CN1240172C - 定向装置和磁化装置 - Google Patents

Abstract

提供了一能够有效地将放置在转子芯的缝隙内的树脂型磁铁定向的定向装置。一定向装置包括许多永久磁铁(5)，它们沿着安装转子芯(1)的转子芯骨架部分(4)的外圆周放置，并放置在与转子芯(1)的缝隙(2)同一个间隔内，相同极性的磁极互相靠近；还包括分布在许多永久磁铁(5)之间的许多极片(6)，其中极片(6)在转子芯骨架部分(4)一边端部(6a)的宽度不大于在转子芯(1)中转子芯最外面的缝隙(2a)的两相对端之间最大宽度αmax。

Description

定向装置和磁化装置

技术领域

本发明是关于一定向装置和一磁化装置，用于安装旋转式电机如电动机或发电机的磁铁嵌入型转子的转子芯而在转子的每个缝隙内形成永久磁铁，特别是关于一能够将放置在转子芯的缝隙内的树脂型磁铁有效地定向的定向装置和一能够对定向的树脂型磁铁或类似的物体进行有效地磁化的磁化装置。

背景技术

在此以前，在一嵌入磁铁型转子中，对转子芯1的每个磁极充填在缝隙2中的树脂型磁铁3的定向都是通过如图6所示的装置来实现的。也就是，用一成型模7，它包括沿着转子芯骨架部分4外圆周分布的许多永久磁铁5，它们与缝隙2在同一个间隔内，相同极性的磁极互相靠近；还包括放置在沿着转子芯骨架部分4外圆周分布的许多永久磁铁5之间的许多磁片6。

转子芯1放置在转子芯骨架部分4内，并如图6中用虚线所表示的，磁力线从许多永久磁铁5出发，通过极片6走向树脂型磁铁3来将充填在缝隙2内的树脂型磁铁3定向。

然而，由于在定向方法中使用了如上描述的一个成型模，缝隙2的磁阻大于转子芯1的磁阻，由永久磁铁产生的磁力线会避过充填在转子芯1的最外面的缝隙内2的树脂型磁铁3，如图7中虚线所表示的，导致最外面的树脂型磁铁3不能充分定向。

在一个使用这种嵌入磁铁型转子的旋转式电机中，由于输出力矩大小取决于树脂型磁铁3产生的磁力线，如果树脂型磁铁3的定向不充分，同时由树脂型磁铁3发出的磁力线减少，输出力矩也减少，这就使旋转式电机的性能降低。

这样一个问题不仅在树脂型磁铁定向时发生，也会在永久磁铁磁化时发生。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的是要提供一能够有效地对充填在转子芯缝隙内的树脂型磁铁定向的定向装置和能够有效地对放置在转子芯缝隙内的永久磁铁磁化的磁化装置。

为达到上述目的的前一部分，按照本发明第1方面的定向装置的特征在于用来装入嵌入磁铁型转子的转子芯而对每个转子芯的磁极的缝隙内充填的树脂型磁铁定向，上述定向装置包括沿着安装转子芯的转子芯骨架部分外圆周分布的许多永久磁铁，它们与上述缝隙在同一个间隔内，相同极性的磁极互相靠近；还包括由铁磁材料制成的分布在许多永久磁铁之间的许多极片，其中上述的极片在上述转子芯骨架部分一边端部的宽度小于在上述转子芯中转子芯最外面的缝隙的两相对端之间宽度。

此外，按照本发明第2方面的特征在于，在本发明第1方面的发明的定向装置的基础上，其中上述永久磁铁在远离上述转子芯骨架部分的一边端部的宽度大于在转子芯骨架部分一边端部的宽度。

