CN108494131A - 一种永磁电机转子及电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁电机转子及电机，该永磁电机转子包括：一转子轴；一转子铁芯，套设于所述转子轴外围，所述转子铁芯的外表面上形成有多个轴向设置的燕尾槽；两个磁极，一磁北极和一磁南极，两个磁极于所述转子铁芯的外表面处对称设置，每个磁极至少由两根永磁体组成，所述永磁体的横截面与所述燕尾槽的横截面相匹配，永磁体嵌入固定于燕尾槽中；一套筒，套设于转子铁芯外围，所述套筒与转子铁芯之间的间隙填充有环氧树脂。本发明提供的永磁电机转子既能保护永磁体又能保证良好的永磁体散热功能和电机效率。

Description

一种永磁电机转子及电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种永磁电机转子及电机。

背景技术

高速永磁电机转子通常采用烧结铝铁硼永磁体，该永磁材料能承受较大的压应力，但是只能承受100MPa以下的拉应力，其抗拉强度一般低于抗压强度的十分之一，所以永磁体需要有保护措施来克服高速旋转式永磁体产生的强大离心力，而目前保护永磁体的方法是在永磁体外面加高强度非导磁保护套，永磁体与保护套采用过盈配合，但是碳纤维保护套是热的不良导体，不利于永磁体散热，而金属网保护套散热效果好，但是金属网保护套会产生涡流损失，降低电机效率。

因此如何在保护永磁体的同时又能保证良好的永磁体散热功能和电机效率是我们急需解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提出一种既能保护永磁体又能保证良好的永磁体散热功能和电机效率的永磁电机转子及电机。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种永磁电机转子，该永磁电机转子包括：

一转子轴；

一转子铁芯，套设于所述转子轴外围，所述转子铁芯的外表面上形成有多条轴向设置的燕尾槽；

两个磁极，一磁北极和一磁南极，两个磁极于所述转子铁芯的外表面处对称设置，每个磁极至少由两根永磁体组成，所述永磁体的横截面与所述燕尾槽的横截面相匹配，所述永磁体嵌入固定于燕尾槽中；

一套筒，套设于转子铁芯外围，所述套筒与转子铁芯之间的间隙填充有环氧树脂。

其中，所述永磁体为弧形永磁体，所述永磁体内弧的曲率等于所述转子铁芯外圆曲率。

其中，所述永磁体外弧的曲率等于永磁体内弧曲率，永磁体内弧与永磁体外弧的偏心距等于永磁体厚度。

其中，每根所述永磁体沿转子铁芯轴向方向平均分成若干段。

其中，所述转子铁芯与所述转子轴之间设置有防止转子铁芯相对所述转子轴转动的防转动部件；所述防转动部件包括于转子铁芯内圆周轴向设置的条状内凸台和于转子轴外围轴向配合称设置的条状凹槽，或者包括于转子铁芯内圆周轴向设置的条状凹槽和于转子轴外围轴向配合设置的条状外凸台。

其中，所述套筒为碳纤维套筒或玻璃纤维套筒。

其中，所述永磁电机转子还包括一左动平衡板、一右动平衡板、圆螺母用止动垫圈和一圆螺母，所述转子轴右端设置有外圆直径大于所述右动平衡板内径的固定台，所述右动平衡板设置于所述转子铁芯右端和所述固定台之间；所述圆螺母穿过所述转子轴左端将所述左动平衡板固定于所述转子铁芯左端，所述圆螺母用止动垫圈设置于所述圆螺母与所述左动平衡板之间。

其中，所述左动平衡板与右动平衡板的外圆直径均等于所述套筒的内圆直径。

其中，所述左动平衡板与右动平衡板的材质为铝合金或黄铜。

另一方面，本发明还提供了一种电机，该电机包括上述永磁电机转子。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过在转子铁芯外圆周设置燕尾槽，利用燕尾槽将永磁体来卡住，以使永磁体能克服永磁电机转子高速旋转时产生的强大离心力，并利用导热系数较高的环氧树脂浇灌在转子铁芯和套筒之间，使永磁体产生的热量能及时通过环氧树脂传递出去，避免了热量聚集在永磁体内部而导致永磁体性能降低甚至发生不可逆退磁。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式提供的一种永磁电机转子的主视图。

图2是图1中A-A截面的剖视图。

图3是图2中B-O-B截面的剖视图。

图4是本发明具体实施方式提供的一种转子铁芯的立体结构示意图。

图5是本发明具体实施方式提供的一种转子铁芯的左视图。

图6是本发明具体实施方式提供的一种嵌入有磁极的转子铁芯的结构示意图。

图7是本发明具体实施方式提供的一种永磁体的结构示意图。

其中：1-圆螺母；2-圆螺母用止动垫圈；3-左动平衡板；4-套筒；5-环氧树脂；6-转子铁芯；61-燕尾槽；62-燕尾槽；63-燕尾状凸台；64-条状内凸台；7-转子轴；71-固定台；8-右动平衡板；91-磁性为南极的永磁体；92-磁性为北极的永磁体；921～925-永磁体段。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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。

