直流低速電機及其大型吊扇和非晶態磁芯及其制造工藝的制作方法

本發明涉及一種電機，特別涉及一種直流低速電機及其大型吊扇和非晶態磁芯及其制造工藝。

背景技術：

目前電動機中的定子不論是交流或者是直流，以及功率大小，一般都是采用矽銅片來生產的，由于矽銅片的電磁物理特性，使得它在頻率上具有一定限制，最高頻率為交變頻率400Hz，超于這個上限，就會由于它的鐵損造成矽銅片發熱，效率就會急劇下降，甚至燒壞線圈，使電機損壞，發生意外事故。此外，市場上銷售的帶上述電動機的200英寸或400英寸的大型吊扇一般都需要設置變頻減速箱，這導致大型吊扇的質量較重，體積較大，安裝不方便，另外，其標稱耗用功率為1.5KW，耗材耗能。中國專利文獻號CN101404435B于2010年6月16日公開了一種磁場減速型低速大轉矩永磁無刷直流電機，具體公開了包括內定子，外定子和位于內外定子之間的轉子，內定子由沿圓周方向開槽的內定子鐵心和置于槽內的電樞繞組構成，外定子由環狀定子鐵心和固定在環狀定子鐵心內表面交替排列的N極、S極永磁體構成，轉子由相間排列的導磁體和非導磁體組成，所說的電樞繞組極對數p、轉子上導磁體的個數n和永磁體的個數2pr，滿足公式：pr＝n-p。該結構存在上述問題，因此，有必要做進一步改進。

技術實現要素：

本發明的目的旨在提供一種結構簡單合理、重量輕、安裝方便、性能可靠、轉矩力度大、成本低、低碳節能的直流低速電機；及一種磁導率高、有效提高電機效率、安全耐用的非晶態磁芯；及一種重量輕、安裝方便、安全性高、低碳節能、效率高、作用面積大的大型吊扇，以克服現有技術中的不足之處。

按此目的設計的一種直流低速電機，包括轉子和定子，轉子相對定位轉動在定子內；其特征在于：所述轉子包括兩塊以上轉芯塊，轉芯塊環形均布，轉芯塊上設置有若干槽極；所述定子包括磁軛和若干非晶態磁芯，非晶態磁芯環形排布于磁軛內壁。

若干所述非晶態磁芯分成3n個磁極，n為正整數；非晶態磁芯的厚度為22μm-26μm。

所述轉子還包括連接塊，連接塊對應轉芯塊徑向向外延伸并連接轉芯塊。

所述轉芯塊外側為圓弧面，槽極徑向向外延伸于圓弧面上，相鄰槽極之間有間隙。

一種大型吊扇，包括殼體和扇葉，扇葉徑向連接于殼體上；其特征在于：所述殼體內設置有上述的直流低速電機；所述定子固定于殼體上，轉子相對殼體轉動設置，扇葉隨殼體轉動。

所述殼體包括相互裝配的上殼和下殼，扇葉通過五金塊連接上殼，轉子上的轉軸外露于上殼，且連接有吊桿。

所述轉子上設置有電控板。

上述的非晶態磁芯，其特征在于：按重量百分比包括鎳：5-8％、釩：0.5-1％、硼：4-5％、硅：6-7％和鐵：80-83％。

最佳配比為：按重量百分比包括鎳:6％、釩:1％、硼:4.6％、硅:6.8％和鐵:81.6％。

上述非晶態磁芯的制造工藝，其特征在于：依次包括，

熱處理退火，a.290℃保溫20-50分鐘；

b.320℃保溫20-30分鐘；

c.365℃保溫35-40分鐘；

d.隨爐冷卻至90℃出爐；

固化處理，a.將鐵芯加溫至80℃-90℃后，進入真空浸漆箱；

b.加入固化劑，固化劑為V852-12A/β納米聚合環氧膠；

c.5小時后放進烘箱，加溫120℃烘2小時結束；

切割，在冷卻乳化液保護下進行切割，切割工具為全鋼砂輪，切割

速度為5000rpm，溫度不能超過80℃。

本發明具有以下有益效果：

1.轉子通過環形均布若干轉芯塊的結構，使轉子重量大大減少，而且可節約大量原材料，轉子轉動更加穩定，能耗低；

2.定子通過設置非晶態磁芯，利用其化學性質使磁導率提高、電機效率提升、韌性強、安全耐用，此外，該非晶態磁芯具有有一的高頻特性和極低的鐵損；

3.非晶態磁芯通過合適的熱處理、固化處理和切割制備，不但使結構穩固可靠、而且提高其耐用性；

4.本大型吊扇不需要設置帶變頻減速箱的電機，因此，重量大大減少，安裝更加便捷，安全性更高，制造成本更低，而且節能效果明顯，耗用功率在400W以內，而且作用面積增大。

