永久磁铁式启动装置制造方法及图纸

一种永久磁铁式启动装置，其磁铁的轴向长度是电枢铁心轴向长度的０．７５～０．８５倍；其电枢铁心还可装设辅助极，辅助极上设有凹槽，磁铁用弹簧钢支架固定在凹槽内；其结构具有下述特点：Ｌｃ≥Ｌｉ≥Ｌｍ，Ｌｃ是电枢铁心的长度，Ｌｉ是辅助极轴向长度，Ｌｍ是磁铁轴向长度。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及永久磁铁式启动装置。图7是现有技术的永久磁铁式启动装置的电机的部分剖面侧视图，图8是其同一剖面的正视图。图中，1-激磁部、2-磁轭、3-磁铁、4-辅助极、5-弹簧钢支架、6-螺栓、7-电枢、8-电枢铁心、9-线圈。如日本专利特公平5-17783和特公平1-16102所公开的，为增加与电枢铁心8的线圈9相交链的磁通，主磁极与电枢铁心轴向长度之间应具有如下的关系Lm≥Lc其中Lm是磁铁3的长度，Lc是电枢铁心8的长度。当电流在处于磁铁3的磁场中的线圈9中流动时，线圈9就产生转矩T，从而使电枢7转动。转矩T为T＝KφIa，K＝pZ/2aπ..........(1)其中，φ每极磁通Ia电枢电流2p极数Z全导体数2a并联回路数由于K是根据电机型号而定的固定常数，所以，转矩T与每极磁通φ及电枢电流Ia成比例。每极磁通φ为φ＝Bg(πDa/2p)Lc...........(2)其中，Bg间隙处的平均磁通密度Da电枢铁心的直径Lc电枢铁心的长度由上述公式(1)、(2)可知，当电流一定时，转矩T与Bg、Lc、Da成正比。使电机小型化的方法是将Bg提高，如使Lm≥Lc，可以在增大转矩T的同时减小Da和Lc的尺寸。以往，由于使用铁氧体磁铁，所以材料费不算很高，即使加长Lm，也不会有什么问题。然而，作为提高电机的转矩性能且使其小型化的措施，是采用增大Bg值的高性能磁铁，即高磁通密度的稀土类铁磁体，当在Lm≥Lc条件下，由于稀土类铁磁体的价格，就存在所述启动装置的成本变得非常高的问题。为了避免成本提高，就有必要使磁铁体积尽量的小。为此，就考虑不仅将磁铁长度Lm减小，还要将磁铁厚度减薄到不致降低磁通的程度，但是，在这种情况下，如图9所示那样，使螺栓6通过磁轭2的内侧就很困难，不得不使其在磁轭的外侧通过，所以启动装置结构布局设计就受到了限制。本专利技术的目的是提供一种永久磁铁式启动装置，以消除上述问题，在采用稀土类铁磁体的情况下，平衡考虑小型化和成本两方面的问题，在Lm＜Lc的范围内取Lm/Lc的最佳点，使之能对现有类型产品小型化，又能使成本的提高限制在最小范围内。本专利技术的进一步目的是提供一种磁铁的厚度很薄，但其螺栓仍能和现有技术一样从其磁轭内侧通过的永久磁铁式启动装置。本专利技术的永久磁铁式启动装置，具有缠绕着线圈的电枢铁心，在该电枢铁心周围具有装设着磁铁的激磁部，所述磁铁的轴向长度为所述电枢铁心的轴向长度的0.75～0.85倍。本专利技术的永久磁铁式启动装置的另一种结构是具有缠绕着线圈的电枢铁心，在该电枢铁心周围具有装设着磁铁和辅助极的激磁部，在所述辅助极上开设有凹槽，同时，所述磁铁用弹簧钢支架固定于该凹槽内。本专利技术的永久磁铁式启动装置的另一特点为设所述磁铁的轴向长度为Lm、辅助极的轴向长度为Li、电枢铁心的长度为Lc，三者间的关系为Lc≥Li≥Lm。由于本专利技术启动装置的上述第一个结构特点，可以在既使用贵重的稀土类磁铁而又使启动装置小型轻量化的条件下，设计出使电机小型化且成本降低的最佳平衡的经济的启动装置。本专利技术启动装置的第二个结构特点，是虽然磁铁厚度变薄，但其辅助极的厚度与磁铁厚度合起来却和现有技术相同，因而可和现有技术一样仍能使螺栓从磁轭内侧通过。本专利技术启动装置的第三个结构特点，可使自磁铁端面的漏磁得至有效的利用。 附图说明图1是本专利技术实施例1的永久磁铁式启动装置的电机的部分剖面侧视图。图2是表示以Lm/Lc为参数，转矩比和电枢铁心体积比之间的关系图。图3是表示Lm/Lc和电枢铁心体积比以及磁铁材料之间的关系图。图4是本专利技术实施例2的永久磁铁式启动装置的激磁部的部分剖面正视图。图5是本专利技术实施例2的永久磁铁式启动装置的激磁部的部分剖面侧视图。