專(zhuān)利名稱(chēng)：一種稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)子。
技術(shù)背景
交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械和民用設(shè)備中的原動(dòng)機(jī)，其用量非常 大，耗費(fèi)了大量的能源，因此對(duì)其的效能及降低能耗的途徑一直是關(guān)注的 重點(diǎn)。交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)除軸上輸出功率外，直接與能耗相關(guān)連的兩個(gè)參數(shù) 是電動(dòng)機(jī)效率和功率因數(shù)，例如型號(hào)Y225S-8的18. 5kw異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的 效率為89.3%,功率因數(shù)僅為0.76。同步電動(dòng)機(jī)可以節(jié)能，這早已被人們 所熟知，與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相比同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率均較高，但之所 以長(zhǎng)期未被廣泛使用，其一是以往同步電動(dòng)機(jī)釆用直流勵(lì)磁，需用集流環(huán) 電刷結(jié)構(gòu)，必會(huì)增加維護(hù)工作量，失去了交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)原本無(wú)刷結(jié)構(gòu)和 可靠性高的特色，其二是直流勵(lì)磁消耗能源，勵(lì)磁電流與電動(dòng)機(jī)容量有關(guān)， 且勵(lì)磁回路有增加功率因數(shù)的感性負(fù)載，因而形成得失相抵，反而增加維 護(hù)、降低了運(yùn)行的可靠性。高性能稀土永磁材料的出現(xiàn)，被直接引入異步 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，而成為同步電動(dòng)機(jī)的磁源，避免了上述電流勵(lì)磁的缺陷，但 現(xiàn)仍有很多問(wèn)題尚未得到實(shí)質(zhì)性的解決，例如，如何有針對(duì)性地選用稀土 永磁材料，按其各項(xiàng)物理特性，確定永磁體在電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中的合理設(shè)置以 優(yōu)化磁路，同時(shí)還要具有良好的工藝結(jié)構(gòu)性，其三是在設(shè)定的結(jié)構(gòu)條件下,產(chǎn)品能否實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)量，并達(dá)到符合巿場(chǎng)需求的性?xún)r(jià)比。目前永磁電動(dòng) 機(jī)中的稀土永磁體用量偏大，轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)整體性不強(qiáng)，使結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性差， 如圖1所示是目前已有稀土永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖，其是釆用內(nèi)置 式切向磁路結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)子包括導(dǎo)電隔磁板10、永磁體7、實(shí)心體沖片1和
隔磁環(huán)12及定子13,上述示意的結(jié)構(gòu)難以轉(zhuǎn)換成具有良好加工工藝的機(jī)械 實(shí)體，需多種工藝、多道工序加工方式，較難實(shí)現(xiàn)常規(guī)工藝量產(chǎn)化，且切 向磁路結(jié)構(gòu)釆用嵌入式永磁體，由于強(qiáng)磁作用很難使永磁體7與實(shí)心體沖 片l實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙配合，間隙存在會(huì)產(chǎn)生磁阻，增加旁路漏磁。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是公開(kāi)一種易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)、結(jié)構(gòu)整體性佳、 運(yùn)行可靠性高且可節(jié)約大量稀土永磁體用量，并提高功率密度和過(guò)載能力 的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下包括轉(zhuǎn)子軸2、轉(zhuǎn)子軸2上同軸套 置的硅鋼片沖片1和封裝轉(zhuǎn)子的端蓋3，關(guān)鍵是沖片1外側(cè)設(shè)有與半徑方向 垂直的偶數(shù)組的永磁體7，相鄰永磁體7之間設(shè)有導(dǎo)電隔磁板10，永磁體7 外端設(shè)有導(dǎo)磁極靴6。
