CN109698053B - 一种高精度充磁定位工装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高精度充磁定位工装，其适用于开关电机转子的充磁定位，其包括：转子定位单元，其设有中心定位孔和若干定向孔；八级充磁单元其外围为环壁，环壁内侧为呈周向均布的八级充磁头；所述八级充磁头内侧环绕形成充磁中心；所述八级充磁单元的环壁上均布定位孔；底座单元其设有凹槽和对接孔；轴向定位单元为塑料件，其设有通孔；销钉其穿过定向孔、通孔、定位孔和对接孔依次将转子定位单元、轴向定位单元、八级充磁单元和底座单元串接相连。本发明结构设计巧妙，使用方便，且充磁对位精确，提高了电机的质量，延迟了电机的寿命，适合电机的大规模生产。

Description

一种高精度充磁定位工装

技术领域

本发明属于工装夹具领域，具体涉及一种开关磁阻电机转子用充磁定位工装。

背景技术

开关磁阻电机转子的结构包括转轴、转子铁芯和霍尔磁钢，如图1所示；开关磁阻电机转子铁芯为矽钢片，不带磁性，为了确保换向准确，需要霍尔磁钢的磁极与定子磁场相对位置保持一致。为此，霍尔磁钢的磁极需要与转子铁芯凹凸槽相对应，目前常规的做法是：霍尔磁钢充磁，利用磁极观察片进行手工画线（磁极分界线），人工对转子铁芯凹凸极。这种方案累计误差比较大，造成定位不准，后续hall位置调节难度大，部分产品因为标识不清，造成磁极对反的情况，造成电机运行不良，电机驱动烧毁，故目前的做法不能满足这种类电机的大规模生产。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种高精度充磁定位工装，其利用转子齿中心线定位，利用本充磁工装，从而确保霍尔磁钢充磁磁极与转子凹凸槽的相对位置精度，提高了电机的性能和寿命。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种高精度充磁定位工装，其适用于开关电机转子的充磁定位，所述开关电机转子包括转轴、转子铁芯和霍尔磁钢；其包括：

转子定位单元，为圆环状结构，其设有与转子铁芯形状相适配的中心定位孔；所述中心定位孔的周壁上形成有与转子铁芯的转子齿相对应的定位槽；所述转子定位单元的圆环壁上均布有若干定向孔，所述若干定向孔的中心在同一圆周面上，其数量少于或等于定位槽个数，所述定向孔的中心与中心定位孔的定位槽中心线在转子定位单元的同一径线上；

八级充磁单元，为圆环状结构，其外围为环壁，环壁内侧为呈周向均布的八级充磁头；所述八级充磁头内侧环绕形成充磁中心，所述充磁中心与开关电机转子的霍尔磁钢相对应；所述八级充磁单元的环壁上均布有与定向孔数量、位置对应的定位孔，所述定位孔的中心与对应的八级充磁头中心线在八级充磁单元的同一径线上；

底座单元，其设有凹槽和环绕在凹槽四周的、并与定向孔位置、数量对应的对接孔；

轴向定位单元，为塑料件，其设有与定向孔位置、数量对应的通孔；

销钉，其数量与对接孔对应，通过销钉穿过定向孔、通孔、定位孔和对接孔依次将转子定位单元、轴向定位单元、八级充磁单元和底座单元串接相连。

本发明的进一步改进在于：所述底座单元凹槽的深度与转子转轴前端到霍尔磁钢间间距相适配。确保霍尔磁钢的安装位置与充磁中心对应。

本发明的进一步改进在于：所述定向孔数量为偶数，且呈对称分布。确保工装安装的精度，减少装配误差。

作为本发明的优选实施例：所述转子铁芯的转子齿为四个，所述定向孔数量为4个。确保霍尔磁钢与工装间相对位置的精度和一致性，特别对于小功率电机。

本发明的进一步改进在于：所述八级充磁单元的充磁中心与霍尔磁钢之间形成有0.1mm的气隙间距。如果气隙间距太小，工艺性太差，转子不容易放入；若气隙间距太大，充磁损耗会非常大，对于充磁设备要求增加，影响充磁设备寿命。

