一種永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)軸、套在轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯由至少2段鐵芯段經(jīng)籠條和端環(huán)連接形成一整體，各鐵芯段包括空心轉(zhuǎn)子段、裝于空心轉(zhuǎn)子段上的至少2對(duì)極的永磁體、轉(zhuǎn)子隔片，相鄰兩鐵芯段的永磁體的磁極相同，空心轉(zhuǎn)子段由多片轉(zhuǎn)子沖片疊加而成。本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子各部件通過(guò)鑄鋁籠條和鑄鋁端環(huán)成為一個(gè)堅(jiān)固的整體，這種結(jié)構(gòu)在增加分段轉(zhuǎn)子段與轉(zhuǎn)子隔片的摩擦力以克服轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子沖片以及永磁體的離心力的同時(shí)，還增加電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，提高了電機(jī)的起動(dòng)性能。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊、功率密度大、性能可靠、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁同步電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子上有無(wú)起動(dòng)繞組，可分為無(wú)起動(dòng)繞組的電動(dòng)機(jī)和有起動(dòng)繞組的電動(dòng)機(jī)，前者常稱為調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)，后者常稱為異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)。異步起動(dòng)永磁電動(dòng)機(jī)既可用于調(diào)速運(yùn)行又可在某一頻率和電壓下利用起動(dòng)繞組所產(chǎn)生的異步轉(zhuǎn)矩起動(dòng)，當(dāng)使于頻率可調(diào)的傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，形成一臺(tái)具有阻尼(起動(dòng))繞組的調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)。
[0003]按照永磁體在轉(zhuǎn)子位置的不同，永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)圖一般可分為三種:表面式、內(nèi)置式和爪極式。
[0004]表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)中，永磁體通常呈瓦片形，并位于轉(zhuǎn)子鐵芯的外表面上，永磁體提供磁通的方向?yàn)閺较颉ＷO式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)通常由兩個(gè)帶爪的法蘭盤和一個(gè)圓環(huán)形的永磁體構(gòu)成。這兩種結(jié)構(gòu)的永磁轉(zhuǎn)子制造工藝簡(jiǎn)單、成本低，應(yīng)用較為廣泛，但因轉(zhuǎn)子表面無(wú)法安放起動(dòng)繞組，無(wú)異步起動(dòng)能力，不能用于異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)。
[0005]內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)中，永磁體通常位于轉(zhuǎn)子內(nèi)部，永磁體外表面與定子鐵芯內(nèi)圓之間有鐵磁物質(zhì)制成的極靴中，極靴中有導(dǎo)電體起阻尼和起動(dòng)作用，動(dòng)、穩(wěn)態(tài)性能好，廣泛應(yīng)用于要求有異步起動(dòng)能力的永磁同步電動(dòng)機(jī)。
[0006]內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)又可分為徑向式、切向式和混合式。徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)永磁體軸向插入永磁體槽，并通過(guò)隔磁磁橋限制漏磁通，但存在當(dāng)電動(dòng)機(jī)極數(shù)較多時(shí)，徑向式結(jié)構(gòu)不能提供足夠的每極磁通。混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)需采用較多的隔磁磁橋隔磁，制造工藝復(fù)雜，同時(shí)轉(zhuǎn)子沖片的機(jī)械強(qiáng)度也有所下降。切向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)可得到更大的每極磁通，但漏磁系數(shù)較大，一般采用軸向插入永磁體的安裝方式時(shí)，由于轉(zhuǎn)子端環(huán)尺寸的影響，永磁體的徑向高度受到一定的限制，這樣會(huì)使電機(jī)的體積增加，電動(dòng)機(jī)的制造工藝和制造成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、功率密度大、性能可靠、使用壽命長(zhǎng)的異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)磁鋼內(nèi)置切向式永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)方案在于:包括轉(zhuǎn)軸、套在轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯由至少2段鐵芯段經(jīng)籠條和端環(huán)連接形成一整體，各鐵芯段包括空心轉(zhuǎn)子段、裝于空心轉(zhuǎn)子段上的至少2對(duì)極的永磁體，相鄰兩鐵芯段的永磁體的磁極相同，空心轉(zhuǎn)子段由多片轉(zhuǎn)子沖片疊加
