專利名稱：永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，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(jī)(以下簡(jiǎn)稱永磁發(fā)電機(jī))。與傳統(tǒng)的勵(lì)磁式發(fā)電機(jī)相比，永磁發(fā)電機(jī)的體積小，輸出功率大，其無(wú)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(jī)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(jī)械加工工序較復(fù)雜，導(dǎo)致目前永磁發(fā)電機(jī)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(jī)的運(yùn)行環(huán)境溫度高，對(duì)剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度的長(zhǎng)期保持十分不利。
發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍大，振動(dòng)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(jiān)固，但磁路長(zhǎng)，且存在軸向磁化分量(有的發(fā)電機(jī)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(chǎng)的軸向分量可能導(dǎo)致軸承的過(guò)磨損，氣隙小容易帶來(lái)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
本實(shí)用新型的目的在于提供一種稀土磁鋼用量少、制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、制造成本低、熱穩(wěn)定性好、轉(zhuǎn)子裝配牢固，不易受振動(dòng)影響的永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本實(shí)用新型是這樣構(gòu)成的它由轉(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(gè)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(guò)壓條(7)壓在轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)的表面，壓條(7)通過(guò)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(cuò)開(kāi)0.4～0.8個(gè)定子齒距長(zhǎng)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(gè)通孔(6)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的磁鋼采用鑲片式安裝，磁鋼用量少、成本低，經(jīng)試驗(yàn)證明，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)的爪極式永磁發(fā)電機(jī)相比，同樣700W的發(fā)電功率，本實(shí)用新型的磁鋼用量?jī)H相當(dāng)于后者的65％；傳統(tǒng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子都是斜槽的，以減小齒諧波的附加力矩，本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子采用直槽結(jié)構(gòu)，這樣就能簡(jiǎn)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(dòng)裝配。為了減小脈振磁場(chǎng)的不利影響，轉(zhuǎn)子外環(huán)由兩段組成，兩段磁鋼位置相對(duì)錯(cuò)開(kāi)約0.4～0.8個(gè)定子齒距長(zhǎng)度，最好為0.5個(gè)定子齒距，與斜槽一個(gè)定子齒距的發(fā)電機(jī)相比，根據(jù)實(shí)際測(cè)量，發(fā)電機(jī)的輸出電壓可提高約10％。本實(shí)用新型的輻輪式轉(zhuǎn)子體不僅減輕發(fā)電機(jī)質(zhì)量，還可形成軸向的冷卻通道，對(duì)電機(jī)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。
由于本實(shí)用新型的稀土磁鋼正對(duì)定子槽安裝，電機(jī)磁路損失小，有效氣隙面積大，所以電機(jī)的氣隙可以做得較大(1～2mm)，除了方便于電機(jī)總裝外(間隙小時(shí)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(lì)磁電感等于交軸勵(lì)磁電感，具有較小的磁化電感，永磁材料的相對(duì)導(dǎo)磁率μr≈1，因而電樞反應(yīng)小，這除了減小發(fā)電機(jī)帶負(fù)載時(shí)輸出電壓降外，也能降低負(fù)載電流的瞬變所帶來(lái)的去磁效應(yīng)。


附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為附圖1的側(cè)視圖；附圖3為本實(shí)用新型的輻輪式轉(zhuǎn)子體的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子外環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子外環(huán)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施例如附圖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(gè)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(gè)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(gè)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(guò)壓條(7)壓在轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)的表面，壓條(7)通過(guò)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(cuò)開(kāi)0.4～0.8個(gè)定子齒距長(zhǎng)度，最好為0.50個(gè)定子齒距長(zhǎng)度。
權(quán)利要求1.一種永磁發(fā)電機(jī)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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于在轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)的表面設(shè)有2個(gè)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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁發(fā)電機(jī)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(guò)壓條(7)壓在轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)的表面，壓條(7)通過(guò)螺栓或鉚釘與轉(zhuǎn)子外環(huán)(2)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁發(fā)電機(jī)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(cuò)開(kāi)0.4～0.8個(gè)定子齒距長(zhǎng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁發(fā)電機(jī)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(gè)通孔(6)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，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(jī)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(jī)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，本實(shí)用新型具有稀土磁鋼用量少、制造工藝簡(jiǎn)單、制造成本低、熱穩(wěn)定性好、轉(zhuǎn)子裝配牢固，不易受振動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02K1/27GK2922247SQ20052020090
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)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(qǐng)人:貴州西南工具(集團(tuán))有限公司