附圖說明

圖1為本發明一實施例中轉子的結構示意圖；

圖2為本發明一實施例中定子的結構示意圖；

圖3為本發明一實施例中電機的剖視圖；

圖4為本發明一實施例中大型吊扇的組裝示意圖；

圖5為本發明一實施例中大型吊扇的分解圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。

參見圖1-圖3，本直流低速電機，包括轉子1和定子2，轉子1相對定位轉動在定子2內，轉子1外側與定子2內側之間有間隙；轉子1包括三個轉芯塊3，轉芯塊3環形均布，轉芯塊3上設置有若干槽極3.1；定子2包括磁軛5和若干非晶態磁芯6，非晶態磁芯6環形排布于磁軛5內壁。轉子1的結構重量輕，成本低，結構簡單合理，能耗低；定子2通過設置非晶態磁芯6，有效的增加了導磁性能，并且聚磁在每個槽極3.1的能量，增大轉矩的力度，使其磁導率增加1/3倍，轉動力矩增加1/3倍，明顯調高電機的效率。

進一步說，非晶態磁芯6分成3個、6個或9個磁極，以推動轉子1上的12個至136個槽極，具體原理是利用定子2的每個極向，通過控制電流調節加速或減速表推動轉子1的運轉；非晶態磁芯6的厚度為22μm-26μm，此外，其具有優異的高頻特性和極低的鐵損，交變頻率為15KHz，初始導磁率高，在電路控制方面有很大的改善。

進一步說，轉子1還包括兩塊連接塊4，分別連接轉芯塊3的正反面，其中一連接塊4上設置有轉軸3.2，連接塊4對應轉芯塊3徑向向外延伸并連接轉芯塊3，使連接塊4整體呈品字形設置；本轉子1較傳統結構重量大大減少，而且節省原材料，同時使轉子1的轉動更穩定，能耗降低。

進一步說，轉芯塊3外側為圓弧面，以與定子2內側相匹配，槽極3.1徑向向外延伸于圓弧面上，相鄰槽極3.1之間有間隙，槽極3.1用于繞制導線。

一種大型吊扇，包括殼體和扇葉10，扇葉10徑向連接于殼體上；殼體內設置有上述的直流低速電機；定子2固定于殼體上，轉子1相對殼體轉動設置，扇葉10隨殼體轉動。本大型吊扇為直流無刷低速大轉矩電動機吊扇，其不需要帶變頻減速箱，功率在30W至2KW，直流低速電機的效率達到79％，連續運行120小時溫升小于25K。由于不需要變頻減速箱，所以整體重量較輕，較傳統的同規格吊扇重量減輕30％，而且安裝更加方便，安全性高，節約了大良鋼材和銅材，節能效果明顯，耗用功率在400W以內。

進一步說，殼體包括相互裝配的上殼11和下殼12，扇葉10端部通過五金塊13連接上殼11頂部，轉子1上的轉軸3.2貫穿并外露于上殼11，且連接有吊桿15；上殼11與轉子1之間設置有軸承14，提高轉動的順暢性。工作時，轉子1相對靜止，定子2相對轉動，并帶動殼體及扇葉10轉動，完成工作。

進一步說，轉子1上設置有電控板16，方便實現控制，而且結構緊湊，整體體積減小。

上述的非晶態磁芯6，按重量百分比包括鎳:6％、釩:1％、硼:4.6％、硅:6.8％和鐵:81.6％。

上述非晶態磁芯6的制造工藝，依次包括，

熱處理退火，a.290℃保溫20-50分鐘；

b.320℃保溫20-30分鐘；

c.365℃保溫35-40分鐘；

d.隨爐冷卻至90℃出爐；

固化處理，a.將鐵芯加溫至80℃-90℃后，進入真空浸漆箱；

b.加入固化劑，固化劑為V852-12A/β納米聚合環氧膠；

c.5小時后放進烘箱，加溫120℃烘2小時結束；

切割，在冷卻乳化液保護下進行切割，切割工具為全鋼砂輪，切割速度為5000rpm，溫度不能超過80℃。

由于非晶態磁芯6的厚度有特定要求，以及其對應力和溫度的敏感性，因此在熱處理退火工藝和固化工藝極為重要，可見，非晶態磁芯6的加工成型為十分重要一環。而本非晶態磁芯6通過添加鎳和釩，可有效增加整體的韌性，使其經久耐用。

下面以功率為368W的直流無刷低速大轉矩電動機吊扇為例加以說明：直流低速電機的外形尺寸為：直徑420mm、高度70mm；負載六片扇葉10；吊扇的重量為65kg，直徑為6m(即236英寸)，通過電源控制電路給出直流的電壓和電流DC310V DC1.56A，輸入功率483W；電機轉速50-60rpm。工作中，測量電壓和電流的讀數分別為DC36V和電流10.2A，可得功率約為368W，其效率達到79％。

上述為本發明的優選方案，顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本領域的技術人員應該了解本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。