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[0009]所述轉(zhuǎn)子鐵芯兩端分別設(shè)有端部轉(zhuǎn)子隔片，相鄰兩鐵芯段之間設(shè)有中間轉(zhuǎn)子隔片。
[0010]固定棒插裝于鐵芯段、端部轉(zhuǎn)子隔片、中間轉(zhuǎn)子隔片上。
[0011]所述端環(huán)位于轉(zhuǎn)子鐵芯兩端，籠條貫穿轉(zhuǎn)子鐵芯，端環(huán)和籠條將轉(zhuǎn)子鐵芯固定成一整體。
[0012]所述轉(zhuǎn)子沖片上設(shè)有轉(zhuǎn)軸安裝孔、永磁體安裝槽、固定棒孔一、與籠條相對(duì)應(yīng)的安裝孔一，端部轉(zhuǎn)子隔片、中間轉(zhuǎn)子隔片上設(shè)有轉(zhuǎn)軸安裝孔、固定棒孔二、與籠條相對(duì)應(yīng)的安裝孔二，固定棒插裝于固定棒孔一、固定棒孔二中。
[0013]所述固定棒兩端與端部轉(zhuǎn)子隔片鉚接。
[0014]所述永磁體安裝槽與轉(zhuǎn)軸安裝孔相連通，安裝永磁體時(shí)必須采用定制工裝，將永磁體從轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)圓裝入空心轉(zhuǎn)子段的永磁體槽中。
[0015]所述轉(zhuǎn)子鐵芯經(jīng)隔磁環(huán)裝于轉(zhuǎn)軸上。
[0016]本實(shí)用新型通過(guò)特殊設(shè)計(jì)永磁體安裝槽以及從轉(zhuǎn)軸安裝孔裝配永磁體的方式，減少切向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的漏磁通，減少漏磁系數(shù)，同時(shí)能提供更大的永磁體空間，提高電動(dòng)機(jī)的功率密度和擴(kuò)展電動(dòng)機(jī)的恒功率運(yùn)行范圍。通過(guò)轉(zhuǎn)子隔片以及固定棒的設(shè)計(jì)、裝配，增強(qiáng)了永磁轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度，此結(jié)構(gòu)適宜于高速永磁電機(jī)。本實(shí)用新型切向式永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)通過(guò)鑄鋁端環(huán)以及鑄鋁籠條將轉(zhuǎn)子鐵芯壓緊成一實(shí)體，這種結(jié)構(gòu)增加分段轉(zhuǎn)子沖片與轉(zhuǎn)子隔片的摩擦力以克服轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子沖片以及永磁體的離心力的同時(shí)，還增加電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，提高了電機(jī)的起動(dòng)性能，適宜用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的負(fù)載工況。用固定棒拉緊鐵芯，增強(qiáng)轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是轉(zhuǎn)子沖片示意圖。
[0018]圖2是轉(zhuǎn)子隔片示意圖。
[0019]圖3是轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是圖3的剖視圖。
[0021]圖5是本實(shí)用新型的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1中，轉(zhuǎn)子沖片(3)上有四個(gè)內(nèi)置切向式永磁體槽，外圓均布有24個(gè)圓形籠條孔，槽底未切穿轉(zhuǎn)子沖片外圓，槽口將轉(zhuǎn)子沖片內(nèi)圓切穿。此結(jié)構(gòu)能提供更大的永磁體空間，提高電動(dòng)機(jī)的功率密度和擴(kuò)展電動(dòng)機(jī)的恒功率運(yùn)行范圍。沖片中間均布四個(gè)圓孔，用于通過(guò)固定棒(4)，固定棒(4)將轉(zhuǎn)子沖片(3)、轉(zhuǎn)子隔片(2)固定在一體，增強(qiáng)了轉(zhuǎn)子鐵芯(6)的機(jī)械強(qiáng)度。轉(zhuǎn)子沖片(3)采用導(dǎo)磁性能良好的鐵磁材料制成。
[0023]圖2中，轉(zhuǎn)子隔片(2)外圓均布有24個(gè)圓形籠條孔，中間均布四個(gè)圓孔，用于通過(guò)固定棒(4)。轉(zhuǎn)子隔片(2)與轉(zhuǎn)子沖片結(jié)構(gòu)相似，只是沒(méi)有加工四個(gè)內(nèi)置切向式永磁體槽，轉(zhuǎn)子隔片(2)采用非導(dǎo)磁材料，將轉(zhuǎn)子鐵芯(6)隔離成4段轉(zhuǎn)子單元，轉(zhuǎn)子隔片(2)加強(qiáng)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度的同時(shí)還將永磁體(5)隔離，減少切向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的漏磁通，降低漏磁系數(shù)。
[0024]圖3、4中，轉(zhuǎn)子沖片(3)平均疊壓為四段，每段之間由轉(zhuǎn)子隔片(2)分開，疊壓時(shí)轉(zhuǎn)子鐵芯段左右兩端各固定一片轉(zhuǎn)子隔片(2)，轉(zhuǎn)子軸向共需5塊轉(zhuǎn)子隔片(2)。轉(zhuǎn)子固定棒