其次，按照本发明第3方面的特征在于在本发明第2方面的发明的定向装置的基础上，其中围绕上述极片和上述磁铁放置的部件是由非磁性材料制成的。

另一方面，为达到上述目的的前一部分，定向装置的特征在于用一定向装置来安装嵌入磁铁型转子的转子芯以将充填在转子每个磁极缝隙内的树脂型磁铁定向，上述定向装置包括许多由铁磁材料制成的永久磁铁并放置在沿着安放上述转子芯的转子芯骨架部分的外圆周上，并与上述缝隙在同一间隔内；绕在上述极片上的电磁线圈，和一由铁磁材料制成的并连接上述极片的外圆周部分的连接件，其中上述极片在上述转子芯骨架部分的一边端部的宽度小于在上述转子芯中转子芯最外面缝隙的相对两端之间宽度。关于极片和连接件，它们可以以分开提供或以整体提供。

其次，为了达到上述目的的后一部分，磁化装置的特征在于有一磁化装置来磁化放置在每个转子芯的磁极缝隙内的永久磁铁，上述磁化装置包括许多由铁磁材料制成的永久磁铁并放置在沿着安放上述转子芯的转子芯骨架部分的外圆周上，并与上述缝隙在同一间隔内；绕在上述极片上的电磁线圈，和一由铁磁材料制成的并连接上述极片的外圆周部分的连接件，其中上述永久磁铁在远离上述转子芯骨架部分的一边端部的宽度小于在上述转子芯相对两端之间转子芯最外面缝隙的宽度。关于极片和连接件，它们可以以分开提供或以整体提供，如按照权利要求4的发明。此外，关于放置在缝隙内的永久磁铁，它们可以由充填缝隙内的树脂型磁铁组成并定向，或者可以是烧结的磁铁塞入缝内。

因此，由于在本发明的定向装置中，极片在上述转子芯骨架部分一边端部的宽度小于在上述转子芯中转子芯最外面的缝隙的两相对端之间宽度，可防止由永久磁铁或电磁线圈产生的磁力线避开充填在转子芯最外面的缝隙内的树脂型磁铁，这样一来，使用这种嵌入型磁铁的旋转电机就产生较大的输出力矩，改进了旋转电机的性能。

如果转子芯的缝隙有适当的厚度，在转子芯骨架部分一边端部的宽度可以做得比转子芯中转子芯最外面的缝隙的两相对端之间最大宽度小些。

其次，由于在本发明的定向装置中，永久磁铁在远离上述转子芯骨架部分的一边端部的宽度大于在转子芯骨架部分一边端部的宽度，在远离转子芯骨架部分一侧的磁阻与使用在相对两端有同样宽度的永久磁铁相比将会增加。结果，通过在转子芯骨架部分侧面的极片的磁力线就增加，从而对充填在转子芯内的树脂型磁铁进行有效而充分的定向。

再其次，由于在本发明的定向装置中，有一由非磁性材料制成的围绕上述极片和上述磁铁放置的部件，在外圆周边的永久磁铁的磁阻将增加。结果，通过在转子芯骨架部分侧面的极片的磁力线就增加，从而对充填在转子芯内的树脂型磁铁进行有效而充分的定向。

另一方面，由于在本发明的磁化装置中，极片在转子芯骨架部分一边端部的宽度小于在转子芯中转子芯最外面的缝隙的两相对端之间宽度，可防止由用于磁化的电磁线圈产生的磁力线避开充填在转子芯最外面的缝隙的永久磁铁，这就能对充填在转子芯每个磁极缝隙内的永久磁铁进行有效而充分的定向，这样一来，使用这种嵌入型磁铁的旋转电机内就产生较大的输出力矩，改进了旋转电机的性能。

