專利名稱：橡膠永磁體輔助勵(lì)磁的粘結(jié)式同步磁阻電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同步磁阻永磁電機(jī)，又可稱為永磁輔助勵(lì)磁的軸向迭片同步磁阻電機(jī)(簡(jiǎn)稱SR-PM電機(jī))，輔助勵(lì)磁材料為橡膠磁體，屬于新型特種電機(jī)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
本發(fā)明基于已有的永磁輔助勵(lì)磁的軸向迭片同步磁阻電機(jī)。已有的軸向迭片同步磁阻電機(jī)，由于需要較大的勵(lì)磁功率，導(dǎo)致電機(jī)的功率因數(shù)和效率都較低，因此出現(xiàn)了永磁輔助勵(lì)磁的同步磁阻電機(jī)。但已有的軸向迭片同步磁阻電機(jī)及永磁輔助勵(lì)磁的軸向迭片同步磁阻電機(jī)都采用銷(xiāo)釘固定軸向迭片，導(dǎo)致有效磁路磁阻增加過(guò)大，電機(jī)性能比沒(méi)有銷(xiāo)釘?shù)男阅芟陆岛芏?。本發(fā)明是一種利用橡膠磁體輔助勵(lì)磁的軸向迭片同步磁阻電機(jī)，添加的橡膠磁體起提高功率因數(shù)、效率的目的，并且軸向迭片的固定采用強(qiáng)力膠粘結(jié)和轉(zhuǎn)子外套相結(jié)合的方式，不僅添加用來(lái)輔助勵(lì)磁的橡膠磁體，而且取消了轉(zhuǎn)子上固定軸向迭片的銷(xiāo)釘，取消銷(xiāo)釘后將有效的提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度和功率密度，提高電機(jī)的性能體積比和性能重量比。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的永磁輔助勵(lì)磁的軸向迭片同步磁阻電機(jī)的缺陷，消除緊固軸向迭片的不銹鋼銷(xiāo)釘給磁阻電機(jī)的性能帶來(lái)的磁路上的改變和性能上的下降，發(fā)明了一種粘結(jié)式的橡膠永磁體輔助勵(lì)磁的同步磁阻電機(jī)。
本發(fā)明的特征在于該同步磁阻電機(jī)含有定子鐵心1、轉(zhuǎn)子2、轉(zhuǎn)軸3、定子繞組4、前端蓋5、后端蓋6、軸承7以及轉(zhuǎn)子套8，其中轉(zhuǎn)子2含有a轉(zhuǎn)子支架21，該支架21由硅鋼片迭壓成形或?qū)Т配摬闹苯映尚危鲛D(zhuǎn)子支架21緊套在轉(zhuǎn)軸3上；b橡膠永磁體片22和軸向硅鋼片迭片23，它們沿著轉(zhuǎn)子2的半徑方向由內(nèi)向外各自先后依次層疊式地相互粘結(jié)在所述轉(zhuǎn)子支架21上，相鄰兩個(gè)極的極性相反，再通過(guò)磨削轉(zhuǎn)子2的外圓至所要求的尺寸而成；轉(zhuǎn)子套8，用不銹鋼材料制成，該轉(zhuǎn)子套8是緊套在轉(zhuǎn)子2上的。
所述橡膠永磁體片22和軸向硅鋼片23在轉(zhuǎn)子2的半徑方向的片厚之比為0.3～0.6。
所述轉(zhuǎn)子支架21用導(dǎo)磁的剛性材料制作成形或用硅鋼片迭壓而成。
這種新型電機(jī)的主要特點(diǎn)為1.允許q軸磁力線通過(guò)整個(gè)轉(zhuǎn)子表面而獲得最大的q軸電感；2.由于d軸方向存在多層永磁材料，其磁特性相當(dāng)于氣隙，阻礙d軸磁力線的通過(guò)，而使d軸電感很?。?.永磁材料鑲嵌在迭片之間，其磁場(chǎng)與q軸電流作用產(chǎn)生一個(gè)正轉(zhuǎn)矩。
這種軸向迭片內(nèi)置永磁的電機(jī)具有良好的弱磁性能，很高的凸極比，因此永磁的需要量較小。該電機(jī)兼有同步磁阻電機(jī)和永磁同步電機(jī)的特性，是一種非常有前途的電機(jī)。
