CN102761210B - 永磁电机的复合式永磁转子及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种永磁电机的复合式永磁转子及其制作方法，本发明先在转子轴上套一个采用导磁材料制作的导磁轴套，然后将转子铁心制作成扇形，并将该扇形转子铁心均匀分布安装固定在导磁轴套上，将每一个安装固定在导磁轴套上的扇形转子铁心除其圆弧形的上端面外、其余五面均采用永磁材料制作的永磁体块将其贴合围住，并使各永磁体块与扇形转子铁心贴合面的磁极极性相同；通过固定在导磁轴套两端的环形端压板将扇形转子铁心和永磁体块夹持固定在导磁轴套上，并且环形端压板采用导磁材料制作。本发明不仅具有结构紧凑、轴向端部漏磁低、永磁体的磁效率利用率高的优点，而且还具有抗干扰能力强、工作性能稳定、转子强度高、使用寿命长等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种永磁电机的复合式永磁转子及其制作方法，属于永磁电机制作技术领域。
背景技术
永磁电机具有高效率、高功率密度等优点，近来受到越来越多的重视。其中永磁内插式电机，具有加工简单，转子永磁可以实现聚磁作用，是应用广泛的一种永磁电机。但是，现有的用于永磁电机的永磁内插式转子普遍存在着轴向端部漏磁的问题，而且其转子轴向两侧端压板必须采用非导磁材料制作，否则转子轴向端部漏磁更加严重。而这种采用非导磁材料制作两侧端压板的转子不仅存在着体积大、磁效率较低的缺点，而且还存在着强度低、使用寿命较短的问题。因此现有的永磁电机用的转子的使用效果还是不够理想。
发明内容
本发明的目的是：提供一种结构紧凑、轴向端部漏磁低、永磁体的磁效率利用率高、转子强度较高、使用寿命较长的永磁电机的复合式永磁转子及其制作方法，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：本发明的一种永磁电机的复合式永磁转子制作方法包括将导磁材料制作的转子铁心安装在转子轴上，在将转子铁心安装在转子轴上时，先在转子轴上套一个采用导磁材料制作的导磁轴套，然后将转子铁心制作成扇形，并将该扇形转子铁心均匀分布安装固定在导磁轴套上，将每一个安装固定在导磁轴套上的扇形转子铁心除其圆弧形的上端面外、其余五面均采用永磁材料制作的永磁体块将其贴合围住，并使各永磁体块与扇形转子铁心贴合面的磁极极性相同。
在将扇形转子铁心均匀分布安装固定在导磁轴套上时，通过固定在导磁轴套两端的环形端压板将扇形转子铁心和永磁体块夹持固定在导磁轴套上，并且环形端压板采用导磁材料制作。
按照上述方法构成的本发明的一种永磁电机的复合式永磁转子，包括转子轴，在转子轴上固定套有采用导磁材料制作的导磁轴套，在导磁轴套上按均匀分布交替设置有矩形的第一永磁体块和圆弧形的第三永磁体块，在每两个第一永磁体块之间及每个第三永磁体块上都设置有一个扇形转子铁心，并且在每个扇形转子铁心的两端面都设置有一个扇形的第二永磁体块，在导磁轴套的两端上分别固定有一个采用导磁材料制作的环形端压板，扇形转子铁心、第一永磁体块、第二永磁体块和第三永磁体块通过环形端压板被夹持固定在导磁轴套上。
上述与同一个扇形转子铁心接触的第一永磁体块、第二永磁体块和第三永磁体块的接触面上的磁极极性相同。
上述扇形转子铁心为由块状实心导磁材料构成或由片状导磁材料叠片组成。