作为本发明的优选实施例：所述中心定位孔的直径为24-28mm；所述定向孔的中心到转子定位单元中心的距离大于等于42mm。根据充磁夹具设计原理及磁路路径模拟，为了避免影响磁路，选择磁轭磁密低的地方。

作为本发明的优选实施例：所述定向孔的直径小于等于5mm，充分利用空间，减少对磁路的影响。

本发明的进一步改进在于：所述销钉与定向孔、通孔、定位孔和对接孔成紧配合连接，确保相对位置的精度和定位尺寸。

本发明的充磁原理：通过电路控制对充磁机内部电容充以直流高压进行储能，然后通过电容对电阻非常小的线圈放电，放电脉冲电流峰值非常高，这种电流脉冲在充磁夹具内产生一个强大的瞬间磁钢，该磁场可以使防止在夹具中的磁性材料磁化。本发明设计的充磁夹具，选用高精度切割成型的铁芯，形成8个头，这8个充磁头呈圆周方向均分，头部宽度以及轭部宽度按照充磁磁路设计进行合理选择。

由于是瞬时冲脉电流较大，充磁绕组选用尽可能大直径的漆包线，漆包线绝缘层增厚，同时对绕组整体灌封，确保安全。

本发明利用转子铁芯的转子齿对转子铁芯进行定位，利用对位的定向孔和定位孔对霍尔磁钢的充磁方位进行定位，确保了霍尔磁钢充磁磁极与转子齿、转子槽相对位置的精度和一致性，从而减少了霍尔调节难度，杜绝了电机出现烧毁不良，提高了电机的质量和寿命。

附图说明

图1为开关磁阻电机转子的结构示意图；

图2为本发明工装结构示意图；

图3为转子定位单元的结构示意图；

图4为八级充磁单元的结构示意图；

图5为转子定位单元与开关磁阻电机转子的定位连接示意图；

图中，1为转子定位单元；11为定向孔；12为中心定位孔；121为定位槽；2为轴向定位单元；3为八级充磁单元；31为环壁；311为定位孔；32为八级充磁头；4为底座单元；41为凹槽；5为销钉；6为开关电机转子；61为霍尔磁钢；62为转子铁芯；621转子齿；63转轴。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例

本发明涉及高精度充磁定位工装，以对小功率开关磁阻电机转子充磁为例，如图2所示，包括销钉和通过销钉依次串接相连的转子定位单元、轴向定位单元、八级充磁单元和底座单元。

如图1所示，开关磁阻电机转子6包括转轴63、转子铁芯62和粘结好不带磁性的霍尔磁钢61，转子铁芯上形成有四个转子齿621。

如图2和图3所示，转子定位单元1为圆环状结构，其中心为中心定位孔12，中心定位孔12的形状与转子铁芯62形状相适配，中心定位孔的周壁上形成有与转子铁芯的转子齿相对应的定位槽121；安装后转子铁芯62穿入中心定位孔12中并与中心定位孔侧壁紧密贴合。如图3所示：转子定位单元1的圆环壁上均布四个定向孔11，四个定向孔11的圆心在同一圆周面上，且距离转子定位单元圆心的距离h为42.5mm，相邻两个定向孔11的中心角α为90度，定向孔11的圆心与中心定位孔的定位槽中心线在转子定位单元1的同一径线上。

如图2和图4所示，八级充磁单元3为圆环状结构，其外围为环壁31，环壁31内侧为呈周向均布的八级充磁头32，充磁头32的头部宽度以及轭部宽度按照充磁磁路设计进行合理选择；八级充磁头32内侧包围形成圆形的充磁中心；工装安装充磁时，开关电机转子的霍尔磁钢61穿入充磁中心，两者周间形成0.1mm的气隙间距。如图4所示，八级充磁单元3的环壁上均布有四个定位孔311，四个定位孔311的圆心在同一圆周面上，相对的两个定位孔311的圆心连线穿过八级充磁单元的圆心，而圆心连线的距离H为85mm；每个定位孔311的圆心与对应的八级充磁头中心线在八级充磁单元的同一径线上。两个相邻的充磁头32所形成的中心角的一半θ为22.5度，两个相邻的定位孔311所形成的中心角β为90度。

