專利名稱：一種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及永磁同步電動機,具體是ー種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子。
背景技術：
永磁同步電動機由定子和轉(zhuǎn)子組成。永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子的磁路結(jié)構(gòu)可分為徑向磁路結(jié)構(gòu)、切向磁路結(jié)構(gòu)、混合式磁路結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)有技術中，采用切向磁路結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子普遍存在如下問題一、轉(zhuǎn)子的機械強度低。ニ、轉(zhuǎn)子的漏磁系數(shù)大。三、其未能根據(jù)反向磁場在轉(zhuǎn)子中作用的規(guī)律以及永磁體的特性來進行永磁體的優(yōu)化設計，因而導致電機的成本較聞。具體分析如下如圖I、圖2所示，采用切向磁路結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子包括鋼軸I和轉(zhuǎn)子鐵 芯2 ;轉(zhuǎn)子鐵芯2端面均勻分布有偶數(shù)個徑向永磁體槽3 ;鋼軸I表面壓裝有非導磁套4 ’轉(zhuǎn)子鐵芯2內(nèi)圈壓裝于非導磁套4外表面；各個徑向永磁體槽3內(nèi)均安裝有永磁體5 ;徑向永磁體槽3頂部與轉(zhuǎn)子鐵芯2外圓之間構(gòu)成偶數(shù)個隔磁磁橋6。下面結(jié)合圖I、圖2進行分析如圖I所示，鋼軸和轉(zhuǎn)子鐵芯之間為緊配合。隔磁磁橋的數(shù)目是轉(zhuǎn)子極數(shù)的兩倍以上，隔磁磁橋起到防止漏磁的作用，又是漏磁的通道。如圖2所示，力T1T2、T3T4共同構(gòu)成了轉(zhuǎn)子鐵芯對鋼軸的壓力，力N則是鋼軸對轉(zhuǎn)子鐵芯的支承反作用力。在轉(zhuǎn)子受到扭矩后，鋼軸與轉(zhuǎn)子鐵芯之間會有摩擦力出現(xiàn)以阻止二者相對轉(zhuǎn)動，此時力T3T4對轉(zhuǎn)子內(nèi)各部件起到抱合作用。由于鋼軸與轉(zhuǎn)子鐵芯緊配合的力主要來自力T1T2，力T3T4是轉(zhuǎn)子鐵芯發(fā)生變形后才出現(xiàn)的力，因而通過受カ分析與計算可知力T3T4遠小于力T1T2。由于カT3T4較小，在扭矩達到一定程度時不能將轉(zhuǎn)子內(nèi)各部件抱得很緊，便會有較大的扭矩集中在轉(zhuǎn)子的幾個隔磁磁橋上。由于隔磁磁橋從減少漏磁的角度通常設計為薄板狀，其抗彎曲能力較差，因此電機在長期的正反向運行中就會出現(xiàn)疲勞損壞。在設計上述采用切向磁路結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子吋，所有永磁體均設計為具有相同的性能參數(shù)(通常指剩磁、內(nèi)稟矯頑力等)。這種設計是基于如下假設進行的反向磁場在轉(zhuǎn)子內(nèi)部永磁體各點的作用是ー樣的。然而在工程實際中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象與轉(zhuǎn)子外圓接近的永磁體，當受到電機負載起動或過載失步時所出現(xiàn)的大電流反向磁場的沖擊就出現(xiàn)退磁現(xiàn)象，而離轉(zhuǎn)子外圓較遠的永磁體就沒有出現(xiàn)退磁現(xiàn)象。這種現(xiàn)象表明反向磁場在轉(zhuǎn)子內(nèi)部永磁體各點的作用是不一樣的。換言之，反向磁場在轉(zhuǎn)子內(nèi)部永磁體各點的作用與該點到圓心的距離有夫該點離圓心的愈近，反向磁場對該點的作用愈弱，反之則相反。根據(jù)這ー結(jié)論可以得出現(xiàn)有永磁同步電動機轉(zhuǎn)子未能根據(jù)反向磁場在轉(zhuǎn)子中作用的規(guī)律以及永磁體的特性來進行永磁體的優(yōu)化設計，因而導致電機的成本較高?