附图说明

图1所示为用作本发明的定向装置的成型模的构造，(a)是沿(b)的A-A线的剖面图，同时(b)是同一物体的平面图，但是上模和中间模被移开；

图2是同一物体的主要部分的放大图，它表示了图1的成型模和缝隙之间的关系；

图3是同一物体的主要部分的放大图，它表示了图1的永久磁铁产生的磁力线流；

图4为表明使用图1成型模制造的旋转电机的性能曲线图；

图5是对应图1(b)的本发明的定向装置的变型；

图6是对应图1(b)的常用成型模；

图7是同一物体的主要部分的放大图，它表示了对应图3的图6成型模的功能。

具体实施方式

按照本实施例的一个定向装置的实施例将对照图样来说明。对应图6和图7的相同的部件将标以同样的数字。

图1是作为本发明的一个定向装置的成型模的构造。

如图1(a)所示，成型模7包括上模8、中间模9和下模10，上模有注入口11，通过它树脂型磁铁3从外面注入。中间模有一浇铸槽12和浇铸口13，通过它们被注入的树脂型磁铁3被充填入转子芯1的每个缝隙2中。

而且，如图1(b)下模10平面图所示，下模10与转子芯骨架部分4对中以安装转子芯1，同时许多永久磁铁5沿着安装转子芯1的转子芯骨架部分4外圆周分布，它们与转子1的缝隙2在同一个间隔内，相同极性的磁极互相靠近。永久磁铁5在远离转子芯骨架部分的一边端部5b有较大宽度，是转子芯骨架部分4一边端部5a的宽度的3-4倍。

在永久磁铁5之间放置许多由铁磁材料制成的极片6，同时如图1(b)的主要部分的放大图图2所示，极片6在转子芯骨架部分4一边端部6a有宽度θ，它是在转子芯相对端之间转子芯最外面的缝隙2a的最大宽度αmax和最小宽度αmin的平均值。

还有，永久磁铁5和极片6在远离转子芯骨架部分4边缘的端部5b，6b装有一围绕这些部件的非磁性件14。

现在，将说明将树脂型磁铁3充填入弧形缝隙2的步骤，在转子芯中缝隙2有3层，通过使用前面所说的成型模7，设置在转子内的4个磁极的每一个都有3条缝。

首先，如图1(b)所示，在充填树脂型磁铁3之前，转子芯1安装在下模10的转子芯骨架部分4内，同时转子芯的缝隙2的端部指向永久磁铁5。

然后，将中间模9和上模8放在下模10的上表面，接着将树脂型磁铁3从上模8的注入口注入。然后，从注入口11注入的树脂型磁铁通过浇铸槽12和中间模9的口13充填入装在下模10内的转子芯的每个缝隙2内。这时，产生的磁力线从永久磁铁5出发通过极片6走向树脂型磁铁，同时如图3用许多虚线所表示的那样，磁力线从转子芯1最外边缘向内流，依次地通过充填在缝隙2a内的树脂型磁铁3，并使放置在每个磁极的缝隙2的树脂型磁铁3定向。

在如上描述实施例的定向装置中，极片6在转子芯骨架部分4一边端部6a的宽度小于在转子芯中转子芯最外面的缝隙2a的两相对端之间宽度，因此如在图3中许多虚线所示，由永久磁铁5产生的磁力线没有避过充填在转子芯1最外面的缝隙2a中的树脂型磁铁，从而对放置在转子芯1每个磁极的缝隙2中的树脂型磁铁进行有效而充分的定向。同样，在使用这种嵌入型磁铁的旋转电机内，旋转电机的性能就得到改善，如图4(a)-(d)所示增加了输出力矩。

此外，永久磁铁5在远离上述转子芯骨架部分4的一边端部的宽度5b大于在转子芯骨架部分4一边端部5a的宽度，因此在远离转子芯骨架部分4一边磁片的磁阻与使用在相对两端5a和5b有同样宽度的永久磁铁相比将会增加。结果，通过在转子芯骨架部分4边缘的极片的磁力线就增加，从而对充填在转子芯1缝隙2内的树脂型磁铁3进行有效而充分的定向。

