專利名稱：一種自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及其制造方法
一種自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)及壓縮機(jī)領(lǐng)域，特別是一種自起動永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子。背景技術(shù)：
在高啟動轉(zhuǎn)矩和高運(yùn)行效率的機(jī)器中，使用混合型電機(jī)，它在起動時有異步電機(jī) 特性，而在連續(xù)運(yùn)行時有同步電機(jī)特性。在混合型電機(jī)的轉(zhuǎn)子中，在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)設(shè)有導(dǎo)電和容易成形(如鋁制)的導(dǎo)電條和 在轉(zhuǎn)子兩個端面上設(shè)置把這些轉(zhuǎn)子條的終端進(jìn)行機(jī)械和電氣連接的端圈，導(dǎo)電條和端圈構(gòu) 成鼠籠結(jié)構(gòu)，另外還在轉(zhuǎn)子內(nèi)部埋入永久磁鐵?；旌闲碗姍C(jī)通過在轉(zhuǎn)子中的鼠籠異步啟動 和通過放置在轉(zhuǎn)子內(nèi)的永久磁鐵在啟動后同步運(yùn)行，制造這類轉(zhuǎn)子的問題是將鋁液注入 轉(zhuǎn)子槽時，鋁液使轉(zhuǎn)子溫度升高，溫度過高會使埋入轉(zhuǎn)子內(nèi)部的永久磁鐵由于高溫喪失磁 性。為解決這個問題，可在鋁注入之后再將永久磁鐵放置到轉(zhuǎn)子中，但這樣就會產(chǎn)生另一個 問題，放置在轉(zhuǎn)子內(nèi)的永久磁鐵會產(chǎn)生移動。同時為了在注入過程后放置永久磁鐵，需要按 照永久磁鐵放置位置對端圈的結(jié)構(gòu)和形狀進(jìn)行改動，而端圈形狀的變化往往會造成磁通的 不規(guī)則和轉(zhuǎn)子平衡的破壞。在現(xiàn)有技術(shù)中，描述了一種自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其導(dǎo)電條通過將鋁液注入 到轉(zhuǎn)子槽中生成，導(dǎo)電條伸出轉(zhuǎn)子鐵芯端面而形成固定端，端圈另外制造且設(shè)置有與導(dǎo)電 條相配合的固定端外套，在注入過程結(jié)束后將永久磁鐵放置在轉(zhuǎn)子鐵芯中的磁鐵插入孔 內(nèi)，從而使磁鐵不受高溫影響，端圈在磁鐵放置后通過將導(dǎo)電條伸出到鐵芯端面外的固定 端與端圈的固定端外套連接，無需附加的支持元件，在裝配時通過壓配合將固定端壓實(shí)在 固定端外套內(nèi)。但此種方式的端圈需要另外制造，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了模具成本，及端圈的制造成 本，在端圈安裝時，多個導(dǎo)電條要插入到端圈上設(shè)置的槽中的同時，帶有固定端的導(dǎo)電條與 端圈的固定端外套配合，工藝復(fù)雜不易控制，且可能導(dǎo)致部分的導(dǎo)電條與端圈的連接不緊 密，進(jìn)而導(dǎo)致電阻的增加。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，工藝可靠、成本較低的自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子 結(jié)構(gòu)及其制造方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)子鐵芯、永久磁鐵、轉(zhuǎn)子導(dǎo)電條和端圈，轉(zhuǎn) 子鐵芯上設(shè)置有磁鐵插槽和轉(zhuǎn)子槽，永久磁鐵放置在磁鐵插槽內(nèi)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)電條設(shè)置在轉(zhuǎn)子 槽內(nèi)，端圈設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子鐵芯的兩端部，轉(zhuǎn)子導(dǎo)電條和端圈構(gòu)成鼠籠結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)電條和 端圈為一體成型，至少一個端圈的內(nèi)徑設(shè)置為有充足的空間以安裝永久磁鐵，其中轉(zhuǎn)子還 包括至少一個封閉圈與該至少一個端圈相配合，相配合的至少一個封閉圈的外徑與所述至 少一個端圈的內(nèi)徑緊密連接用以全部或部分地封閉磁鐵插槽。
