專利名稱：永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電機的轉(zhuǎn)子及其制作方法，特別是一種永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子及其制作方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著高性能NdFeB永磁材料的推廣應(yīng)用，已出現(xiàn)了稀土永磁交流發(fā)電機(以下簡稱永磁發(fā)電機)。與傳統(tǒng)的勵磁式發(fā)電機相比，永磁發(fā)電機的體積小，輸出功率大，其無刷結(jié)構(gòu)能提高使用壽命，有一定節(jié)能效果。但現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電機轉(zhuǎn)子的磁體通常為一環(huán)狀整體，使稀土磁鋼的用量較大，而且現(xiàn)有技術(shù)的磁鋼是斜著安裝在轉(zhuǎn)子外環(huán)表面，使磁鋼和轉(zhuǎn)子的機械加工工序較復(fù)雜，導(dǎo)致目前永磁發(fā)電機的制造成本偏高；而且可靠性不理想，熱穩(wěn)定性較差，磁鋼容易退磁。雖然稀土永磁材料具有很高的矯頑力，但允許使用溫度低，而發(fā)電機的運行環(huán)境溫度高，對剩余磁感應(yīng)強度的長期保持十分不利。
發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化范圍大，振動大，要求轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)牢固可靠。目前大量使用的爪極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)堅固，但磁路長，且存在軸向磁化分量(有的發(fā)電機帶隔磁套，但只能減弱而不能消除軸向磁化分量)，磁鋼體積也較大，磁場的軸向分量可能導(dǎo)致軸承的過磨損，氣隙小容易帶來磁性粉塵的堵塞。磁性材料的表面粘結(jié)安裝方式(SPM)的牢固性還有待于提高，另外尚要求異形磁鋼(如鴿尾形或菱形)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種稀土磁鋼用量少、制造工藝相對簡單、制造成本低、熱穩(wěn)定性好、轉(zhuǎn)子裝配牢固，不易受振動影響的永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子及其制作方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明的永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子的制作方法為它采用直條式的稀土磁鋼相互平行地固定在永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子的表面，并使每條稀土磁鋼的縱向軸線與永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子的軸線平行。
本發(fā)明的永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子為它由轉(zhuǎn)軸(7)、轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)、輻輪式轉(zhuǎn)子體(1)和2塊以上的直條式稀土磁鋼(3)構(gòu)成，輻輪式轉(zhuǎn)子體(1)裝在轉(zhuǎn)軸(7)上，轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)壓裝在輻輪式轉(zhuǎn)子體(1)表面，稀土磁鋼(3)固定在轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)的表面并與轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)的軸線平行。
在轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)的表面設(shè)有2個以上燕尾形的直槽(4)，并且直槽(4)與轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)的軸線平行，直條式稀土磁鋼(3)的截面形狀為燕尾形，并且直條式稀土磁鋼(3)嵌入在燕尾形的直槽(4)中。
直條式稀土磁鋼(3)的截面形狀還可為圓弧式的瓦形，并且直條式稀土磁鋼(3)通過壓條(7)壓在轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)的表面，壓條(7)通過螺栓或鉚釘與轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)連接。
轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)由硅鋼片沖疊而成或用整體低碳鋼外環(huán)，并且轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)由相同的兩段構(gòu)成，安裝在兩段轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)上的稀土磁鋼(3)的位置相互錯開0.4～0.8個定子齒距長度。
在輻輪式轉(zhuǎn)子體(1)的表面滾壓有直紋(5)，并在輻輪式轉(zhuǎn)子體(1)上設(shè)有至少兩個通孔(6)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的磁鋼采用鑲片式安裝，磁鋼用量少、成本低，經(jīng)試驗證明，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的爪極式永磁發(fā)電機相比，同樣700W的發(fā)電功率，本發(fā)明的磁鋼用量僅相當(dāng)于后者的65％；傳統(tǒng)的電機轉(zhuǎn)子都是斜槽的，以減小齒諧波的附加力矩，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子采用直槽結(jié)構(gòu)，這樣就能簡化轉(zhuǎn)子外環(huán)和稀土磁鋼的制造工藝，并便于進(jìn)行自動裝配。為了減小脈振磁場的不利影響，轉(zhuǎn)子外環(huán)由兩段組成，兩段磁鋼位置相對錯開約0.4～0.8個定子齒距長度，最好為0.5個定子齒距，與斜槽一個定子齒距的發(fā)電機相比，根據(jù)實際測量，發(fā)電機的輸出電壓可提高約10％。本發(fā)明的輻輪式轉(zhuǎn)子體不僅減輕發(fā)電機質(zhì)量，還可形成軸向的冷卻通道，對電機內(nèi)部(特別是定子內(nèi)表面)進(jìn)行有效的冷卻，有助于提高永磁體的熱穩(wěn)定性，在輻輪外表面滾壓有直紋，可保證轉(zhuǎn)子外環(huán)壓裝的準(zhǔn)確定位。
由于本發(fā)明的稀土磁鋼正對定子槽安裝，電機磁路損失小，有效氣隙面積大，所以電機的氣隙可以做得較大(1～2mm)，除了方便于電機總裝外(間隙小時稀土磁鋼轉(zhuǎn)子裝進(jìn)定子鐵心內(nèi)比較困難)，還可避免定子齒槽的磁路飽和。這種轉(zhuǎn)子是隱極式轉(zhuǎn)子，直軸勵磁電感等于交軸勵磁電感，具有較小的磁化電感，永磁材料的相對導(dǎo)磁率μr≈1，因而電樞反應(yīng)小，這除了減小發(fā)電機帶負(fù)載時輸出電壓降外，也能降低負(fù)載電流的瞬變所帶來的去磁效應(yīng)。


