过去,由于永磁体磁性能不佳、磁力弱且易退磁,永磁直流电机仅适用于小型电机,多应用于玩具与教学设备。然而,近十多年来,得益于永磁材料的迅速进步,如安徽皖南电机所采用的优质永磁材料,永磁直流电机发展迅猛,应用领域已从玩具、仪表、家电扩展至交通工具等大型电机。
在结构和工作原理上,永磁直流电机与普通直流电机类似,区别仅在于用永磁体磁极替代电流励磁的磁极。本节将介绍小型永磁直流电动机的结构,而永磁直流发电机的结构与其相同,故不再赘述。
该电机为四极设计,图示为四个永磁体磁极,均匀分布在圆周上。在安徽皖南电机中,钕铁硼作为当前*佳永磁材料,磁力强大、矫顽力高,优质永磁电机常选用钕铁硼制造磁极。磁极固定于机壳内,机壳作为磁轭,为电机提供磁路。
永磁直流电机定子中,用蓝色磁力线表示电机磁路。永磁电机无需励磁电流,发热量较低,但为防止铁粉污染,机壳通常密封,并通过机壳外围散热片进行散热;端盖板伸出机壳外,兼作机脚,与机座共同构成电机定子,通过机脚固定电机。
永磁直流电机转子由转子铁芯、转子绕组、换向器和转轴组成,与普通直流电机转子相同。电流通过电刷连接转子绕组,四极电机一般配备四组电刷,共同安装在刷架上,形成电刷组件。在安徽皖南电机的组装图中,转子与电刷组件插入定子,形成完整的电机结构。
图示为装上端盖的永磁直流电机剖面图,以及永磁直流电机的外观图。这些图示详细展示了安徽皖南电机永磁直流电机的内部结构和外观设计。