CN111799907A - 一种表贴式永磁电机转子及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种表贴式永磁电机转子及其制造方法，属于电机技术领域，表贴式永磁电机转子包括转子钢套和可拆卸安装在转子钢套的轴孔中的旋转主轴，旋转主轴为锥型轴，轴孔为尺寸略小于旋转主轴的锥型孔，旋转主轴与转子钢套过盈配合；轴孔的表面设置有螺旋油槽，转子钢套的一端设置有与螺旋油槽连通的注油口；转子钢套外表面固定设置有若干瓦片式磁钢，转子钢套和瓦片式磁钢的外侧套设有护套，瓦片式磁钢沿转子钢套的周向和轴向均匀布置，方便拆卸更换旋转主轴，生产效率高，转子动力学性能好，适合大批量生产，便于维修和维修成本低，且该制造方法通过油压实现转子钢套与旋转主轴过盈安装，保证了转子钢套与旋转主轴之间安装的牢固性。

Description

一种表贴式永磁电机转子及其制造方法

郑重声明：

本发明要求了以下专利申请的优先权：

申请日为2020年 04 月30 日、申请号为202020717992.0 、名称为“一种永磁电机转子”的中国实用新型专利申请。

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种表贴式永磁电机转子及其制造方法。

背景技术

电机在现代工业中扮演着极其重要的作用，具有非常广泛的应用，与我们的生活息息相关。我国常规电动机的保有量非常大，同时存在着体积大、效率低、能耗高等缺点，随着节能降噪、绿色环保电机的市场需求及高速透平机械技术的发展，电机成为了限制这些市场需求和技术发展的瓶颈。永磁电机具有无励磁损耗，电机效率高，体积小，转速高等优点，随着永磁高速电机控制技术的日益成熟可靠，其应用范围基本上可以覆盖目前电机应用的所有领域，应用前景极为广阔。

目前永磁电机按照永磁体的安装方式主要分为两种，一种为内嵌式，一种为表贴式。相比内置式永磁电机而言，表贴式永磁电机其径向等效气隙较大，电枢反应较小，磁场波形和电流电压波形畸变率较小，振动噪声性能优良，高性能调速永磁电机主要采用表贴式磁路结构。

为了提高表贴式永磁电机运行可靠性，一般采用碳纤维无纬带对安装好磁钢的转子进行绑扎或者采用不锈钢套筒保护。无纬带绑扎工艺比较繁琐，需要严格控制无纬带的固化温度和时间，容易造成磁钢局部退磁或者整体退磁。不锈钢套筒保护方式存在不易装配，无法完全消除不锈钢套筒与磁钢之间的装配间隙，进而降低了转子动力学性能。

而且常规的永磁电机转子为一体化结构，任一损伤都会造成整个电机转子的报废。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种表贴式永磁电机转子及其制造方法，方便拆卸更换旋转主轴，生产效率高，转子动力学性能好，适合大批量生产，便于维修和维修成本低。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种表贴式永磁电机转子，包括转子钢套和可拆卸安装在所述转子钢套的轴孔中的旋转主轴，所述旋转主轴为锥型轴，所述轴孔为尺寸略小于所述旋转主轴的锥型孔，所述旋转主轴与所述转子钢套过盈配合；所述轴孔的表面设置有螺旋油槽，所述转子钢套的一端设置有与所述螺旋油槽连通的注油口；所述转子钢套外表面固定设置有若干瓦片式磁钢，所述转子钢套和所述瓦片式磁钢的外侧套设有护套，所述瓦片式磁钢沿所述转子钢套的周向和轴向均匀布置。