一種具有上述結(jié)構(gòu)的自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的制造方法包括如下步驟(1)對轉(zhuǎn)子 鐵芯進(jìn)行沖壓，在轉(zhuǎn)子鐵芯上形成磁鐵插槽和轉(zhuǎn)子槽；( 把轉(zhuǎn)子鐵芯放入模具內(nèi)進(jìn)行澆 注金屬液，金屬液凝固后在轉(zhuǎn)子鐵芯的兩端面形成端圈，在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)形成導(dǎo)電條，導(dǎo)電條和 端圈連成一體構(gòu)成鼠籠結(jié)構(gòu)，其中至少一個端圈的內(nèi)徑具有充足的空間以完全露出磁鐵插 槽；(3)等冷卻后，從模具內(nèi)取出轉(zhuǎn)子鐵芯，并通過至少一個內(nèi)徑具有充足的空間的端圈在 磁鐵插槽內(nèi)放置永久磁鐵；(4)在至少一個內(nèi)徑具有充足空間的端圈內(nèi)壓入封閉圈；(5)將 至少一個內(nèi)徑具有充足空間的端圈與封閉圈固定，實(shí)現(xiàn)緊密連接，并全部或部分封閉磁鐵 插槽。其中金屬液的澆注方式為壓鑄。為實(shí)現(xiàn)封閉圈和端圈的周向固定，可在封閉圈外圈上設(shè)置有凸起部分或凹陷部 分，并端圈的內(nèi)圈相對應(yīng)的位置設(shè)置有凹陷部分或凸起部分，凸起部分與凹陷部分無間隙 配合。或封閉圈的外圈設(shè)置成為圓缺，端圈的內(nèi)圈為相對應(yīng)的圓缺，兩者之間無間隙配口 O其中封閉圈與端圈可通過滾壓方式固定在一起，也可通過過盈配合固定在一起， 也可采用螺紋連接，卡扣方式或卡槽方式實(shí)現(xiàn)緊密連接，或采用其它能實(shí)現(xiàn)緊密連接的方 式。其中采取滾壓方式固定時，封閉圈外圈可設(shè)置具有一定斜度，從而封閉圈的一側(cè) 的外徑大于另一側(cè)的外徑，其中外徑較大的一側(cè)貼近轉(zhuǎn)子鐵芯的端面，通過對端圈外圈進(jìn) 行滾壓后，使端圈的內(nèi)圈也具有相應(yīng)的斜度，且與封閉圈外圈緊密連接。此種方式能更好的 對封閉圈進(jìn)行固定，防止封閉圈在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時飛出。優(yōu)選傾斜角度為0 20度。一種實(shí)施例為封閉圈設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵芯的一端，另一種實(shí)施例為在轉(zhuǎn)子鐵芯的兩端 都設(shè)置有封閉圈。本發(fā)明中端圈和導(dǎo)電條為一體制造，不會產(chǎn)生增加電阻的問題，采用封閉圈對永 久磁鐵進(jìn)行固定，結(jié)構(gòu)簡單，工藝可靠且容易實(shí)現(xiàn)緊密接觸，制造成本低。
圖1 本發(fā)明第一實(shí)施例轉(zhuǎn)子截面圖；圖2 本發(fā)明第一實(shí)施例轉(zhuǎn)子截面圖的A-A剖視圖；圖3 本發(fā)明第一實(shí)施例轉(zhuǎn)子爆炸結(jié)構(gòu)圖；圖4 本發(fā)明第二實(shí)施例轉(zhuǎn)子截面圖(進(jìn)行滾壓前)；圖5 本發(fā)明第二實(shí)施例轉(zhuǎn)子截面圖(進(jìn)行滾壓后)；圖6 本發(fā)明第二實(shí)施例的圖5的局部放大圖；圖7 本發(fā)明第三實(shí)施例轉(zhuǎn)子截面圖；圖8 本發(fā)明第四實(shí)施例端圈和封閉圈結(jié)構(gòu)示意圖；圖9 本發(fā)明制造方法工藝流程圖。其中1、轉(zhuǎn)子鐵芯；2、端圈；3、封閉圈；4、永久磁鐵；5、導(dǎo)電條；6、磁鐵插槽；7、檔 板；8、凹陷/凸起部分。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)說明。如圖1、圖2所示，轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯1、端圈2、永久磁鐵4、導(dǎo)電條5和封閉圈3構(gòu) 成，其中轉(zhuǎn)子鐵芯1上設(shè)置有磁鐵插槽6，永久磁鐵4置于其中，轉(zhuǎn)子鐵餅1上還設(shè)置有轉(zhuǎn)子 槽，導(dǎo)電條5設(shè)置于其內(nèi)。端圈2設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵芯1的兩端部，并與導(dǎo)電條5 —體連接，共 同構(gòu)成鼠籠結(jié)構(gòu)，端圈2與導(dǎo)電條5—體化的設(shè)置與分體式設(shè)置相比，轉(zhuǎn)子電阻低，不會因 連接不緊密等問題增加電阻。其制造方法包括如下步驟(1)對轉(zhuǎn)子鐵芯1進(jìn)行沖壓，在轉(zhuǎn) 子鐵芯1上形成磁鐵插槽6和轉(zhuǎn)子槽；(2)把轉(zhuǎn)子鐵芯放入模具內(nèi)進(jìn)行壓鑄，一體鑄出導(dǎo)電 條和端圈；(3)在磁鐵插槽內(nèi)放置永久磁鐵4 ； (4)在端圈2內(nèi)壓入封閉圈3 ； 將端圈2 與封閉圈3固定，實(shí)現(xiàn)緊密連接，并全部或部分封閉磁鐵插槽6。