CN107425628A - 一种降低涡流发热的永磁电机磁体及生产方法 - Google Patents

一种降低涡流发热的永磁电机磁体及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种磁体，特别是涉及一种降低涡流发热的永磁电机磁体及生产方法。本发明所述磁体为分体式，包括外观形状尺寸相同磁片，磁片间通过绝缘耐高温胶粘剂连接成磁体。本发明沿与磁体取向方向垂直的方向对磁体进行切割加工成片状，然后粘接，粘接后经高温烘烤固化，再将固化后磁片沿取向方向按设计的成品尺寸进行切割加工成片状即可。本发明沿磁体涡流路径方向对磁体进行多次切割分片处理，并优选粘接材料，粘接缝隙小于0.1mm，以保证磁通漏磁的影响。这样使永磁体中涡流呈现区域内独立分布，限制在狭小的单片之间，回路电阻很大，降低磁体涡流及发热。

Description

一种降低涡流发热的永磁电机磁体及生产方法
技术领域
本发明涉及一种磁体，特别是涉及一种降低涡流发热的永磁电机磁体及生产方法。
背景技术
近年来随着电动车辆的迅速发展，电驱动系统也进入了快速发展时期，永磁同步永磁电机作为电驱动系统的核心部件，更是得到了广泛的关注和研究。但是随着高功率密度和高扭矩密度永磁电机的深入研究，发现永磁同步永磁电机的设计参数和控制方式会引起永磁电机内部磁场波形的畸变，进而在转子永磁体产生大量的涡流损耗，导致转子永磁体温度严重升高，甚至出现转子永磁体退磁或转子烧毁的现象。永磁同步永磁电机定转子设计参数如转子永磁体形状、定子槽口宽度和分数槽绕组，都会引起永磁电机内部磁场波形的畸变，使气隙磁场含有大量的时间谐波和空间谐波。这些谐波与转子永磁体磁场以不同转速旋转，进而在转子永磁内感应出涡流、产生大量涡流损耗。而且近几年，随着永磁电机应用范围的扩大，电枢频率越来越高，这一问题越来越明显。传统永磁电机用磁体主要依靠提高磁体矫顽力提高本身抗退磁能力，对降低磁体本体涡流的研究未见报道。
发明内容
针对上述背景技术存在的缺陷，本发明提供一种降低涡流发热的永磁电机磁体及生产方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种降低涡流发热的永磁电机磁体，所述磁体为分体式，包括外观形状尺寸相同的磁片，磁片间通过绝缘耐高温胶粘剂连接成磁体。
所述磁片为片状瓦形结构。
所述磁片间距0.05mm-0.15 mm。
所述绝缘耐高温胶粘剂为Permabond 氰基丙烯酸酯类胶粘剂。
本发明生产方法如下：
1）将稀土、电工纯铁、硼铁、其它添加合金，根据性能配方设计进行配料、合金熔炼,所述稀土RE为Pr、Nd、Dy、Ho、Gd、Tb元素的一种或几种，TM为Nb、Ga、Co、Cu、B、Al、Zr元素的一种或几种，余量为Fe；其中：RE：29～33%， B：0.9～1.1%、TM：1.5～2.5%；
2）将合金采用氢碎炉进行氢碎制粉，获得粒度0.5-5mm合金粉末；
3）将氢碎粉料利用气流磨进行研磨，制备成2.8-3.5μm合金粉末；
4）将粉料在1280-1440KA/m的磁场压机中取向，应用垂直钢磨压加冷等静压方式成型，生坯在10-2～10-3Pa真空条件下1323～1383K烧结3～5h后气淬冷却，于1073～1173k回火处理3h，于733～873k回火处理2～3h，得到钕铁硼产品，并进行性能检测确认。
5）永磁电机用磁瓦为周向360℃分布，磁瓦有三个方向：径向取向方向；与径向垂直的磁瓦周向方向；另一个方向为轴向方向。
根据电机磁路设计，沿与磁体内涡流流经路径垂直的方向对磁体进行切割加工，之后将切好的片磨加工后用高温、高强度、绝缘胶粘合，粘接缝隙小于0.1mm，以保证磁通漏磁的影响。这样使永磁体内涡流限制在狭小的单片之间，回路电阻很大，涡流得以减小。
综合考虑加工效率及对涡流影响的降低程度，永磁体单片磁体厚度控制在1-10mm。