上述的第一永磁体块的轴向端部顶住端压板的内侧端面，其径向内侧端面顶住导磁轴套外表面，第二永磁体块两侧面顶住第一永磁体块，第三永磁体块两侧面也顶住第一永磁体块；或者是第一永磁体块的轴向端部顶住端压板的内侧端面，其径向内侧端面与导磁轴套外表面之间留有空隙，第二永磁体块两侧面顶住第一永磁体块，在相邻两个第三永磁体块侧面之间留有空隙；或者是第一永磁体的轴向端部与环形端压板的内侧端面之间留有空隙，其径向内侧端面与导磁轴套外表面之间留有空隙，相邻两个第二永磁体块侧面之间留有空隙，相邻两个第三永磁体块侧面之间留有空隙；或者是第一永磁体块的轴向端部与环形端压板的内侧端面之间留有空隙，其径向内侧端面顶住第三永磁体块的外表面，相邻两个第二永磁体块侧面之间留有空隙，相邻两个第三永磁体块侧面互相顶住；或者是第一永磁体块的轴向端部顶住第二永磁体块的内侧端面，其径向内侧端面与导磁轴套外表面之间留有空隙，相邻两个第二永磁体块侧面互相顶住，相邻两个第三永磁体块侧面之间留有空隙；或者是第一永磁体块的轴向端部顶住第二永磁体块的内侧端面，其径向内侧端面顶住第三永磁体块的外表面，将相邻两个第二永磁体块侧面互相顶住，将相邻两个第三永磁体块侧面互相顶住。
由于采用了上述技术方案，本发明采用将扇形转子铁心均匀分布安装固定在转子轴上的导磁轴套上，并将每一个安装固定在导磁轴套上的扇形转子铁心除其圆弧形的上端面外、其余五面均采用永磁材料制作的永磁体块将其贴合围住，并使各永磁体材料块与扇形转子铁心贴合面的磁极极性相同；同时通过固定在转子轴两端的、采用导磁材料制作的环形端压板将扇形转子铁心和永磁体材料块夹持固定在转子轴上。本发明通过在扇形转子铁心的五个面设置永磁体块，大大增强了原有的永磁磁场，从而得到更高的功率密度输出；另外，本发明在第二永磁体外侧贴置导磁端压板，因此能够完全避免现有技术中所存在的轴向漏磁问题，有效地提高了电机抗电磁干扰和电磁兼容的能力，并大大提高了永磁体的利用率，同时还能有效减小电机的体积；此外，本发明在转子轴上设置了采用导磁材料制作的导磁轴套，因此能够完全避免现有技术中所存在的转子铁心与转子轴之间所产生的漏磁现象，从而有效地提高了整个电机的抗电磁干扰和电磁兼容能力，提高了永磁体的利用率。因此，本发明与现有技术相比，本发明不仅具有结构紧凑、轴向端部漏磁低、永磁体的磁效率利用率高的优点，而且还具有抗干扰能力强、工作性能稳定、转子强度高、使用寿命长等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1部分剖解结构示意图；
图3是图1的横截面结构示意图；
图4是本发明的单个扇形转子铁心与相接触的永磁体块排布示意图；
图5是本发明实施例1的一种永磁体块排布方式示意图；
图6是本发明实施例2的一种永磁体块排布方式示意图；
图7是本发明实施例3的一种永磁体块排布方式示意图；
图8是本发明实施例4的一种永磁体块排布方式示意图；
图9是本发明实施例5的一种永磁体块排布方式示意图；
图10是本发明实施例6的一种永磁体块排布方式示意图。
图中附图标记说明：1-转子轴，2-导磁轴套，3-扇形转子铁心，4-第一永磁体块，5-第二永磁体块，6-第三永磁体块，7-环形端压板，N-永磁体块的磁极北极，S-永磁体块的磁极南极；图中的箭头所示方向为永磁体块的充磁方向。