车用直流风扇电动机的改进设计
罗允中 （宁波电器总厂）
1概述
近几年来，微型永磁直流电动机得到了迅速的发展，被广泛应用于各种日用电器上。如：电风扇、收录机、电吹风、吸尘器、电动剃须刀、电动按摩器、电动玩具以及录象机等，其品种规格繁多。据日本1982年统计，微型永磁直流电动机要占普通直流微型电动机（如无刷电机、无铁心电机、步进电机、伺服电机）总产量的百分之九十以上。该类电机应用范围非常广泛，主要用在音响设备、视频设备、家庭电气化设备、情报设备、办公设备、医疗设备、自动售货机、汽车电气设备等。
微型永磁直流电动机采用****磁铁励磁，结构简单、体积小重量轻、噪声低、耗能低、起动性能好、运行可靠、成本低。
在改进设计中结合本厂原来生产的车用直流风扇的结构特点，除对前、后端盖、磁极、轴承、风叶、电刷套作了改进设计及转子冲片套用本厂其它同类产品的转子冲片外，其余零部件均照原来不变，以减少工艺装备投资，缩短试制周期。至今已完成12v和24v2种规格10台样机和小批量试产100台，并经市标准计量局电机检测中心测试合格，达到设计要求，符合国家zbk65001- 87《车船用直流电风扇》和zbk65002-87《车船用直沆电风扇的安全要求》技术标准。车用直流风扇造型美观，如图1所示。该风扇输入功率原为37～40w，现降低为22～26w，比原来降低了百分之三十以上，其温升也有较明显下降，标准规定为6 0℃，而实测为2 8.2℃(12v)和31.7c(24v)。经改进设计后的直流风扇，无论在效率、节能和可靠性方面的技术经济指标均达到较先进的水平。
1．网罩2．风叶3．螺母（垫圈、弹簧垫圈）4．电机5．弹簧垫圈
2改进设计的直流风扇的特点
改进设计的直流风扇尽可能利用原有的零部件，尤其是冲压件。尽量少投入工装模具费用，以降低成本。
2.1电机定子采用锶铁氧体
原fzd2-30型车用直流风扇用串激电机定子铁心系采用硅钢片叠压（见图2a），现改为****磁铁励磁，磁铁采用锶铁氧体(见图2b)。
1．定了绕组2．定子铁心3．接线片4．套管5．引出线6．绝缘纸7．弹簧8，9．套管 10．拉板
2.2零部件的选用
滚珠轴承改用含油轴承。风叶的叶片原为1. 2mm的铝板，现改为0.6mm钢板（见图3）。
前端盖由铸铝改为钢板拉仲。电刷套由原来铜管车削可改为铜板冲制而成。经对改进后产品的成本估算，每台可节约20元左右。
2.3电磁计算和结构设计要点
为了节约模具费用，从借用原电枢冲片的角度着手，先对fzd2 - 30型的电枢冲片（φ38. 5mm）进行计算，其它指标基本尚可，唯独槽满率过高（高达百分之五十一），从有关资料查得φ0. 30～0. 40mm漆包圆铜线槽满率应为百分之三十～百分之三十二。经对原fzd-30型（摇头式风扇）的电枢冲片(φ45mm)的计算，尽管富铁（齿磁密和轭磁密都偏低），但从绕线工艺上考虑，只能选用雪45mm的电枢冲片，其槽满率符合要求。
从上述要求和可能，确定了各部件的结构形式、尺寸、材料等，并进行必要的机械强度计算。将前端盖与机座设计成一体化（以下简称前端盖）。它除了起着普通电机的端盖、机座作用外．还有导磁作用，因此对前端盖既要考虑机械强度，又要考虑导磁性能和加工工艺性，经计算和多方面的权衡，前端盖壁厚宜采用3mm钢板拉伸成型较为理想，这样可以节省采用无缝钢管的车削工时和材料成本。
2.4试制和调整
为了加速试制进度，前2台样机(12v和24v各1台)的前端盖和机座不用模具而是采用车削，考虑到计算与实际可能会有误差，先增加机座壁厚余量imm(即4mm)，经测试气隙磁通为0. 435×l0 -3wb，电枢绕组每元件30匝(24v)，负载转速1870r/min。当壁厚车到3mm时，测得气隙磁通0.3875×10 -3wb，电枢绕组每元件是34匝(24v)，其负载转速达到1900r/min。当壁厚为2mm时，测得气隙磁通为0. 36×10 -3wb。经电磁核算后，其电负荷、温升、换向火花都增加，所以调整前端盖壁厚 |
