CN103545960A - 一种永磁电机转子及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种永磁电机转子及其制造方法。永磁电机转子包括转子铁芯和固定在转子铁芯外圆周上的磁钢，转子铁芯两端固定连接有转子端盖。转子铁芯是由冲制的第一冲片和第二冲片叠压而成的。转子端盖包括端板和与端板固定连接的磁钢定位部，磁钢定位部设在端板的外圆周上。磁钢定位部上固设有用于标识磁钢轴向位置的凸台和用于定位磁钢径向位置的定位筋，且均匀分布在磁钢定位部圆周上。本发明通过在冰箱压缩机上采用永磁电机转子，实现转子转速的任意可调，从而达到压缩机变冷量输出，使冰箱实现快速制冷、低速保鲜的目的，具有效率高、噪音小、适于批量生产等特点。

Description

一种永磁电机转子及其制造方法

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种永磁电机转子及其制造方法。

背景技术

目前，冰箱压缩机电机基本都是单相异步电动机，其电机转子是铝条鼠笼转子。首先电机定子产生旋转磁场；其次，转子上的铝条紧随着旋转磁场产生感应电流，电流的方向与旋转磁钢的方向垂直；再次，铝条产生跟随旋转磁场的力，带动转子向磁钢旋转方向转动。这种单相异步电机的转速不可调，不能实现变冷量输出，而且频繁启动噪音大、系统效率低。随着国家对冰箱能效标准的提高，以及广大消费者对冰箱快速制冷、精确控温保鲜等性能需求的进一步提高，传统使用单相异步电动机的压缩机原理上已经无法满足要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种永磁电机转子及其制造方法，该转子转速任意可调，可实现压缩机变冷量输出，使冰箱达到快速制冷、低速保鲜的目的，具有效率高、噪音小、适于批量生产等特点。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种永磁电机转子，包括转子铁芯和磁钢，所述的磁钢固定在转子铁芯外圆周上，所述的转子铁芯两端固定连接有转子端盖。

所述的转子铁芯是由冲制的第一冲片和第二冲片叠压而成。所述的第一冲片与所述的第二冲片具有不同孔径的安装孔，将孔径小的安装孔作为转子的轴孔，小孔与大孔在转子铁芯内部形成的台面作为转子安装高度的台阶。

所述的磁钢通过结构胶固定在转子铁芯上，且均匀分布在转子铁芯外圆周上。

所述的转子端盖包括端板和与端板固定连接的磁钢定位部，所述的磁钢定位部设置在端板的外圆周上。

所述的转子铁芯两端设有用于和转子端盖固定连接的安装孔，所述的转子端盖上设有用于和转子铁芯固定连接的安装孔，所述的转子铁芯通过铆钉与所述的转子端盖固定连接。

所述的磁钢定位部上固设有用于标识磁钢轴向位置的磁钢定位部凸台，所述的凸台高度略小于所述的端板与所述的磁钢定位部的高度差；所述的磁钢定位部上固设有用于定位磁钢径向位置的定位筋，且均匀分布在磁钢定位部圆周上。

所述的转子铁芯的轴向长度和两倍的所述的端板与所述的磁钢定位部的高度差之和，略大于磁钢的轴向高度。

所述的磁钢的轴向高度与所述的转子铁芯的轴向长度之差略大于四个冲片的累积厚度。

本发明还涉及一种永磁电机转子的制造方法，所述的永磁电机转子的制造方法包括以下步骤：

（1）采用不同孔径大小的第一冲片与第二冲片，将冲制的第一冲片1和第二冲片2叠压成转子铁芯。

（2）通过转子端盖上的安装孔和转子铁芯上的安装孔，用铆钉将转子铁芯和转子端盖固定连接在一起，使转子端盖的端板与转子铁芯的端面相贴合。

（3）将铆接有转子端盖的转子铁芯放置在磁钢轴向定位工装上，使工装定位柱插入转子铁芯轴孔中，磁钢轴向定位工装凸台插入转子端盖磁钢定位部凸台与定位筋之间的缺口中，然后在转子端盖磁钢定位部的用于标识磁钢轴向位置的凸台和用于定位磁钢径向位置的定位筋的定位下，通过结构胶将磁钢均匀粘接在转子铁芯的外圆周上，得到永磁电机转子。

本发明的优点：

（1）本发明永磁电机转子中的永磁体可提供永久励磁磁场，通过外电路，使电机转速和输出转矩能够自适应调节。通过调节电机转速，可对冰箱压缩机输出冷量的大小进行调节，从而达到快速制冷或保鲜的需求，满足国家节能降耗的标准，且避免了冰箱压缩机开停机次数、减少了对电网的干扰及开停机出现的噪音，达到了静音的效果。因为定频压缩机电机只能运转在2900转，使其输出冷量有限，而变频压缩机可以工作在4500转，所以永磁电机转子可使冰箱实现快速制冷。

