CN102856997A - 永磁电机内转子装配结构和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种永磁电机内转子装配结构和方法。本发明可以解决现有技术不能满足贴好后永磁体外径尺寸的圆度和转子铁芯内孔的同轴度的问题，其技术方案要点是：包括芯轴、底座和定位基座，所述的定位基座卡接在底座正表面上，芯轴与所述的底座活动连接，所述的定位基座的内壁呈圆柱形，其特征在于：所述的内壁上设置有若干组填设磁钢用的相互对应均匀排布的内转子磁钢卡槽，所述的定位基座上对应每个内转子磁钢卡槽均开设有外固定槽，所述的外固定槽内填设有外加磁性体或线圈。本发明克服了由于永磁体厚度不均匀而带来的装配完后尺寸公差和形位公差的问题，从而满足高精度电机的需要。

Description

永磁电机内转子装配结构和方法

技术领域

本发明涉及一种电机装配结构和方法，特别涉及一种永磁电机内转子装配结构和方法。

背景技术

由于永磁同步电机高效节能、功率密度和转矩密度高而应用广泛。目前，常用永磁电机的结构按磁通穿过气隙时的走向分为径向磁通圆柱式永磁电机和轴向磁通盘式永磁电机。而径向磁通圆柱式永磁电机由外转子和内转子结构两种。大多数径向磁通圆柱式永磁电机设计为内转子结构，一般来说，内转子结构的转子转动惯量较低，适用于要求快速加减速、期望转矩转动惯量比较高的情况特别是伺服电机中常常采用；由于定子散热条件较好，电机安装方便，大多数径向磁路电机设计为内转子式。永磁同步电机的定子结构和异步交流电机相似，制造工艺也相似，但两者的转子结构完全不相同，永磁同步电机转子嵌入一体化磁钢（稀土磁性材料），这种一体化结构的磁钢制造不太方便，尤其是制造大功率永磁同步电机时，必须使用复杂的工装。原来的装配工艺只是将烧结而成的永磁体作尺寸上的机械加工，直接装配至转子铁芯上，不能满足贴好后永磁体外径尺寸的圆度和转子铁芯内孔的同轴度，只有保证上述两个条件才能实现均匀的气隙磁场，使电机转动更平稳。

中国专利公开号CN1588756A，公开日2005年3月2日，公开了一种永磁同步电机的磁钢及其磁钢的安装方法。一种永磁同步电机的磁钢,磁钢为多段结构,每段磁钢通过粘合部位连接。此技术方案依然存在有：永磁同步电机转子嵌入一体化磁钢（稀土磁性材料），这种一体化结构的磁钢制造不太方便，尤其是制造大功率永磁同步电机时，必须使用复杂的工装，不能满足贴好后永磁体外径尺寸的圆度和转子铁芯内孔的同轴度，无法保证实现均匀的气隙磁场，容易题使得装配好的使电机转动不平稳的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术不能满足贴好后永磁体外径尺寸的圆度和转子铁芯内孔的同轴度，无法保证实现均匀的气隙磁场，容易使得装配好的使电机转动不平稳的问题，提供一种转子铁芯和磁性永磁体装配好后具有良好的同心度和外径公差要求的装配结构和方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种永磁电机内转子装配结构，适用于永磁电机内转子的磁钢装配，包括芯轴、底座和定位基座，所述的定位基座卡接在底座正表面上，芯轴与所述的底座活动连接，所述的定位基座的内壁呈圆柱形，所述的内壁上设置有若干组填设磁钢用的相互对应均匀排布的内转子磁钢卡槽，所述的定位基座上对应每个内转子磁钢卡槽均开设有外固定槽，所述的外固定槽内填设有外加磁性体或线圈。利用此装配装置克服了由于永磁体厚度不均匀而带来的装配完后尺寸公差和形位公差的问题，从而满足高精度电机的需要。

作为优选，所述的内转子磁钢卡槽数量为六个或二的整数倍个，任意相邻内转子磁钢卡槽的对应圆心角度数均相等。

作为优选，任意相邻的外固定槽的之间的间距均相等，所有外固定槽与相对应的内转子磁钢卡槽之间的间距也均相等。这样设置保证了装配时外磁场较为均匀，能够保证磁钢均匀固定。

作为优选，所述磁钢朝向定位基座圆心处的极性与所述外加磁性体或线圈朝向定位基座圆心处的极性相同。这样设置，相对磁钢提供一个反向磁场，把磁钢固定在定位基座上消除转子铁芯对磁钢吸力的影响，能满足贴好后永磁体外径尺寸的圆度和转子铁芯内孔的同轴度要求。