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的实施例1：在制作永磁电机的转子时，采用本发明的一种永磁电机的复合式永磁转子制作方法进行制作，即在将转子铁心安装在转子轴上时，先在转子轴上套一个采用导磁材料制作的导磁轴套，然后将转子铁心制作成扇形，并将该扇形转子铁心均匀分布安装固定在导磁轴套上，将每一个安装固定在导磁轴套上的扇形转子铁心除其圆弧形的上端面外、其余五面均采用永磁材料制作的永磁体块将其贴合围住，并使各永磁体块与扇形转子铁心贴合面的磁极极性相同；在将扇形转子铁心均匀分布安装固定在导磁轴套上时，通过固定在导磁轴套两端的环形端压板将扇形转子铁心和永磁体块夹持固定在导磁轴套上，并且环形端压板采用导磁材料制作。
按照上述方法制作的本发明的一种永磁电机的复合式永磁转子，其结构示意图如图1～图4所示，包括转子轴1，在转子轴1上固定套有采用导磁材料制作的导磁轴套2，在导磁轴套2上按均匀分布交替设置矩形的第一永磁体块4和圆弧形的第三永磁体块6，在每两个第一永磁体块4之间及每个第三永磁体块6上都设置一个扇形转子铁心3，并且在每个扇形转子铁心3的两端面都设置有一个扇形的第二永磁体块5，同时使与同一个扇形转子铁心3接触的第一永磁体块4、第二永磁体块5和第三永磁体块6的接触面上的磁极极性相同；制作时，可将第一永磁体块4的轴向端部顶住端压板7的内侧端面，其径向内侧端面顶住导磁轴套2外表面，第二永磁体块5两侧面顶住第一永磁体块4，第三永磁体块6两侧面也顶住第一永磁体块4（如图5所示）；扇形转子铁心3可根据实际使用的大小直接采用块状实心导磁材料制作成整体式的结构，也可按传统方法采用片状导磁材料通过叠片的方式构成扇形转子铁心3；然后在导磁轴套2的两端上分别固定有一个采用导磁材料制作的环形端压板7，使扇形转子铁心3、第一永磁体块4、第二永磁体块5和第三永磁体块6通过环形端压板7被夹持固定在导磁轴套2上即成。
实施例2：在制作本发明的一种永磁电机的复合式永磁转子时，可按实施例1的方法进行制作，制作时，还可将第一永磁体块4的轴向端部顶住端压板7的内侧端面，其径向内侧端面与导磁轴套2外表面之间留有空隙，第二永磁体块5两侧面顶住第一永磁体块4，在相邻两个第三永磁体块6侧面之间留有空隙（如图6所示）；其余制作方式都与实施例1相同。
实施例3：在制作本发明的一种永磁电机的复合式永磁转子时，可按实施例1的方法进行制作，制作时，还可将第一永磁体4的轴向端部与环形端压板7的内侧端面之间留有空隙，其径向内侧端面与导磁轴套2外表面之间留有空隙，相邻两个第二永磁体块5侧面之间留有空隙，相邻两个第三永磁体块6侧面之间留有空隙（如图7所示）；其余制作方式都与实施例1相同。
实施例4：在制作本发明的一种永磁电机的复合式永磁转子时，可按实施例1的方法进行制作，制作时，还可将第一永磁体块4的轴向端部与环形端压板7的内侧端面之间留有空隙，其径向内侧端面顶住第三永磁体块6的外表面，相邻两个第二永磁体块5侧面之间留有空隙，相邻两个第三永磁体块6侧面互相顶住（如图8所示）；其余制作方式都与实施例1相同。
实施例5：在制作本发明的一种永磁电机的复合式永磁转子时，可按实施例1的方法进行制作，制作时，还可将第一永磁体块4的轴向端部顶住第二永磁体块2的内侧端面，其径向内侧端面与导磁轴套2外表面之间留有空隙，相邻两个第二永磁体块2侧面互相顶住，相邻两个第三永磁体块6侧面之间留有空隙（如图9所示）；其余制作方式都与实施例1相同。
实施例6：在制作本发明的一种永磁电机的复合式永磁转子时，可按实施例1的方法进行制作，制作时，还可将第一永磁体块4的轴向端部顶住第二永磁体块5的内侧端面，其径向内侧端面顶住第三永磁体块6的外表面，将相邻两个第二永磁体块5侧面互相顶住，将相邻两个第三永磁体块6侧面互相顶住（如图10所示）；其余制作方式都与实施例1相同即成。