；谏鲜龇治?，針對現(xiàn)有技術中采用切向磁路結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子機械強度低、漏磁系數(shù)大、以及導致電機成本較高的問題，有必要發(fā)明ー種全新的永磁同步電動機轉(zhuǎn)子。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有永磁同步電動機轉(zhuǎn)子機械強度低、漏磁系數(shù)大、以及導致電機成本較高的問題，提供了一種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子。
本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)的一種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，包括鋼軸和轉(zhuǎn)子鐵芯；轉(zhuǎn)子鐵芯端面均勻分布有偶數(shù)個徑向永磁體槽；鋼軸表面壓裝有非導磁套；轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)圈壓裝于非導磁套外表面；各個徑向永磁體槽內(nèi)均安裝有永磁體；各個徑向永磁體槽的內(nèi)端均留有開ロ。工作時，徑向永磁體槽內(nèi)端留有開ロ的作用如下其一，將現(xiàn)有轉(zhuǎn)子中的隔磁磁橋的數(shù)目減少了二分之一，即相當于減少了二分之一的漏磁，由此可以適當減少永磁體的用量，降低電機制造成本。其ニ，改變了轉(zhuǎn)子內(nèi)部的受カ狀態(tài)。由于減少了現(xiàn)有技術轉(zhuǎn)子中位于轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)的隔磁磁橋，使得力T1T2降為零，鋼軸與轉(zhuǎn)子之間緊配合的力全部來自力T3T4，如圖5所示。由于カT3T4全部作用于轉(zhuǎn)子外側(cè)，通過 設計適當?shù)匿撦S與轉(zhuǎn)子鐵芯之間的配合公差，使得力T3T4足夠大，將轉(zhuǎn)子內(nèi)各部件抱緊形成ー剛體。此時作用于轉(zhuǎn)子上的扭矩即完全分解在轉(zhuǎn)子的各個部位，由于隔磁磁橋的體積通常不到轉(zhuǎn)子體積的千分之一，分解到隔磁磁橋上的扭矩便不到作用于轉(zhuǎn)子上的扭矩的千分之一，因此隔磁磁橋所受到的主要是拉力。由于隔磁磁橋是塑性材料，此材料的機械性能是抗拉不抗扭或彎。因此，在滿足同樣機械強度的前提下，與現(xiàn)有永磁同步電動機轉(zhuǎn)子中的隔磁磁橋相比，本發(fā)明所述的一種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子的隔磁磁橋可以設計得更薄，其漏磁更少，由此可以進一步減少永磁體的用量，進ー步降低電機制造成本。基于上述過程，本發(fā)明所述的ー種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子有效解決了現(xiàn)有永磁同步電動機轉(zhuǎn)子機械強度低、漏磁系數(shù)大的問題。進ー步地，離轉(zhuǎn)子鐵芯圓心愈近的永磁體的內(nèi)稟矯頑力愈小，離轉(zhuǎn)子鐵芯圓心愈遠的永磁體的內(nèi)稟矯頑力愈大。工作時，離轉(zhuǎn)子鐵芯圓心愈近的永磁體所受的反向磁場的作用愈小，離轉(zhuǎn)子鐵芯圓心愈遠的永磁體所受的反向磁場的作用愈大。根據(jù)永磁體的特性可知，永磁體的內(nèi)稟矯頑力愈小，對反向磁場的抵抗力就愈弱。也就是說，內(nèi)稟矯頑力愈小的永磁體在反向磁場的作用下愈容易退磁，反之則相反。基于上述理論，在設計本發(fā)明所述的一種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子時，在轉(zhuǎn)子鐵芯的不同半徑處安裝具有不同內(nèi)稟矯頑力的永磁體，由此大大降低了永磁同步電動機的成本(這是由于內(nèi)稟矯頑カ較小的永磁體比內(nèi)稟矯頑力較大的永磁體成本低很多)?；谏鲜鲞^程，本發(fā)明所述的ー種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子有效解決了現(xiàn)有永磁同步電動機轉(zhuǎn)子導致電機成本較高的問題。本發(fā)明基于全新結(jié)構(gòu)，有效解決了現(xiàn)有永磁同步電動機轉(zhuǎn)子機械強度低、漏磁系數(shù)大、以及導致電機成本較高的問題，適用于各種永磁同步電動機。


