CN201263115Y - 永磁同步电机的转子装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种永磁同步电机，包括永磁同步电动机和永磁同步发电机，尤其涉及永磁同步电机的转子装置。永磁同步电机的转子装置，该装置包括转轴、磁轭和永磁体，永磁体固定设置在磁轭上，磁轭的两端面分别固定设有由高强度非导磁性材料制成的转子端板，两块转子端板的外缘分别设有轴向的第一凸缘，两个第一凸缘相互正对形成安装槽，所述的永磁体嵌设在安装槽内。本实用新型由于转子端板的结构强度高，而且是用机械加工方式保证尺寸公差，因此很容易实现装配。加工制作容易，转子强度高。无论电机转子直径多大，离心力有多大，都可以合理设计紧固件的结构，有效的防止永磁体容易脱落的问题，提高了永磁同步电机的可靠性。

Description

永磁同步电机的转子装置
技术领域
本实用新型涉及一种永磁同步电机，包括永磁同步电动机和永磁同步发电机，尤其涉及永磁同步电机的转子装置。
背景技术
随着永磁材料性能和电力电子器件性价比的不断提高，微机控制技术、现代控制理论机和电机制造技术的快速发展，永磁同步电机的应用范围正在逐渐扩大。目前永磁电机的永磁体主要有内置式、表面凸出式、表面插入式三种结构方式。表面凸出式结构以其结构简单、制造成本低、转动惯量小等优点，得到大量应用。另外，表面凸出式磁路结构可以在减少漏磁、减少齿槽效应、提高功率因数、削弱高次谐波方面有明显的优势；永磁磁极易于设计，使气隙磁密更接近标准的正弦波，可减少对电网的污染。对于电动机可实现更优越的调速性能，对于发电机可减小波形畸变率，降低电压调整率。
目前表面凸出式转子结构的永磁体是用胶水粘在转子铁芯表面上，在永磁体外表面与定子铁芯内圆之间套以起保护作用的非磁性绝缘圆筒，或在永磁磁极表面包以无纬玻璃丝带做保护层。这种结构存在许多的缺点，胶水容易老化，附着力容易变弱；永磁体表面保护套受空间限制不可能太厚，其强度有限，而且保护套不易加工，成本高。随着永磁电机应用领域的增加，电机转子直径越来越大，永磁体所受的离心力也在相应增大。因此永磁体容易脱落，强度低，给电机使用带来极大的安全隐患。
发明内容
为了解决上述的电机转子的永磁体容易脱落，强度低的技术缺陷，本实用新型的目的是提供一种永磁同步电机的转子装置，解决永磁体容易脱落的问题，降低电机生产成本，增加转子强度，提高电机使用的安全性。
为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：
永磁同步电机的转子装置，该装置包括转轴、磁轭和永磁体，永磁体固定设置在磁轭上，磁轭的两端面分别固定设有由高强度非导磁性材料制成的转子端板，两块转子端板的外缘分别设有轴向的第一凸缘，两个第一凸缘相互正对形成安装槽，所述的永磁体嵌设在安装槽内。
作为优选，上述的第一凸缘的内表面为斜面，永磁体上设有倒角，倒角与斜面相配合。采用斜面的内表面可以通过调节斜面的斜度以适应永磁体大小。当然，本实用新型第一凸缘的内表面也可以采用平面，只要将永磁体牢固嵌设在安装槽内即可。
作为再优选，上述的斜面与水平面的夹角为30～60°。作为最优选，上述的第一凸缘的截面的形状分别为三角形或梯形。
作为优选，上述的第一凸缘的外径小于等于永磁体外径。
作为优选，上述的转子端板上设有与电机极数相等的安装孔，安装孔上设有螺钉和弹簧垫圈，转子端板通过螺钉和弹簧垫圈紧固在所述的磁轭两端面上。螺钉和弹簧垫圈便于安装，使转子端板起到对永磁体轴向和径向的固定作用。
作为优选，上述的高强度非导磁性材料采用铝、铜、不锈钢或铝合金。
作为优选，在上述的两块转子端板之间的磁轭上设有固定套，固定套两侧的外缘分别设有轴向的第二凸缘，第二凸缘的结构与第一凸缘相同，所述的安装槽形成在第一凸缘与第二凸缘之间。上述的结构适用于轴向尺寸较长，需要多块永磁体拼接的转子结构。当然，作为另优选，在上述的两块转子端板之间的磁轭上设有多个固定套，固定套两侧的外缘分别设有轴向的第二凸缘，第二凸缘的结构与第一凸缘相同，所述的安装槽形成在第一凸缘与第二凸缘之间和第二凸缘与第二凸缘之间。
作为优选，上述的固定套采用高强度非导磁性材料。
本实用新型由于转子端板的结构强度高，而且是用机械加工方式保证尺寸公差，因此很容易实现装配。加工制作容易，转子强度高。无论电机转子直径多大，离心力有多大，都可以合理设计紧固件的结构，有效的防止永磁体容易脱落的问题，提高了永磁同步电机的可靠性。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的结构示意图。
图2是本实用新型实施例2的结构示意图。
图3、图4是本实用新型转子端板的结构示意图。
图5、图6是本实用新型固定套的两种结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做一个详细的说明。
实施例1
如图1所示，电机转子由转轴1、磁轭6、永磁体3和转子端板2组成。永磁体3为同心圆弧瓦片形状，永磁体3提供径向磁通，并在其轴向两端设有大于C2的倒角，永磁体3用胶水粘贴在磁轭6上。转子端板2上设有与电机极数相等的安装孔21，转子端板2用螺钉4和弹簧垫圈7紧固在磁轭6的两端面上。粘贴永磁体3时要求保证永磁体3中心线与转子端板2的安装孔21相对应，即保证转子磁路对称。
如图3、图4所述，转子端板2由铝、铜、不锈钢或合金铝等高强度非导磁性材料制成，两块转子端板2的外缘分别设有轴向的第一凸缘22，第一凸缘22的截面的形状分别为梯形或三角形，梯形或三角形的斜面23与永磁体3倒角相配合，斜度与永磁体3的倒角角度相一致，转子端板2的直径与永磁体3的外径相同。
如图1所示，在两块转子端板2之间的磁轭6上设有固定套5，固定套5的材料与转子端板2的材料相同或相似，均为高强度的非导磁性材料。固定套5的最大直径不能大于永磁体3外径，固定套5的内径要求大于磁轭6的直径。如图5、图6所示，固定套5两侧的外缘分别设有轴向的第二凸缘51，第二凸缘51的结构与第一凸缘22相同，要求其斜度与永磁体3的倒角角度相一致。在第一凸缘22与第二凸缘51之间形成两个安装槽8，所述的永磁体3有两块，两块永磁体3组成一个磁极，两块永磁体3分别嵌设在安装槽8内。
上述的实施例适用于轴向尺寸较长，需要多块永磁体3拼接的转子结构。当电机功率较大，永磁体3体积较大时，可以增加固定套5的厚度并增大永磁体3的倒角，转子端板2和固定套5可以分别采用如图3和图6所示的结构。当电机功率较小可以采用如图4和图5的结构。上述的固定套5的数量根据永磁体3的段数来设定，可以是多个。无论转子有多长，靠增加固定套5的方法都可以使转子结构固紧。
实施例2
如图1所示，电机转子由转轴1、磁轭6、永磁体3和转子端板2组成。永磁体3为同心圆弧瓦片形状，永磁体3提供径向磁通，并在其轴向两端设有大于C2的倒角，永磁体3用胶水粘贴在磁轭6上。转子端板2上设有与电机极数相等的安装孔21，转子端板2用螺钉4和弹簧垫圈7紧固在磁轭6的两端面上。粘贴永磁体3时要求保证永磁体3中心线与转子端板2的安装孔21相对应，即保证转子磁路对称。
如图3、图4所述，转子端板2由铝、铜、不锈钢或合金铝等高强度非导磁性材料制成，两块转子端板2的外缘分别设有轴向的第一凸缘22，第一凸缘22的截面的形状分别为三角形或梯形，三角形或梯形的斜面与永磁体3倒角相配合，斜度与永磁体3的倒角角度相一致，转子端板2直径与永磁体3外径相同。两个第一凸缘22相互正对形成安装槽8，所述的永磁体3为一块，嵌设在安装槽8内。
上述的实施例适用于轴向尺寸较短、一块永磁体3提供的磁通足够使用的转子结构。