SR-PM電機(jī)的最大優(yōu)勢(shì)是可以做到很高的恒功率比特性，其轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性和功率特性和恒功率范圍取決于最小的d軸磁鏈ψdmin＝ψPM-Ldidmidm為最高電流限。圖4為幾種典型的ψdmin下的功率速度特性曲線。這些曲線可分為兩種情況。當(dāng)ψdmin＜0時(shí)，最大運(yùn)行轉(zhuǎn)速理論上無(wú)限大，但最大輸出功率隨ψdmin的減小(即負(fù)得更多)而減小，當(dāng)ψdmin＞0時(shí)，最大的運(yùn)行轉(zhuǎn)速受到了限制但最大的輸出功率比ψdmin＜0時(shí)要大。ψdmin＝0為理想的恒功率運(yùn)行，其理想的恒功率運(yùn)行范圍是無(wú)窮大的。但對(duì)于普通的同步磁阻電機(jī)來(lái)說(shuō)，ψdmin＝0是不可能的，因?yàn)橹陛S電感不可能為零，因此ψdmin＜0。因此SR-PM電機(jī)通過(guò)添加永磁體輔助d軸勵(lì)磁來(lái)滿足ψdmin＝0的條件。對(duì)于普通的同步永磁電機(jī)，其永磁的添加量較多而交直軸電感的值很小，從而導(dǎo)致ψdmin＞＞0，最高速度受到了限制，恒功率范圍很窄。


圖1為電機(jī)鐵心的軸向截面原理示意圖；圖2為電機(jī)的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為轉(zhuǎn)子支架結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為典型的功率速度特性與d軸最小磁鏈的關(guān)系。
具體實(shí)施方方式該電機(jī)有定子鐵心1、轉(zhuǎn)子2(含軸向迭片23、橡膠永磁體片22)、轉(zhuǎn)軸3、繞組4、前端蓋5、后端蓋6、機(jī)殼12、軸承7、轉(zhuǎn)子套8、轉(zhuǎn)子支架21組成。轉(zhuǎn)子支架21由硅鋼片迭壓成形或?qū)Т配摬闹苯映尚危D(zhuǎn)子支架21緊套在轉(zhuǎn)軸3上，橡膠永磁體片22和軸向硅鋼片23交替按一定厚度比粘結(jié)在轉(zhuǎn)子支架21上，轉(zhuǎn)子2外面套有加強(qiáng)用的不銹鋼圓筒狀的轉(zhuǎn)子套8，轉(zhuǎn)軸3通過(guò)軸承7支撐。定子的結(jié)構(gòu)和通用異步電機(jī)的定子類(lèi)似，鐵心1由硅鋼片迭成，開(kāi)槽，槽中嵌有線圈，線圈相連組成繞組4，為分布繞組，極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)子2保持一致，定子鐵心1套在機(jī)殼12中，機(jī)殼通過(guò)前端蓋5和后端蓋6固定。
實(shí)施例1首先由硅鋼片迭成圖3所示的轉(zhuǎn)子支架21，然后依次在每個(gè)弧槽上涂膠，將剪成長(zhǎng)方形的橡膠永磁體片22粘到支架21上，相鄰兩個(gè)極的極性相反，然后在橡膠永磁體片22上涂膠，逐層粘結(jié)軸向硅鋼片23至每層的相應(yīng)厚度，然后繼續(xù)粘結(jié)下一層橡膠永磁體片22和相應(yīng)的軸向硅鋼片23，粘結(jié)足夠的層數(shù)后，磨轉(zhuǎn)子外圓至合適尺寸，然后將加工好的不銹鋼轉(zhuǎn)子套8緊套在轉(zhuǎn)子2上。定子的加工過(guò)程和通用異步電機(jī)的定子類(lèi)似，但要求和轉(zhuǎn)子2的極對(duì)數(shù)相同。