工藝流程圖參見圖9。固 定方式可采取滾壓方式、過盈配合、螺紋連接、卡扣或卡槽等，保證端圈2和封閉圈3緊密可 靠接觸，以改善轉(zhuǎn)子電阻，同時封閉轉(zhuǎn)子鐵芯1的磁鐵插槽6，避免永久磁鐵4在運(yùn)行過程中 位置移動。實(shí)施例一如圖3所示，本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子的兩端都為磁鐵留出足夠安裝空間，在裝入永久磁 鐵4后，兩端都安裝上封閉圈3。實(shí)施例二本實(shí)施例中，封閉圈的外圈具有一定斜度，在安裝完永久磁鐵4后，壓入封閉圈3， 如圖4所示。然后對端圈2進(jìn)行滾壓，使端圈2的內(nèi)圈緊貼封閉圈3的外圈，如圖5所示。 此種方式能更好的對封閉圈3進(jìn)行固定，防止封閉圈3在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時飛出。優(yōu)選傾斜角度 為0 20度。圖6為圖5的局部放大圖，更清晰地標(biāo)明了封閉圈的傾斜角度θ。實(shí)施例三如圖7所示，本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子鐵芯的一端的端圈2內(nèi)徑小，沒有設(shè)置磁鐵安裝空 間，在進(jìn)行澆注前，此端放置擋板7用以封閉磁鐵插槽6，防止?jié)沧r鋁液進(jìn)入磁鐵插槽內(nèi)， 另一端的端圈2內(nèi)徑大，用于安裝永久磁鐵4，在裝入永久磁鐵4后，僅此端安裝上封閉圈 3。此實(shí)施例中，封閉圈3也可具有一定斜度。實(shí)施例四如圖8所示，本實(shí)施例中，封閉圈3上設(shè)置有凹陷部分與端圈2上的凸起部分相配 合，該凹陷/凸起部分8可用于防止在轉(zhuǎn)子在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，封閉圈3與端圈2之間周向 的移動。也可采用封閉圈3的外圈和端圈2的內(nèi)圈做成圓缺的形式。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何基于 本發(fā)明技術(shù)方案上的等效變換均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)子鐵芯、永久磁鐵、轉(zhuǎn)子導(dǎo)電條和端圈，其中 所述轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)置有磁鐵插槽和轉(zhuǎn)子槽，所述永久磁鐵放置在所述磁鐵插槽內(nèi)，所述轉(zhuǎn) 子導(dǎo)電條設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子槽內(nèi)，所述端圈設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子鐵芯的兩端部，所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)電條 和所述端圈構(gòu)成鼠籠結(jié)構(gòu)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)電條和所述端圈為一體成型，至少一個 所述端圈的內(nèi)徑設(shè)置為有充足的空間以安裝所述永久磁鐵至所述磁鐵插槽內(nèi)，其中所述轉(zhuǎn) 子還包括至少一個封閉圈與所述至少一個內(nèi)徑設(shè)置為有充足空間的端圈相配合，所述相配 合的至少一個封閉圈的外徑與所述至少一個內(nèi)徑設(shè)置為有充足空間的端圈的內(nèi)徑緊密連 接以全部或部分地封閉所述磁鐵插槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述封閉圈的外圈 上設(shè)置有凸起部分/凹陷部分，所述相配合的端圈的內(nèi)圈相對應(yīng)的位置設(shè)置有凹陷部分/ 凸起部分，所述凸起部分與所述凹陷部分無間隙配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述封閉圈的外圈 為圓缺，所述相配合的端圈的內(nèi)圈為相對應(yīng)的圓缺，所述封閉圈的圓缺部分與所述端圈的 圓缺部分無間隙配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述相配合的所述 封閉圈和所述端圈通過滾壓方式固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述封閉圈外圈具 