附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為附圖1的側(cè)視圖；附圖3為本發(fā)明的輻輪式轉(zhuǎn)子體的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為本發(fā)明的轉(zhuǎn)子外環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5為本發(fā)明的轉(zhuǎn)子外環(huán)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
具體實施例方式如附圖1或附圖2所示，它由轉(zhuǎn)軸(7)、轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)、輻輪式轉(zhuǎn)子體(1)和12塊直條式稀土磁鋼(3)構(gòu)成，輻輪式轉(zhuǎn)子體(1)裝在轉(zhuǎn)軸(7)上，轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)壓裝在輻輪式轉(zhuǎn)子體(1)表面，在輻輪式轉(zhuǎn)子體(1)表面滾壓有若干直紋(5)，并在輻輪式轉(zhuǎn)子體(1)上設(shè)有6個通孔(6)，如附圖3所示，在轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)的表面設(shè)有12個燕尾形的直槽(4)，并且直槽(4)與轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)的軸線平行，直條式的稀土磁鋼(3)的截面形狀為燕尾形，12塊直條式的稀土磁鋼(3)分別嵌入在12個燕尾形的直槽(4)中。當(dāng)然，如附圖4所示，直條式的稀土磁鋼(3)的截面形狀還可為圓弧式的瓦形，直條式的稀土磁鋼(3)通過壓條(7)壓在轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)的表面，壓條(7)通過螺栓或鉚釘與轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)連接。其中轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)由硅鋼片沖疊而成或用整體低碳鋼外環(huán)，并且轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)由相同的兩段構(gòu)成，安裝在兩段轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)上的稀土磁鋼(3)的位置相互錯開0.4～0.8個定子齒距長度，最好為0.50個定子齒距長度。
權(quán)利要求
1.一種永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子的制作方法，其特征在于它采用直條式的稀土磁鋼相互平行地固定在永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子的表面，并使每條稀土磁鋼的縱向軸線與永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子的軸線平行。
2.一種永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子，其特征在于它由轉(zhuǎn)軸(7)、轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)、輻輪式轉(zhuǎn)子體(1)和2塊以上的直條式稀土磁鋼(3)構(gòu)成，輻輪式轉(zhuǎn)子體(1)裝在轉(zhuǎn)軸(7)上，轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)壓裝在輻輪式轉(zhuǎn)子體(1)表面，稀土磁鋼(3)固定在轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)的表面并與轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)的軸線平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子，其特征在于在轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)的表面設(shè)有2個以上燕尾形的直槽(4)，并且直槽(4)與轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)的軸線平行，直條式稀土磁鋼(3)的截面形狀為燕尾形，并且直條式稀土磁鋼(3)嵌入在燕尾形的直槽(4)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子，其特征在于直條式稀土磁鋼(3)的截面形狀還可為圓弧式的瓦形，并且直條式稀土磁鋼(3)通過壓條(7)壓在轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)的表面，壓條(7)通過螺栓或鉚釘與轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子，其特征在于轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)由硅鋼片沖疊而成或用整體低碳鋼外環(huán)，并且轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)由相同的兩段構(gòu)成，安裝在兩段轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)上的稀土磁鋼(3)的位置相互錯開0.4～0.8個定子齒距長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子，其特征在于在輻輪式轉(zhuǎn)子體(1)的表面滾壓有直紋(5)，并在輻輪式轉(zhuǎn)子體(1)上設(shè)有至少兩個通孔(6)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子及其制作方法，它采用直條式的稀土磁鋼相互平行地固定在永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子的表面，并使每條稀土磁鋼的縱向軸線與永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子的軸線平行；它由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子外環(huán)、輻輪式轉(zhuǎn)子體和2塊以上的直條式稀土磁鋼構(gòu)成，輻輪式轉(zhuǎn)子體裝在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)子外環(huán)壓裝在輻輪式轉(zhuǎn)子體表面，稀土磁鋼固定在轉(zhuǎn)子外環(huán)的表面并與轉(zhuǎn)子外環(huán)的軸線平行；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有稀土磁鋼用量少、制造工藝簡單、制造成本低、熱穩(wěn)定性好、轉(zhuǎn)子裝配牢固，不易受振動等優(yōu)點。
文檔編號H02K15/03GK1808847SQ20051020090
公開日2006年7月26日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者沈家喜 申請人:貴州西南工具(集團)有限公司