图6是本专利技术实施例3的永久磁铁式启动装置的电机的部分剖面侧视图。图7是表示现有永久磁铁式启动装置的电机的部分剖面侧视图。图8是表示现有永久磁铁式启动装置的电机的部分剖面正视图。图9是表示现有永久磁铁式启动装置的电机的部分剖面正视图。标号说明1-激磁部 3-磁铁4-辅助极 4a-凹槽5-弹簧钢支架 8-电枢铁心9-线圈以下结合附图说明本专利技术的实施例。实施例1图1中，装设在磁轭2上的磁铁3的轴向长度Lm是电枢铁心8长度Lc的75～85％倍。为了降低采用贵重稀土类金属磁铁时的材料费，必须尽管减小磁铁的体积，也就是说，必须尽量减小Lm，这里，如使Lm＜Lc，磁铁体积变小，就会使转矩性能下降，因此就有必要增大电枢体积而予以补偿。使电枢体积增大，在Da一定条件下就要增大Lc，这就与装置的小型化相矛盾，也就是，电机的小型化和材料费的降低(降低成本)具有相反的关系。以下，说明当Lm＜Lc时电机的小型化和成本降低间的平衡问题。图2给出以Lm/Lc为参数、电枢铁心体积(这里，Da一定，Lc为变数)和转矩的关系。当电枢铁心体积一定时，Lm/Lc减小时转矩减小。为对转矩的减小进行补偿就必须增大电枢铁心的体积，也就是必须增大Lc，下面进行详细说明。当Lm/Lc＝1时的体积比和转矩比都为1.0时，处于A点状态，使该体积比一定(Lc一定)，自A点起将Lm降至其0.8倍，则状态移至B点，从A点到B点，转矩减小。在Lm/Lc＝0.8的条件下，要使转矩比上升至1.0(移至C点)，则必须使电枢铁心体积比增至1.1倍(使Lc增至1.1倍)；而在Lm/Lc＝0.8的条件下，因为要使Lc增至1.1倍，Lm就成为0.8倍，即0.8×1.1＝0.8；同样，在Lm/Lc＝0.6的情况下，Lc应增至1.3倍，则Lm为0.78倍；在Lm/Lc＝0.4的情况下，Lc为1.7倍，Lm为0.68倍。图3的曲线(1)表示出当使转矩处于与现有装置同样数值(1.0)时，电枢铁心体积比(Lc比)与Lm/Lc的关系，同时，曲线(2)表示相应的磁铁材料费(Lm比)。曲线(3)是曲线(1)与(2)相乘所得的曲线，曲线(3)上的最小点是平衡考虑了电机的小型化和低成本化的状态点，此时的Lm/Lc值为0.75～0.85。实施例2图4表示本专利技术实施例2的永久磁铁式启动装置的激磁部的部分剖面正视图，图5是同一剖面的侧视图。图中，2是磁轭，磁铁3装设在焊接于磁轭2内侧的辅助极4的L型凹槽4a内，并用弹簧钢支架5予以固定。这样，虽然磁铁3的厚度减薄了，但将辅助极4的厚度和磁铁3的厚度合起来后，仍与现有技术相同，所以，和现有技术一样，仍然可以使螺栓6从磁轭2的内侧通过。实施例3下面根据图6说明实施例3的永久磁铁式启动装置。图中，主磁极的轴向长度为Lm、辅助极长度为Li、电枢铁心长度为Lc，三者间的关系为Lc≥Li≥Lm，这样，就可以有效地利用磁铁端面的漏磁(图6中箭头所示)。如上所述，对于本专利技术实施例1的永久磁铁式启动装置，由于使磁铁的轴向长度为电枢铁心轴向长度的0.75～0.85倍，就能使电机小型化，而且又由于可使磁铁的体积设计得最小，从而又能最大限度地避免了成本的提高。另外，如本专利技术实施例2的永久磁铁式启动装置那样，在辅助极上设有L型的凹槽，同时，又用弹簧钢支架将磁铁固定在该凹槽内，因而可使螺栓从磁轭内侧通过，从而提高了启动装置的整体设计的合理性和可装卸性。进而，如本专利技术实施例3的永久磁铁式启动装置那样，其磁铁的轴向长度为Lm、辅助极的轴向长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永久磁铁式启动装置，具有缠绕着线圈的电枢铁心，在该电枢铁心周围具有装设着磁铁的激磁部，其特征在于： 所述磁铁的轴向长度为所述电枢铁心的轴向长度的０．７５～０．８５倍。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：龟井光一郎，善明敬策，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]