CN106685114A - 一种用于永磁电机的转子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于永磁电机的转子，其包括：圆筒状的且设置有沿轴向延伸的安装孔的铁心，以及设置在安装孔内的磁钢组件，磁钢组件包括：插入到安装孔内、沿安装孔的延伸方向延伸的且位于安装孔的一侧的槽楔；插入到安装孔内、沿安装孔的延伸方向延伸的且位于安装孔的相对另一侧的柔性垫；以及插入到安装孔内且位于柔性垫与槽楔之间的磁钢，其中，磁钢、槽楔和柔性垫在槽楔、磁钢和柔性垫的排列方向上与安装孔过盈配合以使得磁钢定在铁心内。这种固定磁钢的方式不需要额外增加固定磁钢的零部件，而且工艺简单，能快速固定磁钢，可靠性高。

Description

一种用于永磁电机的转子

技术领域

本发明涉及永磁电机技术，特别涉及一种用于永磁电机的转子。

背景技术

永磁电机的定子通过电流合成的旋转磁场与转子上的磁钢所产生的磁场相互作用产生转矩，以拖动转子同步旋转。通过位置传感器实时读取转子磁钢位置，变换成电信号控制逆变器功率器件开关，调节电流频率和相位，使定子和转子磁势保持稳定的位置关系，产生恒定的转矩。

现有磁钢固定的方式主要有两种，一种是通过固定盘等附加零件形成定位槽固定磁钢，另一种是通过向转子与磁钢的间隙中灌入液体胶固定。第一种方式较复杂，且存在破坏磁钢的可能。第二种方式液体胶完全固化需要较长时间，较耗时，而且不经济。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种用于永磁电机的转子，其包括：圆筒状的且设置有沿轴向延伸的安装孔的铁心，以及设置在安装孔内的磁钢组件。该磁钢组件包括：插入到安装孔内、沿安装孔的延伸方向延伸的且位于安装孔的一侧的槽楔；插入到安装孔内、沿安装孔的延伸方向延伸的且位于安装孔的相对另一侧的柔性垫；以及插入到安装孔内且位于柔性垫与槽楔之间的磁钢，其中，磁钢、槽楔和柔性垫在槽楔、磁钢和柔性垫的排列方向上与安装孔过盈配合以使得磁钢固定在铁心内。

在一个具体的实施例中，柔性垫为适形毡。

在一个具体的实施例中，适形毡为涤纶适形毡或芳砜纶适形毡。

在一个具体的实施例中，槽楔由聚酰亚胺玻璃上胶布制成。

在一个具体的实施例中，安装孔和磁钢的横截面均为长条形，槽楔和柔性垫分别设置在磁钢相对两侧端，

转子设置有环绕铁心的轴线均匀分布的多个安装孔以及对应设置在各个安装孔内的多个磁钢组件，

每相邻的两个磁钢组件关于过轴线的平面对称设置，磁钢的横截面的延伸方向倾斜于平面，每相邻的两个磁钢组件中的两个磁钢靠近轴线的一端相互靠近，两个磁钢相互靠近的磁极相同。

在一个具体的实施例中，槽楔设置在磁钢靠近轴线的一端。

在一个具体的实施例中，铁心在相互靠近的两个槽楔之间的部分形成径向延伸的磁桥。

在一个具体的实施例中，磁钢组件和安装孔均设置有十六个以使得转子形成八级转子。

在一个具体的实施例中，多块导磁基片层叠形成铁心。

在一个具体的实施例中，导磁基片为硅钢片。

槽楔、磁钢和柔性垫均位于安装孔内时，槽楔、磁钢和柔性垫在槽楔、磁钢和柔性垫的排列方向上与安装孔过盈配合，这样就将磁钢固定在铁心内。柔性垫和槽楔在受到挤压时均能进行一定程度的形变，以防止磁钢碎裂。在将磁钢组件安装到安装孔内时，可以先将柔性垫和磁钢插入到安装孔中，再将槽楔嵌入到磁钢与安装孔的孔壁之间。固定磁钢的流程简单，装配转子的效率提高。另外，由于磁钢组件嵌入在铁心中，转子的结构强度较大，转子在永磁电机内的可以进行较大转速的旋转。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1显示了本发明的一种实施方式中的转子的全剖示意图；

