一種新型的永磁電機轉子的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型的永磁電機轉子，它包括轉軸、永磁材料、壓環(huán)、軸用擋圈，永磁材料為復合永磁材料，由鐵氧體磁鋼和釹鐵硼磁鋼組成。其中永磁材料分為兩種形式：一種為嵌入式：永磁電機轉子還包括硅鋼片，即永磁材料插在硅鋼片內，硅鋼片套在轉軸上；另一種為表貼式：永磁電機轉子還包括不銹鋼套，即永磁材料粘在轉軸的外徑上，不銹鋼套套在永磁材料上。本新型永磁電機轉子改變永磁電機轉子中磁系的結構，用低價的鐵氧體和稀土永磁體組成復合磁系，在滿足稀土永磁電機對磁場強度要求的前提條件下有效降低永磁電機的生產成本。
【專利說明】一種新型的永磁電機轉子
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電機轉子的結構，尤其涉及交流永磁伺服電機轉子的結構。
【背景技術】
[0002]電機是以磁場為媒介進行電能與機械能相互轉換的電力機械。磁場可以由電流勵磁產生，也可以由永磁體產生。用永磁體產生磁場所制造的電機為永磁電機。但一般的永磁體，由于磁能密度低，因而所建立的能量轉換所必須的氣隙磁場強度也較低，所以只能制造一些容量小的永磁電機，如大量的鐵氧體永磁電機。隨著高性能稀土永磁材料，特別是釹鐵硼永磁的問世，不僅可以達到電流勵磁所產生的磁場強度，而且還遠遠超過電流勵磁，因而可以制造出從幾千瓦、幾十千瓦到幾百千瓦的大中型電機。稀土永磁電機最明顯的性能特點是輕型化、高性能化、高效節(jié)能。但是隨著稀土原材料價格的不斷上升，生產出來的稀土永磁材料價格也在一直攀升，導致交流稀土永磁伺服電機的生產成本隨之大幅升高。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型所要解決的問題是改變永磁電機轉子中磁系的結構，用低價的鐵氧體和稀土永磁體組成復合磁系，在滿足稀土永磁電機對磁場強度要求的前提條件下有效降低永磁電機的生產成本。
[0004]本實用新型一種新型的永磁電機轉子，它包括轉軸、永磁材料、壓環(huán)、軸用擋圈，永磁材料為復合永磁材料，由鐵氧體磁鋼和釹鐵硼磁鋼組成。
[0005]其中永磁材料分為兩種形式:一種為嵌入式:永磁電機轉子還包括硅鋼片，即永磁材料插在娃鋼片內，娃鋼片套在轉軸上；另一種為表貼式:永磁電機轉子還包括不銹鋼套，即永磁材料粘在轉軸的外徑上，不銹鋼套套在永磁材料外。
[0006]本實用新型永磁電機轉子的永磁材料為復合永磁材料，由鐵氧體磁鋼和釹鐵硼磁鋼組成，使用兩種磁性材料的復合磁體后，復合磁體的磁力線發(fā)布和以前單一磁體的磁力線發(fā)布不相同，改變了磁體的磁路設計，磁能密度高，因而氣隙磁場強度也較高，所以能制造容量大的永磁電機。因此使用本新型轉子的永磁電機與鐵氧體永磁電機相比，容量大。同時，因鐵氧體較釹鐵硼材料成本低，在不影響電機性能的前提下，部分釹鐵硼磁鋼被鐵氧體替代，降低了材料成本；以130-5W伺服電機為例，一片釹鐵硼磁鋼的磁體大約在50塊元左右，每臺電機用4片；而同規(guī)格的鐵氧體磁鋼的價格大約在2到3元一片，復合使用時減少釹鐵硼的用量，即采用鐵氧體和釹鐵硼復合磁系的轉子，磁系的價格減少24%，所以降低了生產成本。另外，本新型永磁電機轉子的永磁材料的價格遠遠低于稀土永磁的價格，因此，與稀土永磁電機相比，在容量相同的情況下，本新型的生產成本明顯降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型永磁電機轉子的剖視圖；
[0008]圖2為永磁材料嵌入式的示意圖；[0009]圖3為永磁材料表貼式第一種結構的不意圖；
[0010]圖4為永磁材料表貼式第二種結構的示意圖。
【具體實施方式】
