一種預(yù)裂紋永磁體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種預(yù)裂紋永磁體，其包括鐵心、永磁體及護(hù)套，所述永磁體的內(nèi)外圓同心，所述永磁體的內(nèi)圓上均勻線切割有若干預(yù)裂紋切口，所述護(hù)套過渡配合或小間隙配合套裝在所述永磁體上，所述鐵芯過盈插接于所述永磁體內(nèi)孔中。本發(fā)明預(yù)裂紋永磁體在熱態(tài)不會有松脫傾向；裝配中能夠自定心，動平衡性能比表貼式永磁體或內(nèi)嵌式永磁體都要好；且永磁體的磨削加工也較為容易方便，所需線切割加工量較小。
【專利說明】一種預(yù)裂紋永磁體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子永磁體，其屬于永磁電機(jī)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子常用的永磁體布置結(jié)構(gòu)形式有三種:實心永磁體、表貼式永磁體和內(nèi)嵌式永磁體。三種結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點，但是隨著永磁電機(jī)大型化和高速化，結(jié)構(gòu)應(yīng)力和動不平衡問題的影響也越來越明顯，這三種結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足需要。
[0003]請參照圖1所示，實心永磁體的精加工尺寸僅有一個外圓，制造方便，且與護(hù)套2配合時能夠自定心，因此動平衡性能容易保證。但是永磁體的平均熱膨脹系數(shù)接近0，在轉(zhuǎn)子工作發(fā)熱后護(hù)套2與永磁體I的配合面有松脫的趨勢；且永磁體I作為脆性材料不能承受拉應(yīng)力，必須靠護(hù)套2的預(yù)緊力包裹才能避免碎裂，因此在冷態(tài)安裝時需要預(yù)留很大的過盈量。
[0004]假定Φ50永磁體、4mm厚合金鋼護(hù)套、工作溫度< 180°C，需要預(yù)留> 0.14mm的過盈量，護(hù)套內(nèi)拉應(yīng)力達(dá)到700MPa，超過了大多數(shù)常見鋼材的強(qiáng)度極限。所以只能采用高強(qiáng)度合金鋼，并加厚護(hù)套。這不僅提高了成本，也提高了定子的氣隙磁損。而且這種影響會隨著轉(zhuǎn)子直徑的提高而越發(fā)嚴(yán)重。同時實心永磁體還有永磁材料消耗量大的缺點。
[0005]請參照圖2所示，表貼式永磁體采用的是預(yù)制的瓦片式永磁體3，永磁材料使用量少，且尺寸小、受熱膨脹影響較小。但是永磁體精加工面較多，內(nèi)外柱面的同心度較難保證，安裝時內(nèi)外柱面與鐵芯4、護(hù)套5表面配合較差，容易因安裝應(yīng)力而破碎。
[0006]另外，由于瓦片式永磁體3是分別加工，然后貼裝在鐵芯4表面的，很難保證安裝的均勻，進(jìn)而影響動平衡性能。如果為了保證安裝均勻而使永磁體側(cè)面處于過盈配合尺寸，則又會導(dǎo)致貼裝困難。
[0007]請參照圖3所示，內(nèi)嵌式永磁體的優(yōu)點與表貼式永磁體類似，且可以不用護(hù)套，但軟磁材料包裹永磁體容易產(chǎn)生漏磁回路，而分別制造的片狀永磁體6同樣存在不易保證動平衡性能的問題。另外，永磁體的安裝和充磁也存在困難。
[0008]因此，確有必要對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供一種預(yù)裂紋永磁體，其能夠有效的解決現(xiàn)有電機(jī)轉(zhuǎn)子永磁體存在的缺陷。
[0010]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種預(yù)裂紋永磁體，所述預(yù)裂紋永磁體包括鐵心、永磁體及護(hù)套，所述永磁體的內(nèi)外圓同心，所述永磁體的內(nèi)圓上均勻線切割有若干預(yù)裂紋切口，所述護(hù)套過渡配合或小間隙配合套裝在所述永磁體上，所述鐵芯過盈插接于所述永磁體內(nèi)孔中。
[0011]本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明預(yù)裂紋永磁體在熱態(tài)不會有松脫傾向；裝配中能夠自定心，動平衡性能比表貼式永磁體或內(nèi)嵌式永磁體都要好；且永磁體的磨削加工也較為容易方便，所需線切割加工量較小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的實心永磁體的結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的表貼式永磁體的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖3為現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)插式永磁體的結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖4為本發(fā)明預(yù)裂紋永磁體的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0016]請參照圖4所示,本發(fā)明預(yù)裂紋永磁體包括鐵心7、永磁體8及護(hù)套9。
[0017]本發(fā)明預(yù)裂紋永磁體所用的毛坯以直接燒制成徑向取向的燒結(jié)釹鐵硼圓筒為佳。這樣制造的永磁體可以充磁為2、4、6、8等任意極數(shù)的轉(zhuǎn)子，而平行取向釹鐵硼就只能制造兩極轉(zhuǎn)子。也可以將多塊平行取向永磁體按徑向排列、焊接成一塊毛坯，但加工較為繁瑣。
[0018]本發(fā)明通過磨削加工永磁體8內(nèi)外圓，保證同心度。在內(nèi)圓上均勻線切割一定深度的預(yù)裂紋切口 10。切口數(shù)量和深度需根據(jù)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度計算獲得。接著加熱合金護(hù)套9，以過渡配合或小間隙配合套裝在永磁體8上。此時永磁體內(nèi)受壓應(yīng)力作用，不會發(fā)生破碎。最后在冰箱中冷卻鐵芯7，然后插入永磁體8內(nèi)孔中。鐵芯7恢復(fù)常溫時與永磁體8內(nèi)孔呈過盈配合狀態(tài)(過盈量需計算確定)，產(chǎn)生的周向拉應(yīng)力會在預(yù)裂紋切口 10尖端產(chǎn)生應(yīng)力集中，使永磁體沿著徑向破裂。同時永磁體8和護(hù)套9之間亦呈過盈配合狀態(tài)，永磁體8沿著預(yù)先制造的預(yù)裂紋切口 10斷裂后即成為若干個條狀永磁體，且沿周向均勻分布，最終形成與表貼式布局相同的永磁體。
[0019]如裝配后永磁體中的預(yù)裂紋并未全部斷裂也不會影響使用。在電機(jī)第一次運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子溫度升高后鐵芯繼續(xù)膨脹，會將剩下的裂紋全部漲裂。也可以在裝配后將轉(zhuǎn)子稍微加熱，以保證全部切口都發(fā)生斷裂。
[0020]本發(fā)明制造出的預(yù)裂紋永磁體子在熱態(tài)不會有松脫傾向；裝配中能夠自定心，動平衡性能比表貼式或內(nèi)嵌式都要好；且永磁體的磨削加工也較為容易方便，所需線切割加
工量較小。
[0021]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)裂紋永磁體，其特征在于:所述預(yù)裂紋永磁體包括鐵心(7)、永磁體(8)及護(hù)套(9)，所述永磁體(8)的內(nèi)外圓同心，所述永磁體(8)的內(nèi)圓上均勻線切割有若干預(yù)裂紋切口(10)，所述護(hù)套(9)過渡配合或小間隙配合套裝在所述永磁體(8)上，所述鐵芯(7)過盈插接于所述永磁體(8)內(nèi)孔中。
【文檔編號】H02K1/27GK103490540SQ201310447775
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】胡思寧, 熊偉華, 董繼勇 申請人:南京磁谷科技有限公司