进一步的，所述轴孔的两端与所述旋转主轴之间安装有密封胶圈。

进一步的，所述旋转主轴直径较大的一端设置有环形的限位凸起，所述转子钢套的所述轴孔较大的一端顶靠在所述限位凸起的一侧。

进一步的，所述转子钢套的外表面设置有环形的第一凹槽，所述护套固定在所述第一凹槽内，所述第一凹槽位于所述轴孔直径较小一端的深度大于所述轴孔直径较大一端的深度。

进一步的，所述第一凹槽的槽底设置有环形的第二凹槽，所述瓦片式磁钢粘贴固定在所述第二凹槽内。

进一步的，所述瓦片式磁钢包括N极瓦片式磁钢和S极瓦片式磁钢，所述N极瓦片式磁钢和所述S极瓦片式磁钢交替粘贴在所述第二凹槽内。

进一步的，所述旋转主轴的端部和所述转子钢套的端部分别设置有动平衡配重孔。

进一步的，所述护套为碳纤维护套。

一种如上述的表贴式永磁电机转子的制造方法，包括以下步骤：

S1、在所述瓦片式磁钢上涂抹厌氧胶，并将所述瓦片式磁钢依次粘贴到所述转子钢套的外表面；

S2、所述厌氧胶固化后，将所述护套套在所述瓦片式磁钢和所述转子钢套的外侧；

S3、将所述旋转主轴初步安装到所述转子钢套的所述轴孔内，所述旋转主轴的表面与所述轴孔表面完全贴合；

S4、通过高压油泵向所述转子钢套上的所述注油孔注入高压油使所述转子钢套涨大，并通过压力工装向所述转子钢套施加轴向推力，使所述旋转主轴完全装入所述转子钢套。

进一步的，所述高压油的油压小于50MPA。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于本发明的表贴式永磁电机转子包括包括转子钢套和可拆卸安装在转子钢套的轴孔中的旋转主轴，旋转主轴为锥型轴，轴孔为尺寸略小于旋转主轴的锥型孔，旋转主轴与转子钢套过盈配合；轴孔的表面设置有螺旋油槽，转子钢套的一端设置有与螺旋油槽连通的注油口；转子钢套外表面固定设置有若干瓦片式磁钢，转子钢套和瓦片式磁钢的外侧套设有护套，瓦片式磁钢沿转子钢套的周向和轴向均匀布置，旋转主轴损坏后，只需要更换设备的旋转主轴，不会对电机转子产生致命的影响，更换成本低，且护套可有效固定住瓦片式磁钢，避免瓦片式磁钢脱落。

由于本发明的如上述的表贴式永磁电机转子的制造方法，包括以下步骤：S1、在瓦片式磁钢上涂抹厌氧胶，并将瓦片式磁钢依次粘贴到转子钢套的外表面；S2、厌氧胶固化后，将护套套在瓦片式磁钢和转子钢套的外侧；S3、将旋转主轴初步安装到转子钢套的轴孔内，旋转主轴的表面与轴孔表面完全贴合；S4、通过高压油泵向转子钢套上的注油孔注入高压油使转子钢套涨大，并通过压力工装向转子钢套施加轴向推力，使旋转主轴完全装入转子钢套，通过油压使转子钢套与旋转主轴过盈安装，保证了转子钢套与旋转主轴之间安装的牢固性，同时旋转主轴与转子钢套配合过盈量使转子钢套的轴孔涨大，涨大同时消除了转子钢套、瓦片式磁钢和护套之间的安装间隙，使其相互固定形成一个有效的整体。

综上所述，本发明的永磁电机及其制造方法解决了现有技术中永磁电机是一体化结构、维修成本高的问题，本发明的永磁电机及其制造方法方便拆卸更换旋转主轴，生产效率高，转子动力学性能好，适合大批量生产，便于维修和维修成本低。

附图说明

图1是本发明表贴式永磁电机转子的结构示意图；

图2是转子钢套的结构示意图；

图3是瓦片式磁钢在转子钢套周向的分布示意图；

图4是转子钢套与旋转主轴初步安装的状态示意图；

图5是转子钢套与旋转主轴通过压力工装安装完成的状态示意图；

图中，1-转子钢套，2-瓦片式磁钢，3-护套，4-轴孔，5-螺旋油槽，6-注油口，7-密封胶圈，8-旋转主轴，9-限位凸起，10-动平衡配重孔，11-压力工装，12-高压油泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本说明书中涉及到的方位均以附图所示为准，仅代表相对位置关系，不代表绝对位置关系。