[0011]從圖1、圖2、圖3、圖4可知，本新型一種新型的永磁電機轉子，它包括轉軸1、永磁材料3、壓環(huán)2、軸用擋圈5，永磁材料3為復合永磁材料，由鐵氧體磁鋼3-1和釹鐵硼磁鋼3-2組成。
[0012]作為本新型的一種優(yōu)選方式，永磁電機轉子還包括硅鋼片4，此時永磁材料3為嵌入式，即永磁材料3插在硅鋼片4內，硅鋼片4套在轉軸I上，永磁材料3分為內外兩層，內層為鐵氧體磁鋼3-1，外層為釹鐵硼磁鋼材料3-2。
[0013]作為本新型的另一種優(yōu)選方式，永磁電機轉子還包括不銹鋼套6，此時永磁材料3為表貼式，即永磁材料3粘在轉軸I的外徑上，不銹鋼套6套在永磁材料3外。此時，永磁材料有兩種布置方式:一種是:永磁材料為內外兩層，內層為鐵氧體磁鋼3-1，外層為釹鐵硼磁鋼3-2，內外層之間用膠水固定，鐵氧體磁鋼3-1的下底面粘在轉軸I上；另一種是:永磁材料為鐵氧體磁鋼3-1和釹鐵硼磁鋼3-2間隔布置，兩者的端面之間用膠水固定，兩者的下底面用膠水粘在轉軸I上。
[0014]電機是一種將電能轉化為機械能的裝置，同時伴有熱損耗，其工作原理為:電機通電后，定子產生一個穩(wěn)定的磁場，轉子本身有永磁體，所以也有一個磁場，當兩個磁場在空間相互作用時，就會產生磁力矩，直接推動轉子運動。本實用新型的永磁材料為復合永磁材料，使得復合磁體在空間的磁場相互疊加達到電機設計所需要的磁場強度，此時就完成了電機轉子磁鋼結構的轉變，降低了制作電機的價格。
[0015]本新型永磁電機轉子在保證電機性能不變的情況下，與現有的兩種轉子相比，優(yōu)點如下:(1)經濟性:因鐵氧體較釹鐵硼材料成本低，在不影響電機性能的前提下，部分釹鐵硼磁鋼被鐵氧體替代，降低了材料成本；(2)延長使用壽命:鐵氧體較釹鐵硼的抗氧化性較強，并對環(huán)境要求較低，與全部的釹鐵硼磁鋼相比，組合式磁鋼能夠延長使用壽命；(3)磁場布局更趨于合理:根據電機對磁場的要求，在低磁場強度下采用鐵氧體磁鋼，高磁場強度下采用釹鐵硼磁鋼，充分利用二者磁場互補的優(yōu)勢合理設計組合式磁鋼；(4)提高耐溫性:在溫度較高的情況下，釹鐵硼磁性能將顯著降低，而鐵氧體的耐溫性要好得多，采用部分鐵氧體替代釹鐵硼，提高了電機的耐溫性。本新型通過改變轉子的磁性材料以及磁路設計，達到電機設計所需滿足的要求，實現技術創(chuàng)新、節(jié)約稀土資源和降低成本的目的。
【權利要求】
1.一種新型的永磁電機轉子，它包括轉軸(I)、永磁材料(3)、壓環(huán)(2)、軸用擋圈(5)，其特征是:永磁材料(3)為復合永磁材料，由鐵氧體磁鋼(3-1)和釹鐵硼磁鋼(3-2)組成。
2.根據權利要求1所述的永磁電機轉子，其特征是:永磁電機轉子還包括硅鋼片(4)，此時永磁材料(3)為嵌入式，即永磁材料(3)插在硅鋼片(4)內，硅鋼片(4)套在轉軸(I)上，永磁材料(3)分為內外兩層，內層為鐵氧體磁鋼(3-1)，外層為釹鐵硼磁鋼材料(3-2)。
3.根據權利要求1所述的永磁電機轉子，其特征是:永磁電機轉子還包括不銹鋼套(6),此時永磁材料(3)為表貼式，S卩永磁材料(3)粘在轉軸(I)的外徑上，不銹鋼套(6)套在永磁材料(3)外。
4.根據權利要求3所述的永磁電機轉子，其特征是:永磁材料為內外兩層，內層為鐵氧體磁鋼(3-1)，外層為釹鐵硼磁鋼(3-2)，內外層之間用膠水固定，鐵氧體磁鋼(3-1)的下底面粘在轉軸(I)上。
5.根據權利要求3所述的永磁電機轉子，其特征是:永磁材料為鐵氧體磁鋼(3-1)和釹鐵硼磁鋼(3-2)間隔布置，兩者的端面之間用膠水固定，兩者的下底面用膠水粘在轉軸(I)上。
【文檔編號】H02K1/02GK203377700SQ201320406628
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年7月10日 優(yōu)先權日:2013年7月10日
【發(fā)明者】裴曉東, 周軍, 瞿超暢, 陳兆先, 申保金 申請人:中鋼集團安徽天源科技股份有限公司