專利名稱：永磁電機的復合式永磁轉子及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種永磁電機的復合式永磁轉子及其制作方法，屬于永磁電機制作技術領域。
背景技術：
永磁電機具有高效率、高功率密度等優(yōu)點，近來受到越來越多的重視。其中永磁內(nèi)插式電機，具有加工簡單，轉子永磁可以實現(xiàn)聚磁作用，是應用廣泛的一種永磁電機。但是，現(xiàn)有的用于永磁電機的永磁內(nèi)插式轉子普遍存在著軸向端部漏磁的問題，而且其轉子軸向兩側端壓板必須采用非導磁材料制作，否則轉子軸向端部漏磁更加嚴重。而這種采用非導磁材料制作兩側端壓板的轉子不僅存在著體積大、磁效率較低的缺點，而且還存在著強度 低、使用壽命較短的問題。因此現(xiàn)有的永磁電機用的轉子的使用效果還是不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結構緊湊、軸向端部漏磁低、永磁體的磁效率利用率高、轉子強度較高、使用壽命較長的永磁電機的復合式永磁轉子及其制作方法，以克服現(xiàn)有技術的不足。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明的一種永磁電機的復合式永磁轉子制作方法包括將導磁材料制作的轉子鐵心安裝在轉子軸上，在將轉子鐵心安裝在轉子軸上時，先在轉子軸上套一個采用導磁材料制作的導磁軸套，然后將轉子鐵心制作成扇形，并將該扇形轉子鐵心均勻分布安裝固定在導磁軸套上，將每一個安裝固定在導磁軸套上的扇形轉子鐵心除其圓弧形的上端面外、其余五面均采用永磁材料制作的永磁體塊將其貼合圍住，并使各永磁體塊與扇形轉子鐵心貼合面的磁極極性相同。在將扇形轉子鐵心均勻分布安裝固定在導磁軸套上時，通過固定在導磁軸套兩端的環(huán)形端壓板將扇形轉子鐵心和永磁體塊夾持固定在導磁軸套上，并且環(huán)形端壓板采用導磁材料制作。按照上述方法構成的本發(fā)明的一種永磁電機的復合式永磁轉子，包括轉子軸，在轉子軸上固定套有采用導磁材料制作的導磁軸套，在導磁軸套上按均勻分布交替設置有矩形的第一永磁體塊和圓弧形的第三永磁體塊，在每兩個第一永磁體塊之間及每個第三永磁體塊上都設置有一個扇形轉子鐵心，并且在每個扇形轉子鐵心的兩端面都設置有一個扇形的第二永磁體塊，在導磁軸套的兩端上分別固定有一個采用導磁材料制作的環(huán)形端壓板，扇形轉子鐵心、第一永磁體塊、第二永磁體塊和第三永磁體塊通過環(huán)形端壓板被夾持固定在導磁軸套上。上述與同一個扇形轉子鐵心接觸的第一永磁體塊、第二永磁體塊和第三永磁體塊的接觸面上的磁極極性相同。上述扇形轉子鐵心為由塊狀實心導磁材料構成或由片狀導磁材料疊片組成。上述的第一永磁體塊的軸向端部頂住端壓板的內(nèi)側端面，其徑向內(nèi)側端面頂住導磁軸套外表面，第二永磁體塊兩側面頂住第一永磁體塊,第三永磁體塊兩側面也頂住第一永磁體塊；或者是第一永磁體塊的軸向端部頂住端壓板的內(nèi)側端面，其徑向內(nèi)側端面與導磁軸套外表面之間留有空隙，第二永磁體塊兩側面頂住第一永磁體塊，在相鄰兩個第三永磁體塊側面之間留有空隙；或者是第一永磁體的軸向端部與環(huán)形端壓板的內(nèi)側端面之間留有空隙，其徑向內(nèi)側端面與導磁軸套外表面之間留有空隙，相鄰兩個第二永磁體塊側面之間留有空隙，相鄰兩個第三永磁體塊側面之間留有空隙；或者是第一永磁體塊的軸向端部與環(huán)形端壓板的內(nèi)側端面之間留有空隙，其徑向內(nèi)側端面頂住第三永磁體塊的外表面，相鄰兩個第二永磁體塊側面之間留有空隙，相鄰兩個第三永磁體塊側面互相頂住；或者是第一永磁體塊的軸向端部頂住第二永磁體塊的內(nèi)側端面，其徑向內(nèi)側端面與導磁軸套外表面之間留有空隙，相鄰兩個第二永磁體塊側面互相頂住，相鄰兩個第三永磁體塊側面之間留有空隙；或者是第一永磁體塊的軸向端部頂住第二永磁體塊的內(nèi)側端面，其徑向內(nèi)側端面頂住第三永磁體塊的外表面，將相鄰兩個第二永磁體塊側面互相頂住，將相鄰兩個第三永磁體塊側面互相頂住。