Claims (4)
1.一种永磁电机的复合式永磁转子制作方法，包括将导磁材料制作的转子铁心安装在转子轴上，其特征在于：在将转子铁心安装在转子轴上时，先在转子轴上套一个采用导磁材料制作的导磁轴套，然后将转子铁心制作成扇形，并将该扇形转子铁心均匀分布安装固定在导磁轴套上，将每一个安装固定在导磁轴套上的扇形转子铁心除其圆弧形的上端面外、其余五面均采用永磁材料制作的永磁体块将其贴合围住，并使各永磁体块与扇形转子铁心贴合面的磁极极性相同，在将扇形转子铁心均匀分布安装固定在导磁轴套上时，通过固定在导磁轴套两端的环形端压板将扇形转子铁心和永磁体块夹持固定在导磁轴套上，并且环形端压板采用导磁材料制作。
2.一种永磁电机的复合式永磁转子，包括转子轴（1），其特征在于：在转子轴（1）上固定套有采用导磁材料制作的导磁轴套（2），在导磁轴套（2）上按均匀分布交替设置有矩形的第一永磁体块（4）和圆弧形的第三永磁体块（6），在每两个第一永磁体块（4）之间及每个第三永磁体块（6）上都设置有一个扇形转子铁心（3），并且在每个扇形转子铁心（3）的两端面都设置有一个扇形的第二永磁体块（5），在导磁轴套（2）的两端上分别固定有一个采用导磁材料制作的环形端压板（7），扇形转子铁心（3）、第一永磁体块（4）、第二永磁体块（5）和第三永磁体块（6）通过环形端压板（7）被夹持固定在导磁轴套（2）上，与同一个扇形转子铁心（3）接触的第一永磁体块（4）、第二永磁体块（5）和第三永磁体块（6）的接触面上的磁极极性相同。
3.根据权利要求2所述的永磁电机的复合式永磁转子，其特征在于：扇形转子铁心（3）为由块状实心导磁材料构成或由片状导磁材料叠片组成。
4.根据权利要求2所述的永磁电机的复合式永磁转子，其特征在于：所述的第一永磁体块（4）的轴向端部顶住端压板（7）的内侧端面，其径向内侧端面顶住导磁轴套（2）外表面，第二永磁体块（5）两侧面顶住第一永磁体块（4），第三永磁体块（6）两侧面也顶住第一永磁体块（4）；或者是第一永磁体块（4）的轴向端部顶住端压板（7）的内侧端面，其径向内侧端面与导磁轴套（2）外表面之间留有空隙，第二永磁体块（5）两侧面顶住第一永磁体块（4），在相邻两个第三永磁体块（6）侧面之间留有空隙；或者是第一永磁体（4）的轴向端部与环形端压板（7）的内侧端面之间留有空隙，其径向内侧端面与导磁轴套（2）外表面之间留有空隙，相邻两个第二永磁体块（5）侧面之间留有空隙，相邻两个第三永磁体块（6）侧面之间留有空隙；或者是第一永磁体块（4）的轴向端部与环形端压板（7）的内侧端面之间留有空隙，其径向内侧端面顶住第三永磁体块（6）的外表面，相邻两个第二永磁体块（5）侧面之间留有空隙，相邻两个第三永磁体块（6）侧面互相顶住；或者是第一永磁体块（4）的轴向端部顶住第二永磁体块（2）的内侧端面，其径向内侧端面与导磁轴套（2）外表面之间留有空隙，相邻两个第二永磁体块（2）侧面互相顶住，相邻两个第三永磁体块（6）侧面之间留有空隙；或者是第一永磁体块（4）的轴向端部顶住第二永磁体块（5）的内侧端面，其径向内侧端面顶住第三永磁体块（6）的外表面，将相邻两个第二永磁体块（5）侧面互相顶住，将相邻两个第三永磁体块（6）侧面互相顶住。
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