（2）本发明通过采用永磁体产生励磁磁场，实现了无需外界能量即可维持其磁场，提高了电机效率。所述的永磁体磁钢是表贴式，通过合理的极弧系数设计，提高了气隙磁场密度，减少了绕组电流和铜耗，进一步提高了电机的效率和转矩系数。

（3）本发明通过在转子铁芯两端设置转子端盖，并在结构简单的磁钢轴向定位工装的配合作用下，不仅有效防止了转子铁芯端部冲片变形，还实现了磁钢径向、轴向安装的精确定位，提高了永磁电机转子的生产可操作性。

（4）本发明通过磁钢定位部与端板的高度差、转子铁芯的轴向长度、磁钢的轴向高度三个数值之间的相互配合，使磁钢的轴向高度比转子铁芯的轴向长度多出至少4个冲片单品的累积厚度，这样能够有效地防止磁钢在转子铁芯端部漏磁，提高电机转子的磁性能。

综上所述，本发明通过永磁电机转子的转速任意可调，实现了压缩机变冷量输出，使冰箱电机根据制冷温度需求，通过调节转速来实现精确控温，保证极好的制冷与保鲜效果，具有效率高、噪音小、适于批量生产等特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明转子端盖的结构示意图；

图3是本发明磁钢轴向定位工装的结构示意图。

其中：

1、第一冲片，2、第二冲片，3、磁钢，4、转子端盖，5、端板，6、磁钢定位部，7、磁钢定位部凸台，8、定位筋，9、转子端盖安装孔，10、磁钢轴向定位工装，11、工装定位柱，12、磁钢轴向定位工装凸台，13、转子铁芯安装孔，14缺口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1、图2所示的一种永磁电机转子，包括转子铁芯和磁钢3。磁钢3固定在转子铁芯外圆周上，转子铁芯两端固定连接有转子端盖4。具体地说，转子铁芯两端设有用于和转子端盖4固定连接的安装孔13，转子端盖4上设有用于和转子铁芯固定连接的安装孔9，转子铁芯通过铆钉与转子端盖4固定连接。

进一步的，转子铁芯是由冲制的第一冲片1和第二冲片2叠压而成的。第一冲片1与第二冲片2具有不同孔径的安装孔，将孔径小的安装孔作为转子的轴孔，小孔与大孔在转子铁芯内部形成的台面作为转子安装高度的台阶。

进一步的，磁钢3通过结构胶固定在转子铁芯上，且均匀分布在转子铁芯外圆周上。结构胶具有强度高、抗剥离、耐冲击、施工工艺简便等特点，可用于金属、陶瓷、塑料、橡胶、木材等同种材料或者不同种材料之间的粘接，能部分代替焊接、铆接、螺栓连接等传统连接形式，且结合面应力分布均匀，对磁钢与转子铁芯不产生热影响和变形。

进一步的，转子端盖4包括端板5和与端板5固定连接的磁钢定位部6，磁钢定位部6设置在端板5的外圆周上。具体地说，转子端盖4分别铆接在转子铁芯的两端，转子端盖的端板5与转子铁芯的端面相贴合。优选的，磁钢定位部6上固设有用于标识磁钢轴向位置的凸台7，凸台7的高度略小于端板5与磁钢定位部6的高度差。磁钢定位部6上固设有用于定位磁钢径向位置的定位筋8，且均匀分布在磁钢定位部6的圆周上。通过在磁钢定位部6上设置用于标识磁钢轴向位置的凸台7，既可使磁钢与转子端盖之间留有一定的间隙又能保证磁钢安装轴向位置的准确性，从而提高了转子的磁性能。通过使磁钢3同一侧面与定位筋8相接触，可保证分布在转子铁芯外圆周上的磁钢的间隙均匀，从而使永磁电机性能稳定、工作效率高。

更进一步的，所述的转子铁芯的轴向长度和两倍的所述的端板与所述的磁钢定位部的高度差之和，略大于磁钢3的轴向高度。所述的磁钢3的轴向高度与所述的转子铁芯的轴向长度之差略大于四个冲片的累积厚度，使磁钢3的轴向高度在每一端均比转子铁芯的轴向长度多出至少两个冲片单品的厚度。

通过使磁钢3的轴向高度与转子铁芯的轴向长度之差略大于四个冲片的累积厚度，也就是使磁钢3的轴向高度在每一端均比转子铁芯的轴向长度多出至少两个冲片单品的厚度，这样可以有效防止磁钢3在铁芯端部漏磁，提高电机转子的磁性能。因为磁钢3的轴向高度在每一端均比转子铁芯的轴向长度多出至少两个冲片单品的厚度，所以只有令转子铁芯的轴向长度和两倍的所述的端板5与磁钢定位部6的高度差之和，略大于磁钢3的轴向高度，才能满足上述需求。同样的原因，只有令所述的磁钢定位部上用于标识磁钢轴向位置的凸台高度略小于端板5与磁钢定位部的高度差，才能满足磁钢的轴向高度在每一端均比转子铁芯的轴向长度多出至少两个冲片单品的厚度。所以，通过磁钢定位部与端板的高度差、转子铁芯的轴向长度、磁钢的轴向高度三个数值之间的相互配合、相辅相成，可以有效地防止磁钢3在转子铁芯端部漏磁，提高电机转子的磁性能。