其次，围绕极片6和永久磁铁5放置的部件由非磁性材料制成，在外圆周边的永久磁铁5的磁阻将增加。结果，通过在转子芯骨架部分4侧面的极片的磁力线就增加，从而对充填在转子芯内的树脂型磁铁3进行有效而充分的定向。此外，前面的实施例给出了按照本发明的定向装置的一个例子，并不局限于要安装的转子芯1的形状或者用于定向的磁铁类型。

虽然在前面的实施例中给出了一个例子，其中极片6在转子芯骨架部分4一边端部6a的宽度θ是在转子芯相对端之间转子芯最外面的缝隙2a的最大宽度αmax和最小宽度αmin的平均值，但本发明并不限于此，极片6在转子芯骨架部分4一边端部6a的宽度可以是在转子芯最外面的缝隙2a的最大宽度αmax，或者可以小于最小宽度αmin。

此外，虽然给出了一个例子，在其中安装了一有3层的缝隙2的转子芯1，同时充填在缝隙2中的树脂型磁铁3被定向，该实施例不限制转子芯的构造形式，同时转子芯1每个磁片可以有多于3条的缝隙2，或者每一个磁极有一条缝隙2。其次，虽然给出了一个例子，其中充填在弧形缝隙2中的树脂型磁铁进行了定向，缝隙2的形状不限于此，缝隙可以是其它形状。

其次，虽然在前面的实施例中给出了一个例子，其中极片6放置在永久磁铁5之间，树脂型磁铁是由永久磁铁5产生的磁力线定向，但连接极片6外圆周部分的连接件15可以与极片6整体提供以形成一个磁轭，同时，相应地，螺线管线圈16可以绕在极片6上，如图5所示，这样树脂型磁铁3就由螺线管线圈16产生的磁力线定向，在此情况下，可使放置在转子芯1的每个磁极的缝隙2中的树脂型磁铁3能得到有效而充分的定向。作为另一种方式，如果螺线管线圈16绕在极片6上，它们可以用作磁化装置来磁化放置在转子芯1每个磁极的缝隙2内的永久磁铁，如同它们被用作定向装置时一样。

如上面所描述的，由于在按照本发明的定向装置中，极片在转子芯骨架部分一边端部的宽度小于转子芯最外面的缝隙的两相对端之间宽度，可防止由定向磁铁产生的磁力线避开充填在转子芯最外面的缝隙的树脂型磁铁，从而使充填在转子芯每个磁极的缝隙中的树脂型磁铁能得到有效而充分的定向，这样一来，使用这种嵌入型磁铁的旋转电机内就产生较大的输出力矩，改进了旋转电机的性能。

同样，由于在按照本发明的磁化装置中，如同在本发明的定向装置中一样，极片在上述转子芯骨架部分一边端部的宽度小于在上述转子芯最外面的缝隙的两相对端之间宽度，可防止由用于磁化的螺线管线圈产生的磁力线避开充填在转子芯最外面的缝隙的永久磁铁，这样一来，使用这种嵌入型磁铁的旋转电机内就产生较大的输出力矩，改进了旋转电机的性能。

Claims (3)

1.一种定向装置，用来装入一嵌入磁铁型转子的转子芯，来对每个转子芯的磁极的缝隙内充填的树脂型磁铁定向，上述定向装置包括沿着安装转子芯的转子芯骨架部分外圆周分布的许多永久磁铁，该永久磁铁与上述缝隙在同一个间隔内，相同极性的磁极互相靠近；还包括由铁磁性材料制成的分布在许多永久磁铁之间的许多极片，其特征在于上述极片在上述转子芯骨架部分一边端部的宽度小于在上述转子芯最外面的缝隙的两相对端之间宽度。

2.按照权利要求1的定向装置，其中上述永久磁铁在远离上述转子芯骨架部分的一边端部的宽度大于在转子芯骨架部分边缘端部的宽度。

3.按照权利要求2的定向装置，其中围绕上述极片和上述磁铁放置的部件是用非磁性材料制成的。

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