由于采用了上述技術方案，本發(fā)明采用將扇形轉子鐵心均勻分布安裝固定在轉子軸上的導磁軸套上，并將每一個安裝固定在導磁軸套上的扇形轉子鐵心除其圓弧形的上端 面外、其余五面均采用永磁材料制作的永磁體塊將其貼合圍住，并使各永磁體材料塊與扇形轉子鐵心貼合面的磁極極性相同；同時通過固定在轉子軸兩端的、采用導磁材料制作的環(huán)形端壓板將扇形轉子鐵心和永磁體材料塊夾持固定在轉子軸上。本發(fā)明通過在扇形轉子鐵心的五個面設置永磁體塊，大大增強了原有的永磁磁場，從而得到更高的功率密度輸出；另外，本發(fā)明在第二永磁體外側貼置導磁端壓板，因此能夠完全避免現(xiàn)有技術中所存在的軸向漏磁問題，有效地提高了電機抗電磁干擾和電磁兼容的能力，并大大提高了永磁體的利用率，同時還能有效減小電機的體積；此外，本發(fā)明在轉子軸上設置了采用導磁材料制作的導磁軸套，因此能夠完全避免現(xiàn)有技術中所存在的轉子鐵心與轉子軸之間所產(chǎn)生的漏磁現(xiàn)象，從而有效地提高了整個電機的抗電磁干擾和電磁兼容能力，提高了永磁體的利用率。因此，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明不僅具有結構緊湊、軸向端部漏磁低、永磁體的磁效率利用率高的優(yōu)點，而且還具有抗干擾能力強、工作性能穩(wěn)定、轉子強度高、使用壽命長等優(yōu)點。


圖I是本發(fā)明的結構示意 圖2是圖I部分剖解結構示意 圖3是圖I的橫截面結構示意 圖4是本發(fā)明的單個扇形轉子鐵心與相接觸的永磁體塊排布示意 圖5是本發(fā)明實施例I的一種永磁體塊排布方式示意 圖6是本發(fā)明實施例2的一種永磁體塊排布方式示意 圖7是本發(fā)明實施例3的一種永磁體塊排布方式示意 圖8是本發(fā)明實施例4的一種永磁體塊排布方式示意 圖9是本發(fā)明實施例5的一種永磁體塊排布方式示意 圖10是本發(fā)明實施例6的一種永磁體塊排布方式示意圖。
圖中附圖標記說明1_轉子軸，2-導磁軸套，3-扇形轉子鐵心，4-第一永磁體塊，5-第二永磁體塊，6-第三永磁體塊，7-環(huán)形端壓板，N-永磁體塊的磁極北極，S-永磁體塊的磁極南極；圖中的箭頭所示方向為永磁體塊的充磁方向。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。本發(fā)明的實施例I :在制作永磁電機的轉子時，采用本發(fā)明的一種永磁電機的復合式永磁轉子制作方法進行制作，即在將轉子鐵心安裝在轉子 軸上時，先在轉子軸上套一個采用導磁材料制作的導磁軸套，然后將轉子鐵心制作成扇形，并將該扇形轉子鐵心均勻分布安裝固定在導磁軸套上，將每一個安裝固定在導磁軸套上的扇形轉子鐵心除其圓弧形的上端面外、其余五面均采用永磁材料制作的永磁體塊將其貼合圍住，并使各永磁體塊與扇形轉子鐵心貼合面的磁極極性相同；在將扇形轉子鐵心均勻分布安裝固定在導磁軸套上時，通過固定在導磁軸套兩端的環(huán)形端壓板將扇形轉子鐵心和永磁體塊夾持固定在導磁軸套上，并且環(huán)形端壓板采用導磁材料制作。