作为优选，所述底座对应基座上的外固定槽的槽底开设有顶杆孔，所述顶杆孔为通孔。顶杆孔的设置，可以方便将外固定槽内的外加磁性体顶出外固定槽，方便取出内转子。

作为优选，所述的底座正表面对应内转子的磁钢内壁处，设置有储胶槽。储胶槽的设置，保证了多余的固定胶可以顺利流至储胶槽内，保证了装配完后尺寸公差和形位公差。

作为优选，所述的底座整体呈圆柱形，所述的底座上开设有固定槽，固定槽整体呈圆形，固定槽的内径与永磁电机的内转子的外径相匹配。这样设置可以将基座固定在底座上，保证了基座能稳定连接在底座上。

作为优选，所述的底座中心处开设有连接孔，所述的芯轴与所述的底座通过螺钉连接。

一种永磁电机内转子装配方法，适用于永磁电机内转子装配结构，其特征在于：永磁电机内转子装配方法包括以下步骤：

步骤一：将非导磁性材料制成的底座和永磁电机芯轴用螺钉固定，再把定位基座沿底座内径安置至底座上；

步骤二：把外加磁性体插入非导磁材料制成的定位基座的外固定槽内，利用外加磁场力将内转子的磁钢固定在定位基座上；

步骤三：在内转子铁芯上涂覆一层胶水，转子铁芯顺着芯轴导入底座；

步骤四：待胶水固化后，利用顶杆通过顶杆孔将外加磁性体顶出，将定位基座取出，然后再取出内转子。

作为优选，在步骤二中，插入外固定槽内的为线圈并上电，在步骤四中：先执行线圈断电动作。

本发明的实质性效果是：本发明采用了在装配磁钢时外加磁场的方式解决了磁钢装配时磁场的干扰，克服由于永磁体厚度不均匀而带来的装配完后尺寸公差和形位公差的问题，从而满足高精度电机的需要。

附图说明

图1是本发明中定位基座的一种正视结构示意图；

图2是本发明中B-B的一种刨面结构示意图；

图3是本发明的C-C的一种刨面结构示意图；

图4是本发明中定位基座的一种结构示意图；

图5是本发明的一种结构示意图。

图中： 1、定位基座，2、外加磁性体，3、磁钢，4、内转子铁芯，5、芯轴，6、底座，7、涂胶区，8、储胶槽，9、顶杆孔。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1：

一种永磁电机内转子装配结构，适用于永磁电机的内转子装配，包括芯轴5、底座6和定位基座1（参见附图4）。用于将内转子的磁钢3均匀贴附着至内转子铁芯4的表面。定位基座1卡接在底座6的正表面上，底座6整体呈圆柱形，底座6采用非导磁性材料制成，底座6的正面开设有固定定位基座1的固定槽，底座6下表面中心处开设有螺孔，底座6通过螺钉与芯轴5的一端连接，定位基座1整体呈管状，定位基座1的外壁与底座6上的固定槽紧密配合，定位基座1的内壁呈圆柱形，定位基座1的内壁上设置有三组填共计六个设磁钢用的相互对应均匀排布的内转子磁钢卡槽（参见附图2），每个内转子磁钢卡槽内均用于填设内转子的磁钢3，任意相邻内转子磁钢卡槽的对应圆心角度数均相等。每对相邻磁钢3对应定位基座1表面圆心处的夹角均为60°。定位基座1上对应每个内转子磁钢卡槽均开设有外固定槽。这样设置，保证了外加磁场能较好地抵消磁钢固有磁力，保证安装时的准确度，从而满足高精度电机的需要。任意相邻的外固定槽的之间的间距均相等，所有外固定槽与相对应的内转子磁钢卡槽之间的间距也均相等。磁钢朝向定位基座圆心处的极性与外加磁性体或线圈朝向定位基座圆心处的极性相同。即内转子的磁钢朝向定位基座1圆心处的极性顺时针排序依次为S极、N极、S极、N极、S极、N极（参见附图1和3），而相应的外加磁性体2朝向定位基座1圆心处的极性顺时针排序也依次为S极、N极、S极、N极、S极、N极。外加磁性体2的内壁均为弧形，外加磁性体2的内壁所对应的圆心位于定位基座1的中心，磁钢3的内外壁均为弧形，每个磁钢3的内外壁与对应外加磁性体2的内壁所对应的圆为同心圆，即外加磁性体2的内壁与磁钢3的内外壁均平行。

底座6对应基座上的外固定槽的槽底开设有顶杆孔9，顶杆孔9为通孔。内转子的磁钢3朝向定位基座1的磁钢3内壁处设有涂胶区7（参见附图5），底座6正表面对应内转子的磁钢3内壁处的涂胶区7，设置有储胶槽8。

一种永磁电机内转子装配方法，适用于永磁电机内转子装配结构，永磁电机内转子装配方法包括以下步骤：

步骤一：将非导磁性材料制成的底座和永磁电机芯轴用螺钉固定，确保底座与芯轴的同轴度，再把定位基座沿底座内径安置至底座上，这样设置保证了转子安装时的同轴度有很好的保证；