(4)軸向穿過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯(6)，以加強(qiáng)轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度，適用于高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝，保證電機(jī)的可靠運(yùn)行。轉(zhuǎn)子沖片(3)中24個(gè)圓形籠條孔采用鑄鋁籠條，鑄鋁完成后轉(zhuǎn)子各部件通過(guò)鑄鋁籠條(I)和鑄鋁端環(huán)(9)成為一個(gè)堅(jiān)固的整體，這種結(jié)構(gòu)在增加分段轉(zhuǎn)子單元與轉(zhuǎn)子隔片的摩擦力以克服轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子沖片以及永磁體的離心力的同時(shí)，還增加電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，提高了電機(jī)的起動(dòng)性能，適宜用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的負(fù)載工況。然后將固定棒(4)穿過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯(6 )，兩端鉚緊。通過(guò)定制的特殊工裝，將永磁體(5 )從轉(zhuǎn)子鐵芯(6)的內(nèi)圓依次放入永磁體槽。
[0025]圖5中，轉(zhuǎn)軸(8)采用普通鋼，以降低電機(jī)成本，但由于隔磁的需要，在轉(zhuǎn)子鐵芯(6)和轉(zhuǎn)軸(8)之間需增加由非導(dǎo)磁材料制成的隔磁環(huán)(7)，組成一種異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子鐵芯(6)安裝于有隔磁環(huán)(7)的轉(zhuǎn)軸(8)上。
[0026]實(shí)施過(guò)程如下:
[0027]按圖1、圖2加工轉(zhuǎn)子沖片(3)及轉(zhuǎn)子隔片(2)，按圖3所示將轉(zhuǎn)子沖片平均疊壓為四段，每段之間由轉(zhuǎn)子隔片(2)分開，疊壓時(shí)轉(zhuǎn)子左右兩端各固定一片轉(zhuǎn)子隔片(2)，轉(zhuǎn)子軸向共需5塊轉(zhuǎn)子隔片(2)。
[0028]疊壓完成后，進(jìn)行鑄鋁工藝處理。轉(zhuǎn)子沖片(3)中24個(gè)圓形籠條孔采用鑄鋁籠條，鑄鋁完成后轉(zhuǎn)子單元與轉(zhuǎn)子隔片通過(guò)鑄鋁端環(huán)(9)及圓形籠條(I)成為一個(gè)堅(jiān)固的整體。
[0029]將固定棒(4)軸向穿過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯(6)，兩端鉚緊。固定棒(4)用以加強(qiáng)轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度，適宜于高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，保證電機(jī)的可靠運(yùn)行。
[0030]通過(guò)定制的特殊工裝，將永磁體(5)從轉(zhuǎn)子鐵芯(6 )的內(nèi)圓依次放入各轉(zhuǎn)子單元的永磁體槽內(nèi)。
[0031]轉(zhuǎn)軸(8)采用普通鋼，以降低電機(jī)成本，但由于隔磁的需要，在轉(zhuǎn)子鐵芯(6)和轉(zhuǎn)軸
(8)之間需增加由非導(dǎo)磁材料制成的隔磁環(huán)(7)。先將隔磁環(huán)(7)固定于轉(zhuǎn)軸(8)上，再將轉(zhuǎn)子鐵芯(6)安裝于裝有隔磁環(huán)(7)的轉(zhuǎn)軸(8)上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括轉(zhuǎn)軸(8)、套在轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)子鐵芯(6)，轉(zhuǎn)子鐵芯(6)由至少2段鐵芯段經(jīng)籠條和端環(huán)連接形成一整體，各鐵芯段包括空心轉(zhuǎn)子段、裝于空心轉(zhuǎn)子段上的至少2對(duì)極的永磁體，相鄰兩鐵芯段的永磁體的磁極相同，空心轉(zhuǎn)子段由多片轉(zhuǎn)子沖片(3)疊加而成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子鐵芯(6)兩端分別設(shè)有端部轉(zhuǎn)子隔片，相鄰兩鐵芯段之間設(shè)有中間轉(zhuǎn)子隔片。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:固定棒4插裝于鐵芯段、端部轉(zhuǎn)子隔片、中間轉(zhuǎn)子隔片上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述端環(huán)位于轉(zhuǎn)子鐵芯兩端，籠條貫穿轉(zhuǎn)子鐵芯，端環(huán)和籠條將轉(zhuǎn)子鐵芯固定成一整體。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子沖片(3)上設(shè)有轉(zhuǎn)軸安裝孔、永磁體安裝槽、固定棒孔一、與籠條相對(duì)應(yīng)的安裝孔一，端部轉(zhuǎn)子隔片、中間轉(zhuǎn)子隔片上設(shè)有轉(zhuǎn)軸安裝孔、固定棒孔二、與籠條相對(duì)應(yīng)的安裝孔二，固定棒4插裝于固定棒孔一、固定棒孔二中。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述固定棒4兩端與端部轉(zhuǎn)子隔片柳接。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述永磁體安裝槽與轉(zhuǎn)軸安裝孔相連通。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子鐵芯(6)經(jīng)隔磁環(huán)(7)裝于轉(zhuǎn)軸(8)上。
【文檔編號(hào)】H02K21/46GK205670738SQ201620538012
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日
【發(fā)明人】張紹睿, 范超, 杜小鋒
【申請(qǐng)人】襄陽(yáng)航力機(jī)電技術(shù)發(fā)展有限公司