如图2所示，底座单元4为圆柱结构，其连接端面上设有凹槽41和环绕在凹槽四周且均匀分布的四个对接孔。底座单元凹槽41的深度与转子转轴前端到霍尔磁钢间间距相适配，确保霍尔磁钢的安装位置与充磁中心对应。

如图2所示，轴向定位单元2为圆环垫片，其厚度可调节霍尔磁钢的相对位置；轴向定位单元为不导电和磁的塑料件，防止电磁相互干扰；其圆环上设有四个通孔。

本实施例中定向孔、通孔、定位孔和对接孔开孔直径为4mm；销钉直径为4.2mm,销钉串接后与定向孔、通孔、定位孔和对接孔成紧配合连接，确保相对位置的精度和定位尺寸。

本发明使用时，如图5所示，将安装有霍尔磁钢的转子那头头部从转子定位单元的中心定位孔插入，穿过轴向定位单元和八级充磁单元，使转子的头部插入底座单元的凹槽中，从而使霍尔磁钢对应八级充磁单元，转子铁芯对应中心定位孔，实现定位后置密闭容器进行充磁。

本发明结构设计巧妙，使用方便，且充磁对位精确，提高了电机的质量，延迟了电机的寿命，适合电机的大规模生产。

Claims (5)

1.一种高精度充磁定位工装，其适用于开关电机转子的充磁定位，所述开关电机转子包括转轴、转子铁芯和粘结好不带磁性的霍尔磁钢；其特征在于包括：转子定位单元，为圆环状结构，其设有与转子铁芯形状相适配的中心定位孔；所述中心定位孔的周壁上形成有与转子铁芯的转子齿相对应的定位槽；所述转子定位单元的圆环壁上均布有若干定向孔，若干所述定向孔的中心在同一圆周面上，其数量少于或等于定位槽个数，所述定向孔的中心与中心定位孔的定位槽中心线在转子定位单元的同一径线上；八级充磁单元，为圆环状结构，其外围为环壁，环壁内侧为呈周向均布的八级充磁头；所述八级充磁头内侧环绕形成充磁中心，所述充磁中心与开关电机转子的霍尔磁钢相对应；所述八级充磁单元的环壁上均布有与定向孔数量、位置对应的定位孔，所述定位孔的中心与对应的八级充磁头中心线在八级充磁单元的同一径线上；底座单元，其设有凹槽和环绕在凹槽四周的、并与定向孔位置、数量对应的对接孔；轴向定位单元，为塑料件，其设有与定向孔位置、数量对应的通孔；销钉，其数量与对接孔对应，通过销钉穿过定向孔、通孔、定位孔和对接孔依次将转子定位单元、轴向定位单元、八级充磁单元和底座单元串接相连；安装有霍尔磁钢的转子那头头部从转子定位单元的中心定位孔插入，穿过轴向定位单元和八级充磁单元，使转子的头部插入底座单元的凹槽中，从而使霍尔磁钢对应八级充磁单元，转子铁芯对应中心定位孔；所述底座单元凹槽的深度与转子转轴前端到霍尔磁钢间间距相适配；所述定向孔数量为偶数，且呈对称分布；所述八级充磁单元的充磁中心与霍尔磁钢之间形成有0.1mm的气隙间距。

2.根据权利要求1所述的高精度充磁定位工装，其特征在于：所述转子铁芯的转子齿为四个，所述定向孔数量为4个。

3.根据权利要求1所述的高精度充磁定位工装，其特征在于：所述中心定位孔的直径为24-28mm；所述定向孔的中心到转子定位单元中心的距离大于等于42mm。

4.根据权利要求3所述的高精度充磁定位工装，其特征在于：所述定向孔的直径小于等于5mm。

5.根据权利要求1所述的高精度充磁定位工装，其特征在于：所述销钉与定向孔、通孔、定位孔和对接孔成紧配合连接。