CN104333158A - 永磁电机转子结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种永磁电机转子结构，包括转子铁芯、多个磁钢和多个压板键，转子铁芯外周面上均布多条轴向键槽，压板键横截面底部形状为平键结构，压板键横截面上部形状上大下小，磁钢横截面形状与压板键横截面上部形状匹配，压板键底部的平键定位固定在轴向键槽中。相邻设置的多个压板键和多个磁钢完全包覆转子铁芯外周面，压板键上部轴向两侧分别挤压相邻的磁钢轴向侧面，从而将磁钢固定在转子铁芯外周面上。本发明结构简单、安装拆卸方便，压板键上部具有压板功能，其底部的平键精确定位固定在转子铁芯外周面的轴向键槽中，使磁钢严格地均匀分布在转子铁芯外周面并传递电机转子的扭矩，确保永磁电机转子的使用性能优良。

Description

永磁电机转子结构
技术领域
本发明涉及一种永磁电机，尤其是一种永磁电机转子结构，属于电机制造技术领域。
背景技术
永磁同步电机（以下简称永磁电机）特别是采用稀土材质永磁体的永磁电机具有损耗少、效率高、节电效果明显等优点，其结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电机运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，还提高了电机的效率和功率密度。
现有的永磁电机转子结构有两类：表贴式（Surface-mounted）；内置式（Interior or Buried）。表贴式结构主要分为三种：直接表贴式、磁钢压板式、带磁钢槽式。
1.直接表贴式
    磁钢用高强度胶直接粘贴在转子铁芯上，磁钢固定的牢固程度完全靠高强度胶的粘接特性保证。其优点是结构简单、容易操作、制造成本低。缺点：磁钢在转子铁芯表面很难严格做到均匀分布，从而影响电机性能；一旦高强度胶因高温等因素失效，磁钢从转子铁芯脱落，造成永磁电机转子失效；此外，脱落的磁钢在转子铁芯高速旋转式的离心力作用下破坏永磁电机的定子槽，容易发生事故。
2.磁钢压板式
    其优点是磁钢和相邻的磁钢压板具有安装配合角度，增强了磁钢的固定的牢固性，缺点：磁钢在转子铁芯表面严格均匀分布的问题仍难以解决。
3.带磁钢槽式
其优点是安装方便，由于在转子铁芯圆周表面上加工出均布的多条轴向磁钢槽，磁钢嵌装在轴向磁钢槽中，可以使在多条磁钢转子在转子铁芯表面达到严格均匀分布，如CN103545952A“永磁转子”公开的技术方案中，“永磁体通过紧固件与导磁芯体固定连接，”具有结构简单、紧凑合理，装配方便快捷，连接可靠，改善了电机的起动性能，减小了振动和噪音，延长了转子的使用寿命等优点，缺点：但在永磁体上开孔后才能用紧固件与导磁芯体（即转子铁芯）连接，严重影响了永磁体的强度，长期使用，永磁体可能开裂甩出，可靠性仍有问题。
在CN103138449A“永磁电机转子”公开的技术方案中，每个磁极由两个或两个以上的磁极单元组成，每个磁极单元包括磁极冲片和永磁体，永磁体插入磁极冲片的安装槽后形成磁极单元，在转子支架的外圆处设有凹槽，磁极单元的内径端固定于凹槽内，磁极两端各设有一块磁极端板，通过压紧磁极端板来对磁极进行轴向固定。该发明专利申请采用开槽螺钉从支架内侧顶紧置于燕尾槽内的磁极单元，在某个磁极单元需要维护和修理时，仅需要对该磁极单元附近的部分磁极单元进行拆卸，具有维修方便的优点。但是，采用开槽螺钉从支架内侧顶紧磁极的结构导致安装和维修非常不便。
发明内容
    本发明的目的是提供一种永磁电机转子结构，提高永磁电机转子制造中磁钢安装的可靠性、方便性和牢固性，同时解决了磁钢分布均匀性与加工成本之间的矛盾。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种永磁电机转子结构，包括转子铁芯、多个磁钢和多个压板键，所述多个磁钢沿转子铁芯轴向均匀分布在转子铁芯外周面上；转子铁芯外周面上均布多条轴向键槽，压板键横截面底部形状为与轴向键槽相配的平键结构，压板键横截面上部形状上大下小，磁钢横截面形状与压板键横截面上部形状匹配，压板键底部的平键定位固定在轴向键槽中；相邻设置的多个压板键和多个磁钢完全包覆转子铁芯外周面，压板键上部轴向两侧分别挤压相邻的磁钢轴向侧面，从而将磁钢固定在转子铁芯外周面上。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
     前述的永磁电机转子结构，其中所述压板键横截面上部形状呈上大下小的倒梯形，磁钢横截面形状为与压板键横截面上部形状匹配的上小下的梯形。
     前述的永磁电机转子结构，其中所述压板键横截面顶部呈阶梯形，所述阶梯形两侧横向延伸出上台阶，压板键横截面下部为上大下小的倒梯形；磁钢梯形横截面顶部两侧分别内缩出容纳上台阶两端的凹坑，磁钢横截面与压板键上部横截面匹配；所述压板键的上台阶侧面和底面均倾斜设置，磁钢的梯形横截面上部两侧凹坑分别与压板键的上台阶两侧形状匹配。
