CN109768687A - 一种永磁电机转子与其制造方法，以及电机和鼓风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁电机转子及其制造方法，以及相应的电机和鼓风机，转子包括依次固定连接且同轴设置的第一芯体(1)、第二芯体(3)和第三芯体(6)，所述第一芯体(1)和所述第三芯体(6)由非导磁材料构成，所述第二芯体(3)由永磁材料构成。并且在相邻两个芯体的连接部分，该两个芯体的径向尺寸相同，并且在所述连接部分的外侧设置护套(4)，该护套(4)与各芯体均过盈配合，使得各芯体相互固定。本发明还提出制造上述永磁电机转子的方法。本发明可以很好的解决现有鼓风机电机存在2倍频和4倍频振动问题，从而保障气悬浮鼓风机系统的稳定运行。

Description

一种永磁电机转子与其制造方法，以及电机和鼓风机

技术领域

本申请涉及电机技术领域，具体涉及一种永磁电机转子，特别是高转速永磁同步电机转子及其制造方法。本发明可以应用于气悬浮鼓风机等需要高转速电机的设备中。

背景技术

现有的永磁电机转子分为两种，一种为表贴式，一种是内嵌式，而气悬浮鼓风机转子大多采用表贴式。

例如，气悬浮鼓风机的电机要求电机转速较高(几万转至十几万转)，这种电机所需要的变频电源频率较高(几百赫兹至上千赫兹，电机的转速与频率及极对数的关系为n＝60f/P)，而高频变频器价位较高，因此气悬浮鼓风机电机均采用二极永磁电机。

图1是现有技术的表贴式永磁电机转子的结构示意图。如图1所示，该转子包括两个磁瓦，即二极表贴式磁瓦，其内角为180°。这种磁瓦通常由线切割加工，线切割加工后产生的内应力导致磁瓦圆弧度不良，变形较大，从而会使电机气隙磁场分布不均匀产生单边磁拉力，而单边磁拉力是2倍频和4倍频振动产生的根本原因。

发明内容

本发明旨在解决现有的二极永磁电机存在的2倍频和4倍频振动较大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种永磁电机转子包括依次固定连接且同轴设置的第一芯体、第二芯体和第三芯体，所述第一芯体和所述第三芯体由非导磁材料构成，所述第二芯体由永磁材料构成。

根据本发明的优选实施方式，在相邻两个芯体的连接部分，该两个芯体的径向尺寸相同，并且在所述连接部分的外侧设置护套，该护套与各芯体均过盈配合，使得各芯体相互固定。

根据本发明的优选实施方式，所述护套和各所述芯体之间通过过盈配合紧密结合。

根据本发明的优选实施方式，所述护套的数量为一个，其整体包覆所述第二芯体，且包覆所述第一芯体的连接部分和所述第三芯体的连接部分。

根据本发明的优选实施方式，所述第二芯体为实心的圆柱体或空心的圆柱体。

本发明还提出一种永磁电机，包括所述的永磁电机转子。并且，本发明还提出包括所述永磁电机的鼓风机。

此外，本发明还提出一种制造永磁电机转子的方法，包括：依次连接第一芯体、第二芯体和第三芯体，且使各芯体同轴，其中，所述第一芯体和所述第三芯体由非导磁材料构成，所述第二芯体由永磁材料构成；在各相邻芯体的连接部分的外侧，使用护套将各芯体固定成为一个整体。

根据本发明的优选实施方式，所述护套的数量为一个，其整体包覆所述第二芯体，且包覆所述第一芯体的连接部分和所述第三芯体的连接部分。

根据本发明的优选实施方式，在所述护套的两端与芯体结合处通过电子束焊接方式将各芯体固定到一起。

本发明可以很好的解决现有鼓风机电机存在2倍频和4倍频振动问题，从而保障气悬浮鼓风机系统的稳定运行。而且，本发明降低了制造成本，缩短了生产周期，并有效提高了气隙磁场强度及电机的效率，保障了气悬浮鼓风机设备运行的稳定性，具有很高的实用价值。

附图说明

图1是现有技术的表贴式永磁电机转子的结构示意图；

图2是本发明的第一实施例的高速永磁电机转子的结构示意图；

图3是本发明的第一实施例的磁级设置示意图；

图4是本发明的第二实施例的高速永磁电机转子的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，本发明可以以各种形式实现，实施例并不是用于限制本发明的范围。相反，提供这些实施例的目的是为了使本领域的技术人员更透彻地理解本发明。

本文中的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

为减少或消除单边磁拉力，总的来说，本发明提出一种实心磁钢加电子束焊接的组合转子方案。本发明在传统的表贴式永磁电机转子的基础上提出的一种全新的转子结构。本发明将两个瓦片形磁瓦改为实心圆柱型磁钢，在实心圆柱磁钢两端各加一个不导磁金属圆柱(如不锈钢)，通过磁钢外侧过盈配合的不锈钢护套将以上三部分组合到一起。