Claims (10)

1.永磁同步电机的转子装置，该装置包括转轴(1)、磁轭(6)和永磁体(3)，永磁体(3)固定设置在磁轭(6)上，其特征在于：磁轭(6)的两端面分别固定设有由高强度非导磁性材料制成的转子端板(2)，两块转子端板(2)的外缘分别设有轴向的第一凸缘(22)，两个第一凸缘(22)相互正对形成安装槽(8)，所述的永磁体(3)嵌设在安装槽(8)内。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子装置，其特征在于：第一凸缘(22)的内表面为斜面(23)，永磁体(3)上设有倒角，倒角与斜面相配合。
3.根据权利要求2所述的永磁同步电机的转子装置，其特征在于：斜面(23)与水平面的夹角为30～60°。
4.根据权利要求3所述的永磁同步电机的转子装置，其特征在于：第一凸缘(22)的截面的形状分别为三角形或梯形。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的永磁同步电机的转子装置，其特征在于：第一凸缘(22)的外径小于等于永磁体(3)外径。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的永磁同步电机的转子装置，其特征在于：转子端板(2)上设有与电机极数相等的安装孔(21)，安装孔(21)上设有螺钉(4)和弹簧垫圈(7)，转子端板(2)通过螺钉(4)和弹簧垫圈(7)紧固在所述的磁轭(6)两端面上。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的永磁同步电机的转子装置，其特征在于：高强度非导磁性材料采用铝、铜、不锈钢或铝合金。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的永磁同步电机的转子装置，其特征在于：在两块转子端板(2)之间的磁轭(6)上设有固定套(5)，固定套(5)两侧的外缘分别设有轴向的第二凸缘(51)，第二凸缘(51)的结构与第一凸缘(22)相同，所述的安装槽(8)形成在第一凸缘(22)与第二凸缘(51)之间。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的永磁同步电机的转子装置，其特征在于：在两块转子端板(2)之间的磁轭(6)上设有多个固定套(5)，固定套(5)两侧的外缘分别设有轴向的第二凸缘(51)，第二凸缘(51)的结构与第一凸缘(22)相同，所述的安装槽(8)形成在第一凸缘(22)与第二凸缘(51)之间和第二凸缘(51)与第二凸缘(51)之间。
10.根据权利要求8所述的永磁同步电机的转子装置，其特征在于：固定套(5)采用高强度非导磁性材料。
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