图2显示了图1中的转子的半视示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图1显示了本实施例中的一种用于永磁电机的转子10的结构。该转子10包括转轴9、铁心7以及安装在铁心7内的磁钢组件6。

铁心7构造成圆筒状结构。转轴9插入到铁心7的中部，并与铁心7同轴。铁心7通常由导磁材料制成。铁心7设置有安装孔。安装孔沿轴向延伸。安装孔轴向贯穿铁心7。

磁钢组件6设置在铁心7的安装孔5内。磁钢组件6包括均设置在安装孔5内的槽楔3、磁钢2以及柔性垫1。

磁钢2构造为条状。磁钢2在安装孔5内的延伸方向与安装孔5的延伸方向一致。磁钢优选为长方形的板状结构，磁钢的两极分别位于磁钢的两个板面上。磁钢2由永磁材料制成。永磁材料是一种经外部磁场饱和充磁后，无需外部能量而可以持续提供磁场的材料，也称为硬磁材料。该永磁材料例如可以是铝镍型永磁、铝镍钻钦永磁、铝镍钻永磁、钡铁氧体、铭铁氧体中的一种。优选地，磁钢2由钕铁硼永磁材料制成。钕铁硼永磁材料的性能好，性价比高。

柔性垫1为条形的片状结构。柔性垫1通常由柔性的非金属材料制成，优选为绝缘材料。柔性垫1沿安装孔5的延伸方向而延伸并位于安装孔5的一侧。柔性垫1填充磁钢2与安装孔5该侧的孔壁之间的间隙。优选地，柔性垫1的一个板面抵接于磁钢2，柔性垫2的另一个板面抵接于安装孔5的孔壁。

槽楔3构造为直杆状。槽楔3可以是由刚性的非金属材料制成，优选为绝缘材料。槽楔3设置在安装孔5内的，且其延伸方向与安装孔5的延伸方向一致。槽楔3位于安装孔5内背离柔性垫1的另一侧。

槽楔3、磁钢2和柔性垫1均位于安装孔5内时，槽楔3、磁钢2和柔性垫1在槽楔3、磁钢2和柔性垫1的排列方向上与安装孔5过盈配合，这样就将磁钢2固定在铁心7内。柔性垫1在受到挤压时能进行一定程度的形变，以防止磁钢2碎裂。在将磁钢组件6安装到安装孔5内时，可以先将柔性垫1和磁钢2插入到安装孔5中，再将槽楔3嵌入到磁钢2与安装孔5的孔壁之间。固定磁钢2的流程简单，装配转子10的效率提高。另外，由于磁钢组件6嵌入在铁心7中，转子10的结构强度较大，转子10在永磁电机内的可以进行较大转速的旋转。

优选地，柔性垫1为适形毡。适形毡为织物，其表面粗糙度较高。这样，适形毡与磁钢2之间、适形毡与铁心7之间的摩擦力均较大，对磁钢2的轴向运动产生巨大的阻力，能牢固地固定住磁钢2。又由于适形毡的比较蓬松，能进行较大范围的形变，适形毡能填充的间隙的宽度范围大。适形毡可以是以玻璃纤维织物作为底基，上铺合成短纤，经针刺加工而成的非织造织物。适形毡也可以是涤纶适形毡或芳砜纶适形毡。涤纶适形毡以涤纶为原料，经针刺加工成非织造织物，再经浸轧树脂、焙烘干燥而成。芳砜纶适形毡以芳砜纶为原料，经针刺加工成非织造织物，再经浸轧树脂、焙烘干燥而成。涤纶适形毡或芳砜纶适形毡具有良好的绝缘性能和机械强度。

优选地，槽楔3优选为由聚酰亚胺玻璃布层压板制成。聚酰亚胺玻璃布层压板是由玻璃布浸以聚酰亚胺树脂经烘干、热压而成。其具有较高的强度和良好的绝缘性能，尤其是具有较好的耐热性能，在铁心发热时槽楔3不会软化变形。

