CN111884371B - 永磁电机转子及永磁电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种永磁电机转子及永磁电机，包括转轴、永磁体及护套，转轴上设置有半径缩小的颈部，永磁体周向设置在颈部的外周，护套周向套设在永磁体的外周，转轴上设置有用于轴向抵紧护套的第一台阶面、用于轴向抵紧永磁体的第二台阶面以及用于轴向抵紧永磁体的第三台阶面，从转轴的外周面向第二台阶面、从转轴的外周面向第三台阶面分别开设有进漆孔，永磁铁包括沿轴向呈多列排列的多块磁钢，轴向相邻的两块磁钢之间形成拼接缝，这些列中至少一列中的至少一个拼接缝与其他列中的各拼接缝不在同一圆周上。本发明的设计能够实现转子刚性的增强、磁钢的紧固加强和防止不同圆周方向上的磁钢间相对滑转，提高转子的结构稳定性，结构简化、成本降低。

Description

永磁电机转子及永磁电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种永磁电机转子及永磁电机。
背景技术
根据永磁体在永磁电机转子上位置的不同，永磁电机分为表贴式、内嵌式和爪极式等形式，其中表贴式转子结构具有制造工艺简单、成本低、应用广泛等优点。对于采用表贴式转子的高速永磁电机，其电机转子一般包括永磁体、铁芯、转轴、护套、端板。铁芯套在转轴上，永磁体位于铁芯外侧，护套包住永磁体，位于永磁体径向外侧，端板位于永磁体轴向两侧。对于金属护套，一般采用热套方法进行过盈装配。
现有技术中，表贴式高速永磁电机磁钢的保护主要有两类：一类是采用高强度的复合材料护套，如碳纤维护套；另一类是采用高强度的非导磁金属护套，如钛合金护套。表贴式高速永磁电机转子通过护套与磁钢过盈配合产生的预紧力，补偿磁钢高速旋转产生的离心力。
现有的大部分表贴式磁钢转子的磁钢采用轴向压圈压紧，压圈与轴采用过盈配合，在大转矩输出、转子高速旋转产生的较大离心力及振动的综合作用下，压圈容易松动且转子的刚性受到影响。对于采用高强度的复合材料护套，如碳纤维护套，仅对转子磁钢段受到的离心力起到约束和保护作用，不能有效提升转子的刚性。
磁钢之间设置机械连接层、磁钢与铁芯之间采用机械连接，采用锥度或者燕尾槽等附加机械结构或零件设计进行机械卡合，结构和工艺复杂。
磁钢按照多个平行的圆周方向排列呈筒形，在电机加工和运行过程中，转矩输出和振动作用会引起同一圆周上的磁钢整体发生周向转动，导致磁场分布错乱。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种永磁电机转子及永磁电机，能够实现转子刚性的增强、磁钢的紧固加强和防止不同圆周方向上的磁钢间相对滑转，提高转子的结构稳定性，结构简化、成本降低。
一方面，本发明提供一种永磁电机转子，包括转轴、永磁体及护套，所述转轴上设置有半径缩小的颈部，所述永磁体周向设置在所述颈部的外周，所述护套周向套设在所述永磁体的外周，所述转轴上设置有用于轴向抵紧所述护套的第一台阶面、用于轴向抵紧所述永磁体的第二台阶面以及用于轴向抵紧所述永磁体的第三台阶面，从所述转轴的外周面向所述第二台阶面、从所述转轴的外周面向所述第三台阶面分别开设有进漆孔，所述永磁铁包括多块磁钢，这些所述磁钢沿轴向呈多列排列，每列中包括沿“一”字形排列的多块所述磁钢，各列中的多块所述磁钢的长度之和相等，轴向相邻的两块所述磁钢之间形成拼接缝，这些列中至少一列中的至少一个所述拼接缝与其他列中的各所述拼接缝不在同一圆周上。
可选地，所述永磁体呈p列排列，每列中沿轴向排列有n块所述磁钢，其中包括1块长度为a的磁钢、n-1块长度为b的磁钢，b≠a，这些列中的所有长度为a的磁钢不位于同一圆周。
可选地，这些列中的长度为a的磁钢逐一错位排列。
可选地，所述第三台阶面开设有用于放置膨胀毡的环形槽。
可选地，所述护套过盈配合设置在所述永磁体的外周。
可选地，所述磁钢通过磁钢胶定位在所述颈部上，并对磁钢胶进行固化处理。
可选地，所述进漆孔为由沿径向开设的部分和沿轴向开设的部分组成的L型。
另一方面，本发明还提供一种永磁电机，其包括上述任一所述的永磁电机转子。
本发明的技术方案的有益效果：本发明设计的永磁电机转子及永磁电机，通过设计不同长度的磁钢轴向排列，使得拼接缝不位于同一圆周上，防止不同圆周方向上的磁钢间相对滑转，能够实现转子刚性的增强、磁钢的紧固加强，提高转子的结构稳定性，同时，取消传统技术中转子的轴向压圈，使得整体结构简化、成本降低，适于推广应用。
附图说明
图1为本发明的永磁电机转子的结构示意图；
图2为本发明的永磁电机转子中的永磁体周向展开后的示意图。
附图中：1-转轴，2-护套，3-长度为b的磁钢，4-长度为a的磁钢，5-膨胀毡。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