实施例一：

如图1和图2共同所示，一种表贴式永磁电机转子，包括转子钢套1和可拆卸安装在转子钢套1的轴孔4中的旋转主轴8，旋转主轴8为锥型轴，轴孔4为尺寸略小于旋转主轴8的锥型孔，旋转主轴8与转子钢套1过盈配合，单侧过盈量为0.2-0.3mm，轴孔4为与旋转主轴8的结构相适配1:50的锥型孔。轴孔4的表面设置有螺旋油槽5，转子钢套1的一端设置有与螺旋油槽5连通的注油口6。转子钢套1外表面通过厌氧胶粘贴固定有若干瓦片式磁钢2，转子钢套1和瓦片式磁钢2的外侧套设有护套3，瓦片式磁钢2沿转子钢套1的周向和轴向均匀布置。其中，转子钢套1由低碳合金钢制成，综合性能好，易切削，瓦片式磁钢2为钕铁硼材料，磁性能好。护套3为碳纤维护套3，质量轻、抗拉强度高。

如图1和图2共同所示，轴孔4的两端与旋转主轴8之间安装有密封胶圈7，可避免安装时螺旋油槽5内高压油的溢出。旋转主轴8直径较大的一端设置有环形的限位凸起9，转子钢套1的轴孔4较大的一端顶靠在限位凸起9的一侧，安装时，转子钢套1推动到限位凸起9处不能继续推进，保证了定位精度。

如图1、图2和图3共同所示，转子钢套1的外表面设置有环形的第一凹槽，护套3固定在第一凹槽内，第一凹槽位于轴孔4直径较小一端的深度大于其在轴孔4直径较大一端的深度。第一凹槽的槽底设置有环形的第二凹槽，瓦片式磁钢2包括N极瓦片式磁钢和S极瓦片式磁钢，N极瓦片式磁钢和S极瓦片式磁钢交替粘贴在第二凹槽内。护套3完全包裹瓦片式磁钢2，以及第二凹槽两侧的部分转子钢套1。

如图1和图2共同所示，旋转主轴8的端部和转子钢套1的端部分别设置有动平衡配重孔10，使得转子整体轴对称，降低旋转时的振动以及噪音。

本发明的表贴式永磁电机转子通过设置可拆卸连接的转子钢套和旋转主轴，旋转主轴损坏后，只需要更换设备的旋转主轴，不会对电机转子产生致命的影响，更换成本低。

如图4和图5共同所示，一种如实施例一中的表贴式永磁电机转子的制造方法，包括以下步骤：

S1、在瓦片式磁钢2上涂抹厌氧胶，并将瓦片式磁钢2依次粘贴到转子钢套1的外表面，瓦片式磁钢2包括N极瓦片式磁钢2和S极瓦片式磁钢2，N极瓦片式磁钢2和S极瓦片式磁钢2交替粘贴在转子钢套1外表面的第二凹槽内。

S2、厌氧胶固化后，将护套3套在瓦片式磁钢2和转子钢套1的外侧，护套3位于转子钢套1表面的与护套3大小一致的第一凹槽内，此时护套3与瓦片式磁钢2之间具有0.1mm的间隙。

S3、将旋转主轴8初步安装到转子钢套1的轴孔4内，旋转主轴8的表面与轴孔4表面完全贴合，此时转子钢套1的端部与旋转主轴8的限位凸起9之间具有一定距离。

S4、通过高压油泵12向转子钢套1上的注油孔注入高压油使转子钢套1涨大，并通过压力工装11向转子钢套1施加轴向推力，图5中压力工装11向转子钢套1施加向下的力，使旋转主轴8完全装入转子钢套1，此时转子钢套1的端部与旋转主轴8的限位凸起9的侧面贴合在一起，同时消除了转子钢套1、瓦片式磁钢2和护套3之间的安装间隙，使其相互固定形成一个有效的整体。最后释放高压油泵12压力，放出螺旋油槽5内的高压油。