优选地，转子10设置有多个磁钢组件6。铁心7设置有多个安装孔5，多个安装孔5均匀地环绕在铁心7的轴线的周围。每个磁钢组件6一一对应设置在安装孔5内。安装孔5和磁钢2的横截面均为长条形，且安装孔5和磁钢2的横截面的延伸方向相同。槽楔3和柔性垫1分别设置在磁钢2的两个侧端。每相邻的两个磁钢组件6关于过轴线的平面对称设置。这两个磁钢组件6中的磁钢2的横截面的延伸方向倾斜于该平面，并且每两个磁钢组件6中的磁钢2远离轴线的一端相互远离，每相邻的两个磁钢组件6中的两个磁钢2靠近轴线的一端相互靠近，这两个磁钢组件6中的磁钢2相互靠近的磁极相同。由此，每相邻的两个磁钢组件6中的两个磁钢2并联形成一个转子10的磁极，单个转子10的磁极的磁通更大。尤其是当电机级数较多、径向结构较小时，这样布置能为转子10的磁极提供足够的磁通。

优选地，槽楔3设置在磁钢2靠近铁心7的轴线的一端。由于槽楔3不导磁，磁钢2在靠近铁心7的轴线的一端漏磁小。更优选地，铁心7在相互靠近的两个槽楔3之间的部分形成径向延伸的磁桥8。

优选地，磁钢组件6和安装孔5均设置有十六个。磁钢组件6一一对应设置在安装孔5内。每两个相邻的磁钢2形成一个转子10的磁极，在转子10上形成了八个磁极。这样转子10就形成了用于八级永磁电机的八级转子10。

优选地，铁心7为层状结构，由多块导磁基片4层叠形成铁心7。导磁基片4均为圆环的板状结构。多块导磁基片4在轴向上依次层叠在一起。多块导磁基片4之间通常绝缘。这样可以避免在铁心7内形成较大的涡流，减少铁损，增加电机的效率。

更优选地，导磁基片4为硅钢片。硅钢片是一种含碳极低的硅铁软磁合金，一般含硅量为0.5～4.5％。硅钢片具有较大的电阻率和最大磁导率，可以降低降低矫顽力、铁心损耗和磁时效。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种用于永磁电机的转子，其特征在于，包括：圆筒状的且设置有沿轴向延伸的安装孔的铁心，以及设置在所述安装孔内的磁钢组件，

所述磁钢组件包括：

插入到所述安装孔内、沿所述安装孔的延伸方向延伸的且位于所述安装孔的一侧的槽楔；

插入到所述安装孔内、沿所述安装孔的延伸方向延伸的且位于所述安装孔的相对另一侧的柔性垫；以及

插入到所述安装孔内且位于所述柔性垫与所述槽楔之间的磁钢，

其中，所述磁钢、所述槽楔和所述柔性垫在所述槽楔、所述磁钢和所述柔性垫的排列方向上与所述安装孔过盈配合以使得所述磁钢固定在所述铁心内。

2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述柔性垫为适形毡。

3.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，所述柔性垫为涤纶适形毡或芳砜纶适形毡。

4.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述槽楔由聚酰亚胺玻璃布层压板制成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的转子，其特征在于，所述安装孔和所述磁钢的横截面均为长条形，所述槽楔和所述柔性垫分别设置在磁钢相对的两侧端，

所述转子设置有环绕所述铁心的轴线均匀分布的多个所述安装孔以及对应设置在各个所述安装孔内的多个所述磁钢组件，

每相邻的两个磁钢组件关于过所述轴线的平面对称设置，所述磁钢的横截面的延伸方向倾斜于所述平面，每相邻的两个磁钢组件中的磁钢靠近所述轴线的一端相互靠近，所述两个磁钢相互靠近的磁极相同。

6.根据权利要求5所述的转子，其特征在于，所述槽楔设置在所述磁钢靠近所述轴线的一端。

7.根据权利要求6所述的转子，其特征在于，铁心在相互靠近的两个槽楔

之间的部分形成径向延伸的磁桥。

8.根据权利要求7所述的转子，其特征在于，所述磁钢组件和所述安装孔均设置有十六个以使得所述转子形成八级转子。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的转子，其特征在于，多块导磁基片依次层叠形成所述铁心。

10.根据权利要求9所述的转子，其特征在于，所述导磁基片为硅钢片。