在本发明实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“水平”、“竖直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是只是或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图1～7对本发明实施例提供的永磁电机转子作进一步的详细描述。图1是本发明具体实施方式提供的一种永磁电机转子的主视图，图2是图1中A-A截面的剖视图，图3是图2中B-O-B截面的剖视图，图4是本发明具体实施方式提供的一种转子铁芯的立体结构示意图，图5是本发明具体实施方式提供的一种转子铁芯的左视图，图6是本发明具体实施方式提供的一种嵌入有磁极的转子铁芯的结构示意图，图7是本发明具体实施方式提供的一种永磁体的结构示意图。下面结合图1～7对本发明实施例提供的永磁电机转子做进一步的详细描述。

如图1～7所示，本发明实施例提供的永磁电机转子包括：转子轴7、一转子铁芯6、两个磁极和一套筒4；转子铁芯6套设于所述转子轴7外围，所述转子铁芯6的外表面上形成有多条轴向设置的燕尾槽62，如图5所示，作为一个实施方式，每一条燕尾槽62由两根相邻的外宽内窄的燕尾状凸台63组成。两个磁极，分别为一磁北极和一磁南极，两个磁极于所述转子铁芯6的外表面处对称设置，每个磁极至少由两根永磁体组成，所述永磁体的横截面与所述燕尾槽62的横截面相匹配，所述永磁体嵌入固定于燕尾槽62中，需要说明的是，磁北极由两根或两根以上的磁性为北极(N)的永磁体92组成，磁南极由两根或两根以上的磁性为南极(S)的永磁体91组成。永磁体嵌入固定于所述燕尾槽62内，每一根永磁体对应一条燕尾槽62，利用燕尾状凸台63卡住永磁体，以使永磁体能克服永磁电机转子高速旋转时产生的强大离心力。套筒4套设于转子铁芯6外围，所述套筒4与转子铁芯6之间的间隙填充有环氧树脂5，环氧树脂5一方面有利于将永磁体的热量传递出去，另一方面也起到辅助永磁体克服离心力的作用。作为一个优选的实施方式，环氧树脂5凝固后的外圆与所述转子轴7同轴心线，环氧树脂5填充最大圆周以盖住永磁体所在的圆周的外圆为宜。

每一磁极由两根或两根以上的永磁体组成，分成多少根取决于转子铁芯外径大小，这里对磁极的永磁体的根数不做限定，转子铁芯6外径越大根数越多，外径小就可以分成两根，外径大的分成多根这是为了方便永磁体的加工，降低加工费用，同时转子铁芯6外圆周上的燕尾状凸台63的数量也随之增加，以使永磁体嵌入由相邻两个燕尾状凸台63形成的燕尾槽中，使永磁体克服了永磁电机转子转动时产生的离心力，减小永磁体被甩出去的风险。如图6所示，作为一个优选的实施例，每个磁极由四根永磁体组成，即磁南极由四根磁性为南极的永磁体91组成，磁北极由四根磁性为北极的永磁体92组成。进一步地，为了永磁体更方便地加工、降低加工成本，每根永磁体沿转子铁芯轴向方向平均分成若干段，可根据永磁体的长度来决定将永磁体分成多少段，这里对段数不做限制。作为一优选的实施方式，为了方便永磁体的加工、减少经济损失，每根永磁体沿转子铁芯轴向方向平均分成五段，如图3所示，磁性为北极的永磁体92分成五段永磁体段(921、922、923、924、和925)，对应的每根磁性为南极的永磁体91也分成五段永磁体。

在一些实施例中，转子铁芯6与所述转子轴7之间设置有防止转子铁芯6相对所述转子轴7转动的防转动部件，防转动部件包括于转子铁芯6内圆周轴向设置的条状内凸台64和于转子轴7外围配合设置的条状凹槽，优选的，如图2、4、5和6所示，于转子铁芯6内圆周对称设置有两条状内凸台64，对应的，于转子轴7外围配合对称设置有两条状凹槽。作为另一个实施方式，防转动部件包括于转子铁芯64内圆周轴向设置的条状凹槽和于转子轴7外围轴向配合设置的条状外凸台。

在一些实施例中，所述永磁体为弧形永磁体，所述永磁体内弧的曲率等于所述转子铁芯7外圆曲率。在一些实施例中，如图7所示，永磁体外弧的曲率等于永磁体内弧曲率，永磁体内弧与永磁体外弧的偏心距L2等于永磁体厚度L1。