前述的永磁电机转子结构，其中压板键上大下小的横截面上部两侧形状均为从上至下两段不同斜度的复合斜面，其中上部斜面夹角α大于下部斜面夹角β；磁钢上小下大的横截面上部两侧形状均与压板键上大下小的横截面上部两侧复合斜面匹配。
    本发明结构简单、安装拆卸方便，压板键上部具有压板功能，其上部轴向两侧通过单斜面或阶梯斜面或复合斜面分别挤压相邻的磁钢轴向侧面，将磁钢牢固地固定在转子铁芯外周面上；压板键底部具有平键功能，其底部的平键精确定位且固定在转子铁芯外周面的轴向键槽中，使磁钢严格地均匀分布在转子铁芯外周面并传递电机转子的扭矩，确保永磁电机转子的使用性能优良。
    本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
    图1是本发明实施例一的结构示意图；
图2是图1的半剖视图；
图3是本发明实施例二的结构示意图；
图4是本发明实施例三的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，图1～图4仅以示意方式说明与本发明有关的永磁电机转子相应结构。
如图1～图2所示，本发明包括转子铁芯1、多个磁钢2和多个压板键3，转子铁芯1外周面上均布10条轴向键槽11，压板键3横截面底部形状为与轴向键槽11相配的平键31结构，压板键3横截面上部形状上大下小，磁钢2横截面上部形状与压板键3横截面形状匹配，压板键3底部的平键31通过多个垂直穿过压板键3的紧固螺钉4定位固定在轴向键槽11中，相邻设置的10个压板键3和10个磁钢2完全包覆转子铁芯1外周面。图2所示在转子铁芯1轴向长度方向，只安装1个压板键3和1个磁钢2，若转子铁芯1的轴向长度较长，多个压板键3和多个磁钢2可采用首尾相接的结构。
    图1所示为本发明实施例一的结构示意图，压板键3横截面上部形状呈上大下小的倒梯形，磁钢2横截面形状为与压板键3上部横截面形状匹配的上小下的梯形。拧紧垂直穿过压板键3的紧固螺钉4，利用磁钢2两侧斜面对相邻的磁钢2相应的斜面接触的正压力对磁钢2产生的水平横向水平挤压和垂直压紧作用，使得磁钢2精确固定在转子铁芯1外周面对应的位置上。
图3所示为本发明实施例二的结构示意图，压板键3横截面顶部呈阶梯形，阶梯形上部两侧横向延伸出上台阶32，压板键3横截面下部为上大下小的倒梯形；磁钢2梯形横截面顶部两侧分别内缩出容纳上台阶两端的凹坑21，磁钢2横截面与压板键3上部的横截面匹配。压板键3的上台阶32侧面和底面均倾斜设置，磁钢2的梯形横截面上部两侧凹坑21分别与压板键3的上台阶32两侧形状匹配。这种结构所起作用与实施例一相同，其目的也是使磁钢2精确固定在转子铁芯1外周面对应的位置上。
图3所示为本发明实施例三的结构示意图，压板键3上大下小的横截面上部两侧形状均为从上至下两段不同斜度的复合斜面，其中上部斜面33夹角α大于下部斜面34夹角β；磁钢2上小下大的横截面上部两侧形状均与压板键上大下小的横截面上部两侧复合斜面匹配。
安装时，拧紧垂直穿过压板键3的紧固螺钉4，利用磁钢2两侧斜面对相邻的磁钢2相应的斜面接触的正压力对磁钢2产生的水平横向水平挤压和垂直压紧作用，使得磁钢2精确固定在转子铁芯1外周面对应的位置上。
    除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种永磁电机转子结构，包括转子铁芯和多个磁钢，所述多个磁钢沿转子铁芯轴向均匀分布在转子铁芯外周面上；其特征在于，还包括多个压板键，转子铁芯外周面上均布多条轴向键槽，压板键横截面底部形状为与轴向键槽相配的平键结构，压板键横截面上部形状上大下小，磁钢横截面形状与压板键横截面上部形状匹配，压板键底部的平键定位固定在轴向键槽中；相邻设置的多个压板键和多个磁钢完全包覆转子铁芯外周面，压板键上部轴向两侧分别挤压相邻的磁钢轴向侧面，从而将磁钢固定在转子铁芯外周面上。
2.    如权利要求1所述的永磁电机转子结构，其特征在于，所述压板键横截面上部形状呈上大下小的倒梯形，磁钢横截面形状为与压板键横截面上部形状匹配的上小下大的梯形。
3.    如权利要求1所述的永磁电机转子结构，其特征在于：所述压板键横截面顶部呈阶梯形，所述阶梯形两侧横向延伸出上台阶，压板键横截面下部为上大下小的倒梯形；磁钢梯形横截面顶部两侧分别内缩出容纳上台阶两端的凹坑，磁钢横截面与压板键横截面上部匹配。
4.如权利要求3所述的永磁电机转子结构，其特征在于：所述压板键的上台阶侧面和底面均倾斜设置，磁钢的梯形横截面上部两侧凹坑分别与压板键的上台阶两侧形状匹配。
5.如权利要求1所述的永磁电机转子结构，其特征在于：压板键上大下小的横截面上部两侧形状均为从上至下两段不同斜度的复合斜面，其中上部斜面夹角α大于下部斜面夹角β；磁钢上小下大的横截面上部两侧形状均与压板键上大下小的横截面上部两侧复合斜面匹配。
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