所述的相鄰各組的永磁體7的極性相反，并構(gòu)成封閉的磁環(huán)路。
所述的永磁體7為平板狀。
所述的永磁體7與導(dǎo)電隔磁板IO的接觸端為一緊密接觸面。 所述的永磁體7與導(dǎo)電隔磁板10之間的接觸端為無(wú)縫隙接觸，且永磁體 7外側(cè)的導(dǎo)磁極靴6與導(dǎo)電隔磁板10的外表面共同構(gòu)成轉(zhuǎn)子的外圓柱表面。 所述的導(dǎo)磁極靴6上設(shè)置有阻尼條14。所述的端蓋3上設(shè)有可隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)排風(fēng)冷卻的風(fēng)葉。 本實(shí)用新型釆用改進(jìn)的永磁體的設(shè)置，構(gòu)成內(nèi)置式徑向磁路結(jié)構(gòu)。永磁 體為徑向充磁，并鋪設(shè)在轉(zhuǎn)子的導(dǎo)磁體沖片上，永磁體上設(shè)置的具有優(yōu)良 導(dǎo)磁性能的極靴與永磁體形成無(wú)間隙結(jié)合，極靴既起到導(dǎo)磁的作用又保護(hù) 了永磁體。由于極靴材料磁導(dǎo)率很高，可忽略極靴磁阻，可視為永磁體表 面磁勢(shì)移到氣隙，這充分發(fā)揮稀土永磁體表面高磁勢(shì)特性的優(yōu)良作用，又 可盡量減少永磁體的厚度，可大量節(jié)約昂貴的稀土永磁體用量，同時(shí)也導(dǎo) 致磁回路的不對(duì)稱(chēng)性增加，產(chǎn)生磁力線緊松即浪涌效應(yīng)，形成磁阻轉(zhuǎn)矩， 使電機(jī)的過(guò)載能力大為增加，功率密度提髙。本實(shí)用新型不僅可以節(jié)約大 量稀土永磁體的用量，并且結(jié)構(gòu)整體性好、工藝簡(jiǎn)化、極易于批量化生產(chǎn) 且易于實(shí)現(xiàn)對(duì)已有電動(dòng)機(jī)的技術(shù)改進(jìn)。


圖l為已有技術(shù)中轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)的斷面示意圖。 圖2為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)斷面示意圖。 圖3為本實(shí)用新型的側(cè)視局部剖視圖。 圖4為圖3所示的A-A斷面的剖視圖。 圖5為永磁體的分布結(jié)構(gòu)圖。 圖6為圖5的右視圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的具體實(shí)施例可參見(jiàn)圖2 圖6，具體如下包括轉(zhuǎn)子軸2， 轉(zhuǎn)子軸2上有"一"型鍵5,轉(zhuǎn)子軸2上套置有硅鋼片的沖片1和封裝轉(zhuǎn)子 的端蓋3，關(guān)鍵是沖片1外側(cè)設(shè)有與半徑方向垂直的偶數(shù)組的永磁體7，相鄰永磁體7之間設(shè)有導(dǎo)電隔磁板10，永磁體7外端設(shè)有導(dǎo)磁極靴6;上述 的永磁體7被沖片1和導(dǎo)磁極靴6夾持，永磁體7可做成片形，則制作工 藝性或安裝工藝均可極大簡(jiǎn)化；相鄰組設(shè)置的永磁體7的極性相反，且與 相鄰組的永磁體7構(gòu)成封閉的磁環(huán)路，永磁體7的極性是按轉(zhuǎn)子的徑向設(shè) 定，有助于磁力線的調(diào)整設(shè)置，且不會(huì)產(chǎn)生相鄰組設(shè)置的永磁體7之間的 相互斥力，對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性和避免產(chǎn)生間隙有利；永磁體7在轉(zhuǎn)子的圓周上 可設(shè)置為相對(duì)的二組或四組或六組(參見(jiàn)圖2),當(dāng)然不排除更多的偶數(shù)組 的設(shè)置，這視對(duì)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的要求選定；永磁體7與導(dǎo)電隔磁板10的接觸 端為 一緊密接觸面，亦是指多塊永磁體7和多塊導(dǎo)電隔磁板10構(gòu)成一基本 封閉的環(huán)狀，以保證不漏磁，且利于對(duì)磁力線的密度設(shè)計(jì)，更進(jìn)一步永磁 體7與導(dǎo)電隔磁板10之間的接觸端為無(wú)縫隙接觸，即永磁體7與導(dǎo)電隔磁 板10的接觸面形狀是完全吻合的，如可為平面接觸，或是曲面接觸或是相 互的嵌合接觸，并且永磁體7外側(cè)的導(dǎo)磁極靴6與導(dǎo)電隔磁板IO的外表面 共同構(gòu)成轉(zhuǎn)子的外圓柱表面；在導(dǎo)磁極靴6的外表面可設(shè)置至少一條阻尼 條14，優(yōu)選可設(shè)有二條阻尼條14,由于阻尼條14的存在，既起到阻尼作 用，也增加了啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，改善了永磁同步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能；轉(zhuǎn)子的 