图2是本发明的高速永磁电机转子的第一实施例的结构示意图。如图2所示，该高速永磁电机转子包括依次固定连接且同轴设置的第一芯体1、第二芯体3和第三芯体6，其中，第一芯体1和第三芯体6由非导磁材料构成，第二芯体3由永磁材料构成。可见，本发明使用永磁的第二芯体替代了传统磁瓦式电机中的磁瓦和安装磁瓦的芯体或转轴，由于永磁芯体在制造时不会残留应力，且相对来说容易加工，工艺水平较高，由此能够消除磁瓦本身的应力或不均匀性造成的磁场分布不均。

各芯体之间可通过现有各种方式固定连接，但是优选的，再参照图2，该实施例中，为了使得第一芯体1、第二芯体3和第三芯体6相互紧密结合，在相邻两个芯体的连接部分，该两个芯体的径向尺寸相同，并且在连接部分的外侧设置护套4，该护套4与各芯体紧密结合，使得各芯体相互固定。

尽管本发明不限制护套4的数量，但为了更加方便制造且使结构简单，护套4的数量优选为一个，其整体包覆第二芯体3，且包覆第一芯体1的连接部分和第三芯体6 的连接部分，如图2所示。

本发明中，护套4可以以各种紧固方式与各芯体紧密结合，但为了使结构更加均匀，本发明优选为使用过盈配合方式连接护套4和各芯体1、3、6。

在该实施例中，第二芯体3为实心的圆柱体，第一芯体1、第三芯体6和护套4的材料为非导磁材料，可以为非导磁金属钢，也可以为非导磁合金钢，而第二芯体2的材料可以是各种永磁材料。

第二芯体3的磁极设置与磁瓦类似，即磁极为平行充磁，磁力线内部相互平行，具体见附图3。

图4是本发明的第二实施例的结构示意图。如图4所示，该实施例与第一实施例的不同之处在于，第二芯体3并非实心的圆柱体，而是空心的圆柱体。

本发明还提出制造上述高速永磁电机转子的方法，所述方法包括：首先，依次连接第一芯体1、第二芯体3和第三芯体6，且使各芯体同轴，然后在各相邻芯体的连接部分的外侧，使用护套4将各芯体固定成为一个整体。

其中，优选的，在护套两端与芯体结合处通过电子束焊接方式将芯体和护套固定到一起。最后，通过磨削外圆的方式，使转子加工到设计要求。

本发明的永磁电机转子适于用于高速永磁电机中，该高频永磁电机适用于各种鼓风机、压缩机等。

应当理解，为了精简本发明并帮助本领域的技术人员理解本发明的各个方面，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时在单个实施例中进行描述，或者参照单个图进行描述。但是，不应将本发明解释成示例性实施例中包括的特征均为本专利权利要求的必要技术特征。

应当理解，可以对本发明的一个实施例的设备中包括的模块、单元、组件等进行自适应性地改变以把它们设置在与该实施例不同的设备中。可以把实施例的设备包括的不同模块、单元或组件组合成一个模块、单元或组件，也可以把它们分成多个子模块、子单元或子组件。

Claims (10)

1.一种永磁电机转子，其特征在于，包括依次固定连接且同轴设置的第一芯体(1)、第二芯体(3)和第三芯体(6)，所述第一芯体(1)和所述第三芯体(6)由非导磁材料构成，所述第二芯体(3)由永磁材料构成。

2.如权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于，在相邻两个芯体的连接部分，该两个芯体的径向尺寸相同，并且在所述连接部分的外侧设置护套(4)，该护套(4)与各芯体均紧密结合，使得各芯体相互固定。

3.如权利要求2所述的永磁电机转子，其特征在于，所述护套(4)和各所述芯体之间通过过盈配合紧密结合。

4.如权利要求2所述的永磁电机转子，其特征在于，所述护套(4)的数量为一个，其整体包覆所述第二芯体(3)，且包覆所述第一芯体(1)的连接部分和所述第三芯体(6)的连接部分。

5.如权利要求1至4中任一项所述的永磁电机转子，其特征在于，所述第二芯体为实心的圆柱体或空心的圆柱体。

6.一种永磁电机，包括权利要求1至4中任一项所述的永磁电机转子。

7.一种鼓风机，包括权利要求6所述的永磁电机。

8.一种制造永磁电机转子的方法，包括：

依次连接第一芯体(1)、第二芯体(3)和第三芯体(6)，且使各芯体同轴，其中，所述第一芯体(1)和所述第三芯体(6)由非导磁材料构成，所述第二芯体(3)由永磁材料构成；

在各相邻芯体的连接部分的外侧，使用护套(4)将各芯体固定成为一个整体。

9.如权利要求8所述的制造永磁电机的方法，其特征在于，所述护套(4)的数量为一个，其整体包覆所述第二芯体(3)，且包覆所述第一芯体(1)的连接部分和所述第三芯体(6)的连接部分。

10.如权利要求9所述的制造永磁电机的方法，其特征在于，在所述护套的两端与芯体结合处通过电子束焊接方式将芯体和护套固定到一起。