圖I是采用切向磁路結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I的局部示意圖。圖3是本發(fā)明的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖3的局部示意圖。圖中1-鋼軸,2-轉(zhuǎn)子鐵芯,3-徑向永磁體槽,4-非導磁套,5-永磁體,6-隔磁磁橋，7-徑向豁ロ ；T1T2、T3T4表示轉(zhuǎn)子鐵芯隔離體上隔磁磁橋上所受的力，N表示鋼軸對轉(zhuǎn)子鐵芯的支承反作用力。
具體實施例方式實施例一
一種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，包括鋼軸I和轉(zhuǎn)子鐵芯2 ;轉(zhuǎn)子鐵芯2端面均勻分布有偶數(shù)個徑向永磁體槽3 ;鋼軸I表面壓裝有非導磁套4 ;轉(zhuǎn)子鐵芯2內(nèi)圈壓裝于非導磁套4外表面；各個徑向永磁體槽3內(nèi)均安裝有永磁體5 ;各個徑向永磁體槽3的內(nèi)端均留有開n ；
離轉(zhuǎn)子鐵芯2圓心愈近的永磁體5的內(nèi)稟矯頑力愈小，離轉(zhuǎn)子鐵芯2圓心愈遠的永磁體5的內(nèi)稟矯頑カ愈大；
姆個徑向永磁體槽3內(nèi)安裝的永磁體5個數(shù)均大于等于2 ； 各個徑向永磁體槽3內(nèi)端開ロ的形狀和尺寸是任意的；
在本實施例中，如圖3所示，徑向永磁體槽3頂部與轉(zhuǎn)子鐵芯2外圓之間構(gòu)成偶數(shù)個隔磁磁橋6 ;離轉(zhuǎn)子鐵芯2圓心最遠的永磁體5外端與轉(zhuǎn)子鐵芯2外圓之間保持一定徑向距離；離轉(zhuǎn)子鐵芯2圓心最遠的永磁體5外端與隔磁磁橋6內(nèi)側(cè)面之間保持一定徑向距離；エ作時,此徑向距離可減少反向磁場對永磁體的沖擊(其隔磁磁橋在外圓上)；
具體實施吋，各個徑向永磁體槽3的內(nèi)端開ロ的形狀可設計為完全開ロ，也可設計為部分開ロ。實施例ニ
一種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，包括鋼軸I和轉(zhuǎn)子鐵芯2 ;轉(zhuǎn)子鐵芯2端面均勻分布有偶數(shù)個徑向永磁體槽3 ;鋼軸I表面壓裝有非導磁套4 ;轉(zhuǎn)子鐵芯2內(nèi)圈壓裝于非導磁套4外表面；各個徑向永磁體槽3內(nèi)均安裝有永磁體5 ;各個徑向永磁體槽3的內(nèi)端均留有開n ；
離轉(zhuǎn)子鐵芯2圓心愈近的永磁體5的內(nèi)稟矯頑力愈小，離轉(zhuǎn)子鐵芯2圓心愈遠的永磁體5的內(nèi)稟矯頑カ愈大；
姆個徑向永磁體槽3內(nèi)安裝的永磁體5個數(shù)均大于等于2 ；
各個徑向永磁體槽3內(nèi)端開ロ的形狀和尺寸是任意的；
在本實施例中，如圖4所示，轉(zhuǎn)子鐵芯2外圈均勻分布有若干個徑向豁ロ 7 ;各個徑向永磁體槽3均與其中ー個徑向豁ロ 7相對應；徑向永磁體槽3頂部與徑向豁ロ 7底部之間構(gòu)成偶數(shù)個隔磁磁橋6 ;離轉(zhuǎn)子鐵芯2圓心最遠的永磁體5外端與轉(zhuǎn)子鐵芯2外圓之間保持一定徑向距離；離轉(zhuǎn)子鐵芯2圓心最遠的永磁體5外端與隔磁磁橋6內(nèi)側(cè)面之間接近或接觸；
具體實施吋，各個徑向永磁體槽3的內(nèi)端開ロ的形狀可設計為完全開ロ，也可設計為部分開ロ。
權利要求