其中，压力工装11为筒状结构，其底端和侧面开口，分别对旋转主轴8和高压油泵12进行避让，顶端连接压力机构。高压油的油压小于50MPA，避免油压过高出现危险。

本发明的表贴式永磁电机转子的制造方法通过油压安装的方式实现旋转主轴与转子钢套的过盈安装，有效的降低了表贴式表贴式永磁电机转子生产工艺的复杂性，提高了转子动力学性能和生产效率，适合大批量生产，同时保证了电机的气隙磁场强度、效率及运行的稳定性。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，这些仅仅是举例说明，本发明的保护范围是由所述权利要求书限定。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，在没有经过任何创造性的劳动下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种表贴式永磁电机转子，其特征在于，包括转子钢套和可拆卸安装在所述转子钢套的轴孔中的旋转主轴，所述旋转主轴为锥型轴，所述轴孔为尺寸略小于所述旋转主轴的锥型孔，所述旋转主轴与所述转子钢套过盈配合；

所述轴孔的表面设置有螺旋油槽，所述转子钢套的一端设置有与所述螺旋油槽连通的注油口；

所述转子钢套外表面固定设置有若干瓦片式磁钢，所述转子钢套和所述瓦片式磁钢的外侧套设有护套，所述瓦片式磁钢沿所述转子钢套的周向和轴向均匀布置。

2.根据权利要求1所述的表贴式永磁电机转子，其特征在于，所述轴孔的两端与所述旋转主轴之间安装有密封胶圈。

3.根据权利要求1所述的表贴式永磁电机转子，其特征在于，所述旋转主轴直径较大的一端设置有环形的限位凸起，所述转子钢套的所述轴孔较大的一端顶靠在所述限位凸起的一侧。

4.根据权利要求1所述的表贴式永磁电机转子，其特征在于，所述转子钢套的外表面设置有环形的第一凹槽，所述护套固定在所述第一凹槽内，所述第一凹槽位于所述轴孔直径较小一端的深度大于所述轴孔直径较大一端的深度。

5.根据权利要求4所述的表贴式永磁电机转子，其特征在于，所述第一凹槽的槽底设置有环形的第二凹槽，所述瓦片式磁钢粘贴固定在所述第二凹槽内。

6.根据权利要求5所述的表贴式永磁电机转子，其特征在于，所述瓦片式磁钢包括N极瓦片式磁钢和S极瓦片式磁钢，所述N极瓦片式磁钢和所述S极瓦片式磁钢交替粘贴在所述第二凹槽内。

7.根据权利要求1所述的表贴式永磁电机转子，其特征在于，所述旋转主轴的端部和所述转子钢套的端部分别设置有动平衡配重孔。

8.根据权利要求1-7任一项所述的表贴式永磁电机转子，其特征在于，所述护套为碳纤维护套。

9.一种如权利要求1所述的表贴式永磁电机转子的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在所述瓦片式磁钢上涂抹厌氧胶，并将所述瓦片式磁钢依次粘贴到所述转子钢套的外表面；

S2、所述厌氧胶固化后，将所述护套套在所述瓦片式磁钢和所述转子钢套的外侧；

S3、将所述旋转主轴初步安装到所述转子钢套的所述轴孔内，所述旋转主轴的表面与所述轴孔表面完全贴合；

S4、通过高压油泵向所述转子钢套上的所述注油孔注入高压油使所述转子钢套涨大，并通过压力工装向所述转子钢套施加轴向推力，使所述旋转主轴完全装入所述转子钢套。

10.根据权利要求9所述的表贴式永磁电机转子的制造方法，其特征在于，所述高压油的油压小于50MPA。

Images