有一定斜度，從而所述封閉圈的一側(cè)的外徑大于另一側(cè)的外徑，其中所述外徑較大的一側(cè) 貼近所述轉(zhuǎn)子鐵芯的端面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述封閉圈外圈傾 斜角度為0 20度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一所述的自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述相 配合的所述封閉圈和所述端圈之間通過過盈配合固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述相配合的所述 封閉圈和所述端圈之間通過螺紋連接固定。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述相配合的所述 封閉圈和所述端圈之間通過卡槽方式固定。
10.一種自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的制造方法，所述自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子具有權(quán)利要求1 中所述的結(jié)構(gòu)，所述制造方法包括如下步驟(1)對轉(zhuǎn)子鐵芯進(jìn)行沖壓，在所述轉(zhuǎn)子鐵芯上形成磁鐵插槽和轉(zhuǎn)子槽；(2)把轉(zhuǎn)子鐵芯放入模具內(nèi)進(jìn)行澆注金屬液，所述金屬液凝固后在所述轉(zhuǎn)子鐵芯的兩 端面形成端圈，在所述轉(zhuǎn)子槽內(nèi)形成導(dǎo)電條，所述導(dǎo)電條和所述端圈連成一體構(gòu)成鼠籠結(jié) 構(gòu)，其中至少一個端圈的內(nèi)徑具有充足的空間以完全露出磁鐵插槽；(3)等冷卻后，從模具內(nèi)取出轉(zhuǎn)子鐵芯，并通過所述至少一個內(nèi)徑具有充足的空間的端 圈在所述磁鐵插槽內(nèi)放置永久磁鐵；(4)在所述至少一個內(nèi)徑具有充足空間的端圈內(nèi)壓入封閉圈；(5)將所述至少一個內(nèi)徑具有充足空間的端圈與所述封閉圈固定，實(shí)現(xiàn)緊密連接，并全 部或部分封閉所述磁鐵插槽。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于所述封閉圈的外圈為圓缺，所述至少一個內(nèi)徑具有充足空間的端圈的內(nèi)圈為相對應(yīng)的圓缺，所 述封閉圈的圓缺部分與所述端圈的圓缺部分無間隙配合。
12.根據(jù)權(quán)利要求10至11中任一所述的一種自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征 在于所述至少一個內(nèi)徑具有充足空間的端圈與所述封閉圈的固定方式為通過滾壓固定。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于所述 封閉圈外圈具有一定斜度，從而所述封閉圈的一側(cè)的外徑大于另一側(cè)的外徑，其中所述外 徑較大的一側(cè)貼近所述轉(zhuǎn)子鐵芯的端面，通過對端圈外圈進(jìn)行滾壓，使所述端圈的內(nèi)圈也 具有相應(yīng)的斜度，且與所述封閉圈外圈緊密連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于所述 至少一個內(nèi)徑具有充足空間的端圈與所述封閉圈的固定方式為過盈配合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)子鐵芯、永久磁鐵、轉(zhuǎn)子導(dǎo)電條和端圈，其中轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)置有磁鐵插槽，永久磁鐵放置在磁鐵插槽內(nèi)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)電條和端圈構(gòu)成鼠籠結(jié)構(gòu)并一體成型，轉(zhuǎn)子還包括封閉圈，封閉圈固定在端圈上。本發(fā)明還提供了一種制造該自起動永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的方法。本發(fā)明的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單，工藝可靠，成本低。
文檔編號H02K1/27GK102055264SQ200910209250
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者劉健寧, 張小波, 胡余生, 陳東鎖, 黃輝 申請人:珠海格力電器股份有限公司