本发明还涉及一种永磁电机转子的制造方法，所述的永磁电机转子的制造方法包括以下步骤：

（1）采用不同孔径大小的第一冲片1与第二冲片2，将冲制的第一冲片1和第二冲片2叠压成转子铁芯。将小孔作为转子铁芯的轴孔，小孔与大孔在转子铁芯内部形成的台面作为转子安装高度的台阶。

（2）通过转子端盖上的安装孔和转子铁芯上的安装孔，用铆钉将转子铁芯和转子端盖固定连接在一起，使转子端盖端板与转子铁芯的端面相贴合，转子端盖磁钢定位部的端面与转子铁芯端面有一定的高度差。

（3）将铆接有转子端盖4的转子铁芯放置在如图3所示的磁钢轴向定位工装10上，使工装定位柱11插入转子铁芯轴孔中，磁钢轴向定位工装凸台12插入转子端盖磁钢定位部凸台7与定位筋8之间的缺口14中，使磁钢轴向定位工装凸台12与缺口14相匹配；在转子端盖磁钢定位部的用于标识磁钢轴向位置的凸台和用于定位磁钢径向位置的定位筋的共同作用下，通过结构胶将磁钢均匀粘接在转子铁芯的外圆周上，得到永磁电机转子。

综上所述，本发明通过永磁电机转子的转速任意可调，实现了压缩机变冷量输出，使冰箱电机根据制冷温度需求，通过调节转速来实现精确控温，保证极好的制冷与保鲜效果，具有效率高、噪音小、适于批量生产等特点。

    以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种永磁电机转子，包括转子铁芯和磁钢（3），其特征在于：所述的磁钢（3）固定在转子铁芯外圆周上，所述的转子铁芯两端固定连接有转子端盖（4）。

2.根据权利要求1所述的一种永磁电机转子，其特征在于：所述的转子铁芯是由冲制的第一冲片（1）和第二冲片（2）叠压而成的。

3.根据权利要求1所述的一种永磁电机转子，其特征在于：所述的磁钢（3）通过结构胶固定在转子铁芯上，且均匀分布在转子铁芯外圆周上。

4.根据权利要求1所述的一种永磁电机转子，其特征在于：所述的转子端盖（4）包括端板（5）和与端板（5）固定连接的磁钢定位部（6），所述的磁钢定位部（6）设置在端板（5）的外圆周上。

5.根据权利要求1或4所述的一种永磁电机转子，其特征在于：所述的转子铁芯两端设有用于和转子端盖（4）固定连接的安装孔（13），所述的转子端盖（4）上设有用于和转子铁芯固定连接的安装孔（9），所述的转子铁芯通过铆钉与所述的转子端盖（4）固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种永磁电机转子，其特征在于：所述的磁钢定位部（6）上固设有用于标识磁钢轴向位置的磁钢定位部凸台（7）；所述的用于标识磁钢轴向位置的凸台（7）高度略小于所述的端板（5）与所述的磁钢定位部（6）的高度差；所述的磁钢定位部（6）上固设有用于定位磁钢径向位置的定位筋（8）。

7.根据权利要求4所述的一种永磁电机转子，其特征在于：所述的转子铁芯的轴向长度和两倍的所述的端板（5）与所述的磁钢定位部（6）的高度差之和，略大于磁钢（3）的轴向高度。

8.根据权利要求7所述的一种永磁电机转子，其特征在于：所述的磁钢（3）的轴向高度与所述的转子铁芯的轴向长度之差略大于四个冲片的累积厚度。

9.根据权利要求1所述的一种永磁电机转子的制造方法，其特征在于：所述的永磁电机转子的制造方法包括以下步骤：

（1）采用不同孔径大小的第一冲片与第二冲片，将冲制的第一冲片和第二冲片叠压成转子铁芯；

（2）通过转子端盖上的安装孔和转子铁芯上的安装孔，用铆钉将转子铁芯和转子端盖固定连接在一起，使转子端盖端板与转子铁芯的端面相贴合；

（3）将铆接有转子端盖的转子铁芯放置在磁钢轴向定位工装上，使工装定位柱插入转子铁芯轴孔中，磁钢轴向定位工装凸台插入转子端盖磁钢定位部凸台与定位筋之间的缺口中，然后在转子端盖磁钢定位部的用于标识磁钢轴向位置的凸台和用于定位磁钢径向位置的定位筋的定位下，通过结构胶将磁钢均匀粘接在转子铁芯的外圆周上，得到永磁电机转子。

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