按照上述方法制作的本發(fā)明的一種永磁電機的復合式永磁轉子，其結構示意圖如圖I 圖4所示，包括轉子軸1，在轉子軸I上固定套有采用導磁材料制作的導磁軸套2，在導磁軸套2上按均勻分布交替設置矩形的第一永磁體塊4和圓弧形的第三永磁體塊6，在每兩個第一永磁體塊4之間及每個第三永磁體塊6上都設置一個扇形轉子鐵心3，并且在每個扇形轉子鐵心3的兩端面都設置有一個扇形的第二永磁體塊5，同時使與同一個扇形轉子鐵心3接觸的第一永磁體塊4、第二永磁體塊5和第三永磁體塊6的接觸面上的磁極極性相同；制作時，可將第一永磁體塊4的軸向端部頂住端壓板7的內(nèi)側端面，其徑向內(nèi)側端面頂住導磁軸套2外表面，第二永磁體塊5兩側面頂住第一永磁體塊4,第三永磁體塊6兩側面也頂住第一永磁體塊4 (如圖5所示)；扇形轉子鐵心3可根據(jù)實際使用的大小直接采用塊狀實心導磁材料制作成整體式的結構，也可按傳統(tǒng)方法采用片狀導磁材料通過疊片的方式構成扇形轉子鐵心3 ;然后在導磁軸套2的兩端上分別固定有一個采用導磁材料制作的環(huán)形端壓板7，使扇形轉子鐵心3、第一永磁體塊4、第二永磁體塊5和第三永磁體塊6通過環(huán)形端壓板7被夾持固定在導磁軸套2上即成。實施例2 :在制作本發(fā)明的一種永磁電機的復合式永磁轉子時，可按實施例I的方法進行制作，制作時，還可將第一永磁體塊4的軸向端部頂住端壓板7的內(nèi)側端面，其徑向內(nèi)側端面與導磁軸套2外表面之間留有空隙，第二永磁體塊5兩側面頂住第一永磁體塊4，在相鄰兩個第三永磁體塊6側面之間留有空隙(如圖6所示)；其余制作方式都與實施例I相同。實施例3 :在制作本發(fā)明的一種永磁電機的復合式永磁轉子時，可按實施例I的方法進行制作，制作時，還可將第一永磁體4的軸向端部與環(huán)形端壓板7的內(nèi)側端面之間留有空隙，其徑向內(nèi)側端面與導磁軸套2外表面之間留有空隙，相鄰兩個第二永磁體塊5側面之間留有空隙，相鄰兩個第三永磁體塊6側面之間留有空隙(如圖7所示);其余制作方式都與實施例I相同。實施例4 :在制作本發(fā)明的一種永磁電機的復合式永磁轉子時，可按實施例I的方法進行制作，制作時，還可將第一永磁體塊4的軸向端部與環(huán)形端壓板7的內(nèi)側端面之間留有空隙，其徑向內(nèi)側端面頂住第三永磁體塊6的外表面，相鄰兩個第二永磁體塊5側面之間留有空隙，相鄰兩個第三永磁體塊6側面互相頂住(如圖8所示);其余制作方式都與實施例I相同。實施例5 :在制作本發(fā)明的一種永磁電機的復合式永磁轉子時，可按實施例I的方法進行制作，制作時，還可將第一永磁體塊4的軸向端部頂住第二永磁體塊2的內(nèi)側端面，其徑向內(nèi)側端面與導磁軸套2外表面之間留有空隙，相鄰兩個第二永磁體塊2側面互相頂住，相鄰兩個第三永磁體塊6側面之間留有空隙(如圖9所示);其余制作方式都與實施例I相同。實施例6 :在制作本發(fā)明的一種永磁電機的復合式永磁轉子時，可按實施例I的方法進行制作，制作時，還可將第一永磁體塊4的軸向端部頂住第二永磁體塊5的內(nèi)側端面，其徑向內(nèi)側端面頂住第三永磁體塊6的外表面，將相鄰兩個第二永磁體塊5側面互相頂住，將相鄰兩個第三永磁體塊6側面互相頂住(如圖10所示);其余制作方式都與實施例I相同 即成。
權利要求
1.一種永磁電機的復合式永磁轉子制作方法，包括將導磁材料制作的轉子鐵心安裝在轉子軸上，其特征在于在將轉子鐵心安裝在轉子軸上時，先在轉子軸上套一個采用導磁材料制作的導磁軸套，然后將轉子鐵心制作成扇形，并將該扇形轉子鐵心均勻分布安裝固定在導磁軸套上，將每一個安裝固定在導磁軸套上的扇形轉子鐵心除其圓弧形的上端面外、其余五面均采用永磁材料制作的永磁體塊將其貼合圍住，并使各永磁體塊與扇形轉子鐵心貼合面的磁極極性相同。
2.根據(jù)權利要求I所述的永磁電機的復合式永磁轉子制作方法，其特征在于在將扇形轉子鐵心均勻分布安裝固定在導磁軸套上時，通過固定在導磁軸套兩端的環(huán)形端壓板將扇形轉子鐵心和永磁體塊夾持固定在導磁軸套上，并且環(huán)形端壓板采用導磁材料制作。