左右端蓋3上設(shè)有可隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)排風(fēng)冷卻的風(fēng)葉(圖中未示出)，上述 端蓋3為鉬壓鑄件，當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，風(fēng)葉可使內(nèi)部空氣交換對(duì)流形成均 勻溫度場(chǎng)，避免出現(xiàn)局部高溫，且可由殼體傳導(dǎo)散熱；轉(zhuǎn)子的端蓋3通過(guò) 螺釘8與沖片1固定，并通過(guò)螺釘ll與導(dǎo)電隔磁板IO、導(dǎo)磁極靴6連接， 為提高穩(wěn)定性，導(dǎo)電隔磁板10還設(shè)有隔磁墊料4，轉(zhuǎn)子軸2的兩端設(shè)有密 封環(huán)9，所述的轉(zhuǎn)子置于定子13中?？傮w而言，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)件少，易于標(biāo)準(zhǔn)化，工藝設(shè)備以沖床、壓鑄機(jī)、車(chē)床為主，可確保產(chǎn)品一致性和 品質(zhì)穩(wěn)定，相對(duì)交流異步電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)可提高9°/。，效率提高7%，僅此 兩項(xiàng)總體可節(jié)能16%左右。
權(quán)利要求1. 一種稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子軸(2)、轉(zhuǎn)子軸(2)上同軸套置的硅鋼片沖片(1)和封裝轉(zhuǎn)子的端蓋(3)，其特征在于沖片(1)外側(cè)設(shè)有與半徑方向垂直的偶數(shù)組的永磁體(7)，相鄰永磁體(7)之間設(shè)有導(dǎo)電隔磁板(10)，永磁體(7)外端設(shè)有導(dǎo)磁極靴(6)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述的相鄰 各組的永磁體(7)的極性相反，并構(gòu)成封閉的磁環(huán)路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述 的永磁體(7)為平板狀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述的永 磁體(7)與導(dǎo)電隔磁板(10)的接觸端為一緊密接觸面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于 所述的永磁體(7)與導(dǎo)電隔磁板(10)之間的接觸端為無(wú)縫隙接觸，且 永磁體(7)外側(cè)的導(dǎo)磁極靴(6)與導(dǎo)電隔磁板(10)的外表面共同構(gòu) 成轉(zhuǎn)子的外圓柱表面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述的導(dǎo) 磁極靴(6)上設(shè)置有阻尼條(14)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述的導(dǎo) 磁極靴(6)上設(shè)置有阻尼條(14)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2或4或6或7所述的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征 在于所述的端蓋(3)上設(shè)有可隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)排風(fēng)冷卻的風(fēng)葉。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)、結(jié)構(gòu)整體性佳、運(yùn)行可靠性高且可節(jié)約大量稀土永磁體用量，并提高功率密度和過(guò)載能的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子。包括轉(zhuǎn)子軸2、轉(zhuǎn)子軸2上同軸套置的硅鋼片沖片1和封裝轉(zhuǎn)子的端蓋3，特別是沖片1外側(cè)設(shè)有與半徑方向垂直的偶數(shù)組的永磁體7，相鄰永磁體7之間設(shè)有導(dǎo)電隔磁板10，永磁體7外端設(shè)有導(dǎo)磁極靴6。本實(shí)用新型采用改進(jìn)的永磁體的設(shè)置使電機(jī)的過(guò)載能力大為增加，功率密度提高，可節(jié)約稀土永磁體的用量，且結(jié)構(gòu)整體性好、工藝簡(jiǎn)化、易于批量化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H02K21/02GK201234194SQ20082010686
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月20日
發(fā)明者樂(lè)秀峰 申請(qǐng)人:山西華鑫變壓器有限公司