在一些实施例中，所示套筒4为碳纤维套或玻璃纤维套筒。

如图2所示，永磁电机转子还包括一左动平衡板3、一右动平衡板8、圆螺母用止动垫圈2和一圆螺母1，所述转子轴7右端设置有外圆直径大于所述右动平衡板内径的固定台71，所述右动平衡板8设置于所述转子铁芯6右端和所述固定台之间；所述圆螺母1穿过所述转子轴7左端将所述左动平衡板3固定于所述转子铁芯6左端，所述圆螺母用止动垫圈2设置于所述圆螺母1与所述左动平衡板3之间，利用圆螺母1锁紧转子铁芯6。作为一个优选的实施例，左动平衡板3与右动平衡板8的外圆直径均等于套筒4的内圆直径，即等于环氧树脂5凝固后的外圆直径。在一些实施例中，左动平衡板3与右动平衡板8的材质为铝合金或黄铜等不导磁金属。

制备永磁电机转子时，先将右动平衡板8压装到转子轴7上，再把转子铁芯6压装到转子轴7上，使转子铁芯6压紧右动平衡板8，将永磁体嵌入燕尾槽62中，以右动平衡板8外圆为基准，用不锈钢套筒套在转子铁芯6外，不锈钢内圆喷脱模剂，灌封环氧树脂5，将整个半成品永磁电机转子于真空环境在100℃下烘干，于环氧树脂5外周压装套筒4，在半成品永磁电机转子的左端压装左动平衡板3，安装圆螺母用止动垫圈2及圆螺母1，拧紧圆螺母1及锁紧圆螺母用止动垫圈2以防止紧圆螺母1松脱；做动平衡测试及去重动平衡，完成整个永磁电机转子的制备。

本发明实施例还提供了一种电机，该电机包括上述永磁电机转子。

本发明通过在转子铁芯外圆周设置燕尾槽，利用燕尾槽将永磁体来卡住永磁体，以使永磁体能克服永磁电机转子高速旋转时产生的强大离心力，并利用导热系数较高的环氧树脂浇灌在转子铁芯和套筒之间，使永磁体产生的热量能及时通过环氧树脂传递出去，避免了热量聚集在永磁体内部而导致永磁体性能降低甚至发生不可逆退磁。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种永磁电机转子，其特征在于，所述永磁电机转子包括：

一转子轴；

一转子铁芯，套设于所述转子轴外围，所述转子铁芯的外表面上形成有多条轴向设置的燕尾槽；

两个磁极，一磁北极和一磁南极，两个磁极于所述转子铁芯的外表面处对称设置，每个磁极至少由两根永磁体组成，所述永磁体的横截面与所述燕尾槽的横截面相匹配，所述永磁体嵌入固定于燕尾槽中；

一套筒，套设于转子铁芯外围，所述套筒与转子铁芯之间的间隙填充有环氧树脂。

2.根据权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于，所述永磁体为弧形永磁体，所述永磁体内弧的曲率等于所述转子铁芯外圆曲率。

3.根据权利要求2所述的永磁电机转子，其特征在于，所述永磁体外弧的曲率等于永磁体内弧曲率，永磁体内弧与永磁体外弧的偏心距等于永磁体厚度。

4.根据权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于，每根所述永磁体沿转子铁芯轴向方向平均分成若干段。

5.根据权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于，所述转子铁芯与所述转子轴之间设置有防止转子铁芯相对所述转子轴转动的防转动部件；所述防转动部件包括于转子铁芯内圆周轴向设置的条状内凸台和于转子轴外围轴向配合称设置的条状凹槽，或者包括于转子铁芯内圆周轴向设置的条状凹槽和于转子轴外围轴向配合设置的条状外凸台。

6.根据权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于，所述套筒为碳纤维套筒或玻璃纤维套筒。

7.根据权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于，所述永磁电机转子还包括一左动平衡板、一右动平衡板、圆螺母用止动垫圈和一圆螺母，所述转子轴右端设置有外圆直径大于所述右动平衡板内径的固定台，所述右动平衡板设置于所述转子铁芯右端和所述固定台之间；所述圆螺母穿过所述转子轴左端将所述左动平衡板固定于所述转子铁芯左端，所述圆螺母用止动垫圈设置于所述圆螺母与所述左动平衡板之间。

8.根据权利要求7所述的永磁电机转子，其特征在于，所述左动平衡板与右动平衡板的外圆直径均等于所述套筒的内圆直径。

9.根据权利要求7所述的永磁电机转子，其特征在于，所述左动平衡板与右动平衡板的材质为铝合金或黄铜。

10.一种电机，其特征在于，所述电机包括如权利要求1至9任意一项所述的永磁电机转子。