由于橡膠永磁體片22的厚度可以做的很薄(約0.35mm)，因此交互粘結(jié)的橡膠永磁體片22和硅鋼片23在徑向方向上可盡量均勻分布，只要保持厚度之比滿足設(shè)計(jì)要求，這樣可有效的減小齒槽效應(yīng)的影響。
實(shí)施例2和方案一主要的不同是轉(zhuǎn)子支架21由導(dǎo)磁的鋼材直接成形，其余步驟同方案一。
權(quán)利要求
1.橡膠永磁體輔助勵(lì)磁的粘結(jié)式軸向迭片同步磁阻電機(jī)，其特征在于，該同步磁阻電機(jī)含有定子鐵心(1)、轉(zhuǎn)子(2)、轉(zhuǎn)軸(3)、定子繞組(4)、前端蓋(5)、后端蓋(6)、軸承(7)以及轉(zhuǎn)子套(8)，其中轉(zhuǎn)子(2)含有a轉(zhuǎn)子支架(21)，該支架(21)由硅鋼片迭壓成形或?qū)Т配摬闹苯映尚危鲛D(zhuǎn)子支架(21)緊套在轉(zhuǎn)軸(3)上；b橡膠永磁體片(22)和軸向硅鋼片迭片(23)，它們沿著轉(zhuǎn)子(2)的半徑方向由內(nèi)向外各自先后依次層疊式地相互粘結(jié)在所述轉(zhuǎn)子支架(21)上，相鄰兩個(gè)極的極性相反，再通過(guò)磨削轉(zhuǎn)子(2)的外圓至所要求的尺寸而成；轉(zhuǎn)子套(8)，用不銹鋼材料制成，該轉(zhuǎn)子套(8)是緊套在轉(zhuǎn)子(2)上的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠永磁體輔助勵(lì)磁的粘結(jié)式同步磁阻電機(jī)，其特征在于所述橡膠永磁體片(22)和軸向硅鋼片(23)在轉(zhuǎn)子(2)的半徑方向的片厚之比為0.3～0.6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠永磁體輔助勵(lì)磁的粘結(jié)式同步磁阻電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子支架(21)用導(dǎo)磁的剛性材料制作成形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠永磁體輔助勵(lì)磁的粘結(jié)式同步磁阻電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子支架(21)用硅鋼片迭壓而成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軸向迭片式同步磁阻電機(jī)，其特征在于轉(zhuǎn)子2含有緊套在轉(zhuǎn)軸3上的轉(zhuǎn)子支架21以及橡膠永磁體片22和軸向硅鋼片迭片23。所述永磁體片22和軸向迭片23沿著轉(zhuǎn)子徑向由內(nèi)向外各自先后依次層疊式地相互粘結(jié)在轉(zhuǎn)子支架21上；在所述轉(zhuǎn)子2外還緊套一個(gè)加強(qiáng)固定用的不銹鋼轉(zhuǎn)子套8。該電機(jī)不僅添加用來(lái)輔助勵(lì)磁的橡膠磁體，而且取消了轉(zhuǎn)子上固定軸向迭片的銷(xiāo)釘，有效的提高了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度和功率密度，提高電機(jī)的性能體積比和性能重量比，更重要的是大大提高了電機(jī)的恒功率速度范圍。
文檔編號(hào)H02K19/02GK1738153SQ20051008629
公開(kāi)日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者郭偉, 趙爭(zhēng)鳴, 張穎超, 孫曉瑛, 蔣棟 申請(qǐng)人:清華大學(xué)