参考图1和图2，本发明实施例中的永磁电机转子，包括转轴1、永磁体及护套2，所述转轴1上设置有半径缩小的颈部，所述永磁体周向设置在所述颈部的外周，所述护套2周向套设在所述永磁体的外周，所述转轴1上设置有用于轴向抵紧所述护套2的第一台阶面、用于轴向抵紧所述永磁体的第二台阶面以及用于轴向抵紧所述永磁体的第三台阶面，从所述转轴1的外周面向所述第二台阶面、从所述转轴1的外周面向所述第三台阶面分别开设有进漆孔，所述永磁铁包括多块磁钢，这些所述磁钢沿轴向呈多列排列，每列中包括沿“一”字形排列的多块所述磁钢，各列中的多块所述磁钢的长度之和相等，轴向相邻的两块所述磁钢之间形成拼接缝，这些列中至少一列中的至少一个所述拼接缝与其他列中的各所述拼接缝不在同一圆周上。
其中，更具体地，所述永磁体呈p列排列，每列中沿轴向排列有n块所述磁钢，其中包括1块长度为a的磁钢4、n-1块长度为b的磁钢3，b≠a，则共需长度为a的磁钢4的数量为p块，共需长度为b的磁钢3的数量为p*（n-1）块，这些列中的所有长度为a的磁钢4不位于同一圆周，且这些列中的长度为a的磁钢4逐一错位排列，所述第三台阶面开设有用于放置膨胀毡5的环形槽，所述护套2采用热套的工艺过盈配合装配在所述永磁体的外周，所述磁钢通过磁钢胶定位在所述颈部上，并对磁钢胶进行固化处理，所述进漆孔为由沿径向开设的部分和沿轴向开设的部分组成的L型。
转轴1上采用第一台阶面和第二台阶面形成的挡肩结构对磁钢进行轴向限位，磁钢用高强胶粘贴固化后同转轴1配合面统一加工，保证磁钢外表面和第一台阶面及第二台阶面接触部分的配合和热套的工艺性，降低成本；同时优化设计护套2与挡肩的接触长度以增强转子刚度。加工完成后进行充磁；充磁后采用热套工艺装配护套2；然后在进行真空浸漆，利用真空下漆的浸入和膨胀毡5的热膨胀性，填充磁钢轴向缝隙及强化轴向间隙的固化；设置不同长度的磁钢，根据转子的极数、轴向分段数和径向分段数，确定不同长度的磁钢片的数量及位置，实现相邻两个圆周方向上的磁钢不发生相对转动，即避免发生滑转而影响电机工作性能。
上述永磁电机转子应用于永磁电机。
综上，本发明的技术方案中的永磁电机转子，通过设计不同长度的磁钢轴向排列，使得拼接缝不位于同一圆周上，防止不同圆周方向上的磁钢间相对滑转，能够实现转子刚性的增强、磁钢的紧固加强，提高转子的结构稳定性，同时，取消传统技术中转子的轴向压圈，使得整体结构简化、成本降低，适于推广应用，将该永磁电机转子应用于永磁电机，能够提高整体的性能。
以上具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.永磁电机转子，其特征在于，包括转轴、永磁体及护套，所述转轴上设置有半径缩小的颈部，所述永磁体周向设置在所述颈部的外周，所述护套周向套设在所述永磁体的外周，所述转轴上设置有用于轴向抵紧所述护套的第一台阶面、用于轴向抵紧所述永磁体的第二台阶面以及用于轴向抵紧所述永磁体的第三台阶面，从所述转轴的外周面向所述第二台阶面、从所述转轴的外周面向所述第三台阶面分别开设有进漆孔，所述永磁铁包括多块磁钢，这些所述磁钢沿轴向呈多列排列，每列中包括沿“一”字形排列的多块所述磁钢，各列中的多块所述磁钢的长度之和相等，轴向相邻的两块所述磁钢之间形成拼接缝，这些列中至少一列中的至少一个所述拼接缝与其他列中的各所述拼接缝不在同一圆周上，所述进漆孔为由沿径向开设的部分和沿轴向开设的部分组成的L型。
2.如权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于，所述永磁体呈p列排列，每列中沿轴向排列有n块所述磁钢，其中包括1块长度为a的磁钢、n-1块长度为b的磁钢，b≠a，这些列中的所有长度为a的磁钢不位于同一圆周。
3.如权利要求2所述的永磁电机转子，其特征在于，这些列中的长度为a的磁钢逐一错位排列。
4.如权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于，所述第三台阶面开设有用于放置膨胀毡的环形槽。
5.如权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于，所述护套过盈配合设置在所述永磁体的外周。
6.如权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于，所述磁钢通过磁钢胶定位在所述颈部上，并对磁钢胶进行固化处理。
7.永磁电机，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的永磁电机转子。
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