3.—種永磁電機的復合式永磁轉子，包括轉子軸(1)，其特征在于在轉子軸(I)上固定套有采用導磁材料制作的導磁軸套(2)，在導磁軸套(2)上按均勻分布交替設置有矩形的第一永磁體塊(4)和圓弧形的第三永磁體塊(6 )，在每兩個第一永磁體塊(4)之間及每個第三永磁體塊(6 )上都設置有一個扇形轉子鐵心(3 )，并且在每個扇形轉子鐵心(3 )的兩端面都設置有一個扇形的第二永磁體塊(5)，在導磁軸套(2)的兩端上分別固定有一個采用導磁材料制作的環(huán)形端壓板(7 ),扇形轉子鐵心(3 )、第一永磁體塊(4)、第二永磁體塊(5 )和第三永磁體塊(6)通過環(huán)形端壓板(7)被夾持固定在導磁軸套(2)上。
4.根據(jù)權利要求3所述的永磁電機的復合式永磁轉子，其特征在于與同一個扇形轉子鐵心(3)接觸的第一永磁體塊(4)、第二永磁體塊(5)和第三永磁體塊(6)的接觸面上的磁極極性相同。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的永磁電機的復合式永磁轉子，其特征在于扇形轉子鐵心(3)為由塊狀實心導磁材料構成或由片狀導磁材料疊片組成。
6.根據(jù)權利要求3所述的永磁電機的復合式永磁轉子，其特征在于所述的第一永磁體塊(4)的軸向端部頂住端壓板(7)的內(nèi)側端面，其徑向內(nèi)側端面頂住導磁軸套(2)外表面，第二永磁體塊(5)兩側面頂住第一永磁體塊(4)，第三永磁體塊(6)兩側面也頂住第一永磁體塊(4);或者是第一永磁體塊(4)的軸向端部頂住端壓板(7)的內(nèi)側端面，其徑向內(nèi)側端面與導磁軸套(2)外表面之間留有空隙，第二永磁體塊(5)兩側面頂住第一永磁體塊(4)，在相鄰兩個第三永磁體塊(6)側面之間留有空隙；或者是第一永磁體(4)的軸向端部與環(huán)形端壓板(7)的內(nèi)側端面之間留有空隙，其徑向內(nèi)側端面與導磁軸套(2)外表面之間留有空隙，相鄰兩個第二永磁體塊(5)側面之間留有空隙，相鄰兩個第三永磁體塊(6)側面之間留有空隙；或者是第一永磁體塊(4)的軸向端部與環(huán)形端壓板(7)的內(nèi)側端面之間留有空隙，其徑向內(nèi)側端面頂住第三永磁體塊(6)的外表面，相鄰兩個第二永磁體塊(5)側面之間留有空隙，相鄰兩個第三永磁體塊(6)側面互相頂?。换蛘呤堑谝挥来朋w塊(4)的軸向端部頂住第二永磁體塊(2)的內(nèi)側端面，其徑向內(nèi)側端面與導磁軸套(2)外表面之間留有空隙，相鄰兩個第二永磁體塊(2)側面互相頂住，相鄰兩個第三永磁體塊(6)側面之間留有空隙；或者是第一永磁體塊(4)的軸向端部頂住第二永磁體塊(5)的內(nèi)側端面，其徑向內(nèi)側端面頂住第三永磁體塊(6)的外表面，將相鄰兩個第二永磁體塊(5)側面互相頂住，將相鄰兩個第三永磁體塊(6)側面互相頂住。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種永磁電機的復合式永磁轉子及其制作方法，本發(fā)明先在轉子軸上套一個采用導磁材料制作的導磁軸套，然后將轉子鐵心制作成扇形，并將該扇形轉子鐵心均勻分布安裝固定在導磁軸套上，將每一個安裝固定在導磁軸套上的扇形轉子鐵心除其圓弧形的上端面外、其余五面均采用永磁材料制作的永磁體塊將其貼合圍住，并使各永磁體塊與扇形轉子鐵心貼合面的磁極極性相同；通過固定在導磁軸套兩端的環(huán)形端壓板將扇形轉子鐵心和永磁體塊夾持固定在導磁軸套上，并且環(huán)形端壓板采用導磁材料制作。本發(fā)明不僅具有結構緊湊、軸向端部漏磁低、永磁體的磁效率利用率高的優(yōu)點，而且還具有抗干擾能力強、工作性能穩(wěn)定、轉子強度高、使用壽命長等優(yōu)點。
文檔編號H02K15/03GK102761210SQ20111010874
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權日2011年4月28日
發(fā)明者沈建新, 王燦飛 申請人:中國江南航天工業(yè)集團林泉電機廠