步骤二：把外加磁性体插入非导磁材料制成的定位基座的外固定槽内，利用外加磁场力将内转子的磁钢固定在定位基座上；

步骤三：在内转子铁芯上涂覆一层胶水，转子铁芯顺着芯轴导入底座；转子铁芯与内转子的磁钢内壁接触，胶水在涂胶区均匀分布，多余的胶水溢出，流入储胶槽，保证了内转子的磁钢内壁均与内转子铁芯有较好的连接，当内转子铁芯抵达固定位置后，将本实施例静置，胶水开始固化，内转子的磁钢与转子铁芯粘接；

步骤四：当本实施例静置一段时间后，确认胶水已经固化，使用者利用顶杆通过顶杆孔将外加磁性体顶出，然后将定位基座从底座中取出，然后再取出内转子。此时的内转子已经均匀固定有磁钢，结构牢固，克服由于永磁体厚度不均匀而带来的装配完后尺寸公差和形位公差的问题，从而满足高精度电机的需要

实施例2：

实施例2与实施例1基本相同，不同之处在于实施例2中，定位基座1上对应每个内转子磁钢卡槽均开设有外固定槽，外固定槽距离定位基座1表面圆心处的距离大于内转子磁钢卡槽至定位基座1圆心处的距离。外固定槽内填设有用于产生抵消内转子的磁钢极性的线圈，线圈通电时产生磁场，线圈通电时，朝向定位基座1圆心处的极性顺时针排序也依次为S极、N极、S极、N极、S极、N极。

一种永磁电机内转子装配方法，适用于永磁电机内转子装配结构，特别是当转子的磁钢结构庞大或者磁性较大时，永磁电机内转子装配方法包括以下步骤：

步骤一：将非导磁性材料制成的底座和永磁电机芯轴用螺钉固定，再把定位基座沿底座内径安置至底座上；

步骤二：把线圈插入非导磁材料制成的定位基座的外固定槽内，并对线圈上电，线圈由于电磁感应产生磁场，利用外加磁场力将内转子的磁钢固定在定位基座上；

步骤三：在内转子铁芯上涂覆一层胶水，转子铁芯顺着芯轴导入底座；

步骤四：待胶水固化后，先执行线圈断电动作，然后将定位基座取出，然后再取出内转子。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1. 一种永磁电机内转子装配结构，适用于永磁电机内转子的磁钢装配，包括芯轴、底座和定位基座，所述的定位基座卡接在底座正表面上，芯轴与所述的底座活动连接，所述的定位基座的内壁呈圆柱形，其特征在于：所述的内壁上设置有若干组填设磁钢用的相互对应均匀排布的内转子磁钢卡槽，所述的定位基座上对应每个内转子磁钢卡槽均开设有外固定槽，所述的外固定槽内填设有外加磁性体或线圈。

2.根据权利要求1所述的永磁电机内转子装配结构，其特征在于：所述的内转子磁钢卡槽数量为六个或二的整数倍个，任意相邻内转子磁钢卡槽的对应圆心角度数均相等。

3.根据权利要求1所述的永磁电机内转子装配结构，其特征在于：任意相邻的外固定槽的之间的间距均相等，所有外固定槽与相对应的内转子磁钢卡槽之间的间距也均相等。

4.根据权利要求1所述的永磁电机内转子装配结构，其特征在于：所述磁钢朝向定位基座圆心处的极性与所述外加磁性体或线圈朝向定位基座圆心处的极性相同。

5.根据权利要求1所述的永磁电机内转子装配结构，其特征在于：所述底座对应基座上的外固定槽的槽底开设有顶杆孔，所述顶杆孔为通孔。

6.根据权利要求1所述的永磁电机内转子装配结构，其特征在于：所述的底座正表面对应内转子的磁钢内壁处，设置有储胶槽。

7.根据权利要求1所述的永磁电机内转子装配结构，其特征在于：所述的底座整体呈圆柱形，所述的底座上开设有固定槽，固定槽整体呈圆形，固定槽的内径与永磁电机的内转子的外径相匹配。

8.根据权利要求7所述的永磁电机内转子装配结构，其特征在于：所述的底座中心处开设有连接孔，所述的芯轴与所述的底座通过螺钉连接。

9.一种永磁电机内转子装配方法，适用于永磁电机内转子装配结构，其特征在于：永磁电机内转子装配方法包括以下步骤：

步骤一：将非导磁性材料制成的底座和永磁电机芯轴用螺钉固定，再把定位基座沿底座内径安置至底座上；

步骤二：把外加磁性体插入非导磁材料制成的定位基座的外固定槽内，利用外加磁场力将内转子的磁钢固定在定位基座上；

步骤三：在内转子铁芯上涂覆一层胶水，转子铁芯顺着芯轴导入底座；

步骤四：待胶水固化后，利用顶杆通过顶杆孔将外加磁性体顶出，将定位基座取出，然后再取出内转子。

10.根据权利要求9所述的永磁电机内转子装配结构，其特征在于：在步骤二中，插入外固定槽内的为线圈并上电，在步骤四：先执行线圈断电动作。

Images