6）将粘接好的磁瓦放入烘箱，根据绝缘耐高温胶粘剂的不同进行120-150℃,1-3小时高温烘烤固化。绝缘耐高温胶粘剂的选择非常重要，既要在最高180-200℃的使用温度下有足够的强度，固化温度又要在100-130℃之间。
7）将磁瓦沿取向方向按设计的成品尺寸进行切割加工。其它尺寸按设计尺寸加工。
8）对切割面进行磨加工，达到表面光洁度要求。
9）将磁瓦进行倒角及表面处理。但由于用绝缘胶粘合，故不用金属电镀，需采用有机涂层。
从原理上分析本发明沿磁体涡流路径方向对磁体进行多次切割分片处理，并优选粘接材料，粘接缝隙小于0.1mm，以保证磁通漏磁的影响。这样使永磁体中涡流呈现区域内独立分布，限制在狭小的单片之间，回路电阻很大，降低磁体涡流及发热。
附图说明
图1为本发明在电机上的使用状态示意图；
图2本发明在电机上的使用状态示意图；
图3为烧结后磁体及磁瓦一种切割方式示意图；
图4为烧结后磁体及磁瓦另一种切割方式示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
1）将稀土、电工纯铁、硼铁、其它添加合金根据按照26%Pr-Nd、5%Dy、1.5%Co、0.99%B、0.3%Al、0.08%Ga、0.15%Cu、Fe余配料，并熔炼成合金铸片。
2）将合金采用氢碎炉进行氢碎制粉，充分吸氢、脱氢560℃ 5小时，获得粒度0.5-5mm合金粉末。
3）将氢碎粉料利用气流磨进行研磨，制备成2.8-3.5μm合金粉末。
4）将粉料在1432KA/m的磁场压机中取向，应用垂直钢磨压加冷等静压方式成型，生坯在10-2～10-3Pa真空条件下1323K烧结3.5h后气淬冷却，于1173k回火处理3h，于773k回火处理3h，得到钕铁硼产品，并进行性能检测确认。
5）烧结后磁体规格如图所示，根据永磁电机设计不同可有图示两种(沿A向、B向)磁瓦切割方式，具体切割选择标准是切割方向需与涡流流经方向垂直。
单片磁体厚度控制在5mm。
6）将切好的片用Permabond 氰基丙烯酸酯胶粘剂粘合，粘接缝隙小于0.1mm，以保证磁通漏磁的影响。
7）将粘接好的磁瓦放入烘箱，根据高温胶的不同进行130℃，2小时高温烘烤固化。
8）将磁瓦沿取向方向（沿C向）按设计的成品尺寸进行切割加工。
9）对切割面进行磨加工，达到表面光洁度要求。
10）将磁瓦进行倒角及表面环氧电泳处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种降低涡流发热的永磁电机磁体，其特征在于，磁体为分体式，包括外观形状尺寸相同的磁片，磁片间通过绝缘耐高温胶粘剂连接成磁体。
2.根据权利要求1所述的一种降低涡流发热的永磁电机磁体，其特征在于，磁片为片状瓦形结构。
3.根据权利要求1所述的一种降低涡流发热的永磁电机磁体，其特征在于，磁片间距0.05mm-0.15 mm。
4.根据权利要求1所述的一种降低涡流发热的永磁电机磁体，其特征在于，采用Permabond 氰基丙烯酸酯类耐高温、耐腐蚀、高强度、绝缘胶粘剂。
5.一种降低涡流发热的永磁电机磁体的生产方法，其特征在于，生产方法如下：
1）沿与磁体取向方向（涡流流经路径）垂直的方向对磁体进行切割加工成片状；
2）将切好的单片磁体磨加工后用绝缘耐高温胶粘剂，粘接缝隙：0.05mm-0.15 mm；单片磁体厚度控制在1mm-10mm；
3）将粘接好的磁体放入烘箱，控制温度：100-150℃，时间：1-3小时，烘烤固化；
4）将固化后的磁体沿取向方向按设计的成品尺寸进行切割加工成片状；
5）对切割后的单片磁片的弧面进行磨加工，达到表面光洁度要求；
6）将打磨后的磁片进行倒角及表面处理，但由于用绝缘胶粘合，故不用金属电镀，需采用有机涂层。
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