1.一種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，包括鋼軸(I)和轉(zhuǎn)子鐵芯(2);轉(zhuǎn)子鐵芯(2)端面均勻分布有偶數(shù)個徑向永磁體槽(3);鋼軸(I)表面壓裝有非導磁套(4);轉(zhuǎn)子鐵芯(2)內(nèi)圈壓裝于非導磁套(4)外表面；各個徑向永磁體槽(3)內(nèi)均安裝有永磁體(5);其特征在于各個徑向永磁體槽(3)的內(nèi)端均留有開ロ。
2.根據(jù)權利要求I所述的ー種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于離轉(zhuǎn)子鐵芯(2)圓心愈近的永磁體(5)的內(nèi)稟矯頑力愈小，離轉(zhuǎn)子鐵芯(2)圓心愈遠的永磁體(5)的內(nèi)稟矯頑力愈大。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的ー種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于每個徑向永磁體槽(3)內(nèi)安裝的永磁體(5)個數(shù)均大于等于2。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的ー種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于各個徑向永磁體槽(3)內(nèi)端開ロ的形狀和尺寸是任意的。
5.根據(jù)權利要求I或2所述的ー種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于徑向永磁體槽(3)頂部與轉(zhuǎn)子鐵芯(2)外圓之間構(gòu)成偶數(shù)個隔磁磁橋(6);離轉(zhuǎn)子鐵芯(2)圓心最遠的永磁體(5)外端與轉(zhuǎn)子鐵芯(2)外圓之間保持一定徑向距離；離轉(zhuǎn)子鐵芯(2)圓心最遠的永磁體(5)外端與隔磁磁橋(6)內(nèi)側(cè)面之間保持一定徑向距離。
6.根據(jù)權利要求I或2所述的ー種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于轉(zhuǎn)子鐵芯(2 )外圈均勻分布有若干個徑向豁ロ( 7 );各個徑向永磁體槽(3 )均與其中ー個徑向豁ロ(7)相對應；徑向永磁體槽(3)頂部與徑向豁ロ(7)底部之間構(gòu)成偶數(shù)個隔磁磁橋(6);離轉(zhuǎn)子鐵芯(2)圓心最遠的永磁體(5)外端與轉(zhuǎn)子鐵芯(2)外圓之間保持一定徑向距離；離轉(zhuǎn)子鐵芯(2)圓心最遠的永磁體(5)外端與隔磁磁橋(6)內(nèi)側(cè)面之間接近或接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及永磁同步電動機，具體是一種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子。本發(fā)明解決了現(xiàn)有永磁同步電動機轉(zhuǎn)子機械強度低、漏磁系數(shù)大、以及導致電機成本較高的問題。一種切向式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，包括鋼軸和轉(zhuǎn)子鐵芯；轉(zhuǎn)子鐵芯端面均勻分布有偶數(shù)個徑向永磁體槽；鋼軸表面壓裝有非導磁套；轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)圈壓裝于非導磁套外表面；各個徑向永磁體槽內(nèi)均安裝有永磁體；各個徑向永磁體槽的內(nèi)端均留有開口。本發(fā)明基于全新結(jié)構(gòu)，有效解決了現(xiàn)有永磁同步電動機轉(zhuǎn)子機械強度低、漏磁系數(shù)大、以及導致電機成本較高的問題，適用于各種永磁同步電動機。
文檔編號H02K1/27GK102780293SQ20121026022
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權日2012年7月26日
發(fā)明者岳群生 申請人:岳群生