括转子，所述转子包括所述圆环铁心，所述圆环铁心外部设置有励磁绕组，所述励磁绕组外部设置有爪极，所述爪极之间设置有永磁体。可选地，还包括转轴，所述转轴设置于所述转子内部，所述转子外部设置有定子绕组，所述定子绕组设置于定子铁心内。可选地，所述永磁体采用切向充磁的方法。可选地，所述爪极采用软磁复合材料制成，所述爪极采用模压成型。3.有益效果与现有技术相比，本申请提供的一种铁心制备方法及爪极电机的有益效果在于：本申请提供的一种铁心制备方法，采用软磁复合材料作为电机爪极铁心的材料，降低电机的涡流损耗，软磁材料采用模压成型，简化电机爪极铁心的制作工序，提升材料利用率，减少漏磁，提高电机效率；同时在爪极之间设置永磁体，减少电机爪极间的漏磁，提升电机功率密度与效率，实现汽车高效起动发电一体化。附图说明图1是本申请的一种爪极电机的结构示意图；图2是本申请的一种爪极电机的侧面示意图；图3是本申请的一种爪极电机的立体结构示意图；图4是本申请的一种爪极电机的分解示意图图中：1-转子、2-定子铁心、3-定子绕组、4-转轴、5-爪极、6-永磁体、7-圆环铁心、8-励磁绕组。具体实施方式在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。铁粉心软磁复合材料是通过在纯铁粉颗粒表面包覆一层高电阻率的有机或无机绝缘介质后，采用粉末冶金工艺将粉体压制成所需形状，并通过热处理而得到的一种各向同性的软磁复合材料。由于其具有较高的饱和磁感应强度、较低的损耗以及3D各向同性的磁性能等优点，得到广泛的关注。参见图1～2，本申请提供一种铁心制备方法，所述方法包括如下步骤：1)、对纯铁粉进行绝缘包覆，这里使用有机或者无机材料对铁粉进行绝缘包覆；2)、加入粘结剂和润滑剂，充分混合；3)、采用粉末冶金工艺，将混合好的粉末倒入刚性模具中进行单端轴向压制；4)、进行热处理以除去内应力。可选地，所述铁粉为水雾化铁粉。可选地，所述铁心7为圆环铁心。本申请还提供一种爪极电机，其特征在于：包括转子，所述转子包括所述铁心7，所述铁心7外部设置有励磁绕组8，所述励磁绕组8外部设置有爪极5，所述爪极5之间设置有永磁体6。可选地，还包括转轴4，所述转轴4设置于所述转子1内部，所述转子1外部设置有定子绕组3，所述定子绕组3设置于定子铁心2内。可选地，所述永磁体6采用切向充磁的方法。减少传统爪极电机的漏磁，与励磁绕组8共同产生气隙磁场，提升电机效率与功率密度。在励磁绕组中通入直流电，励磁绕组产生的磁场和永磁体产生的磁场，与在定子绕组中通入交流电而产生的旋转磁场相互作用，带动转子与转轴旋转，产生转矩。可选地，所述爪极5采用软磁复合材料制成，所述爪极采用模压成型。本申请的工作原理为：(1)发电过程在励磁绕组8中通入直流电，励磁绕组8和永磁体6共同产生气隙磁场，发动机带动转子1旋转时，与定子绕组3匝链，生成交流电。可以调节励磁绕组8的直流电流，在发动机转速不稳定时调整气隙磁场，使生成的电势值稳定。(2)电动过程在励磁绕组8中通入直流电，励磁绕组8产生的磁场和永磁体6产生的磁场，与在定子绕组3中通入交流电而产生的旋转磁场相互作用，带动转子1与转轴4旋转，产生转矩。本申请爪极电机，能够在减少传统爪极电机漏磁、提升电机功率密度的同时，提高爪极5和铁心7的生产效率，降低铁心涡流损耗，十分经济。现有的爪极电机作为起动发电一体机存在以下问题：(1)低含碳量铁合金作为爪极材料涡流损耗大，发热严重，能量浪费。(2)电机爪极铁心采用低含碳量铁合金经过复杂的模锻成型，模具费用高，制造成本高。(3)电机爪极采用锻造成型，工序繁杂，浪费材料。(4)电机爪极之间未采用永磁体的结构，磁场强度小，电机结构尺寸大，不符合汽车轻量化的要求。本申请涉及的爪极电机：(1)采用软磁复合材料作为电机爪极铁心的材料，降低电机的涡流损耗。(2)软磁复合材料采用模压成型制成爪极铁心，仅需一种模具，成本低。(3)铁心7与爪极5采用软磁复合材料模压成型，即将纯铁粉经绝缘包覆后，采用粉末冶金工艺，将包覆后的铁粉倒入刚性模具中，单端轴向压制后进行热处理的成型方式，制造工序简单，提升爪极5和铁心7的生产效率。(4)由于永磁体6的增加，减少了爪极间的漏磁，电机的气隙磁场由永磁体6和励磁绕组8共同产生，提升电机功率密度，在相同体积下，电机功率更大，适用于目前不断增加电气设备的要求，符合汽车轻量化的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁心制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：/n1)、对纯铁粉进行绝缘包覆；/n2)、加入粘结剂和润滑剂，充分混合；/n3)、采用粉末冶金工艺，将包覆后的铁粉倒入刚性模具中进行单端轴向压制；/n4)、进行热处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种铁心制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
1)、对纯铁粉进行绝缘包覆；
2)、加入粘结剂和润滑剂，充分混合；
3)、采用粉末冶金工艺，将包覆后的铁粉倒入刚性模具中进行单端轴向压制；
4)、进行热处理。


2.如权利要求1所述的铁心制备方法，其特征在于：所述铁粉为水雾化铁粉。


3.如权利要求1所述的铁心制备方法，其特征在于：所述铁心为圆环铁心。


4.一种爪极电机，其特征在于：包括转子，所述转子...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵升吨，张蜜蜜，施天琳，朱倩，吴凡，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61