CN202713000U

CN202713000U - 永磁同步电机的转子以及永磁同步电机

Info

Publication number: CN202713000U
Application number: CN 201120374779
Authority: CN
Inventors: 冯亮; 叶攀
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2021-09-29

Abstract

本实用新型公开一种永磁同步电机的转子以及永磁同步电机，以提高永磁同步电机的性能。该永磁同步电机的转子，包括：一个圆柱体铁芯100)，所述铁芯100)的外周表面上设置有多个楔形槽(110)；多个磁铁(200)，每片磁铁(200)都贴装在所述铁芯(100)的外周表面上；多个槽楔(300)，所述槽楔(300)又包括：将所述磁铁(200)压接在所述铁芯(100)的外周表面上的第一部件(310)，以及插入所述楔形槽(110)中并固定在所述楔形槽(110)中的第二部件(320)。

Description

永磁同步电机的转子以及永磁同步电机

技术领域

本实用新型涉及电机领域，尤其涉及一种永磁同步电机的转子以及永磁同步电机。

背景技术

永磁同步电机及其伺服系统因其体积小、效率高、动态响应特性好等优点，而广泛应用于工业驱动和伺服控制等领域。从电机结构形式来看，永磁同步电机可分为内转子结构和外转子结构两类。对于内转子结构的永磁同步电机的转子一般为表面磁体，即在永磁同步电机转子的圆柱体铁芯的表面贴装两片或多片磁铁，相邻磁铁之间有一定的间隔。一般通过结构胶将磁铁固定在铁芯的表面，但是，由于结构胶的粘附力有限，在转子高速旋转和振动的情形下，磁铁可能会飞出，从而损坏永磁同步电机。

在现有技术中，铁芯的表面贴装了磁铁后，再增加一个玻璃纤维绷带或者不锈钢套进行加固。如图1所示的转子，包括：铁芯100，贴装在该铁芯100外周表面的多片磁铁200，以及不锈钢套500。其中，不锈钢套500的内表面与每片磁铁200的外表面相切。这样，由于不锈钢套500的防护，磁铁不易飞出。但是玻璃纤维绷带或者不锈钢套的厚度一般为0.3～0.6mm，占用了永磁同步电机转子和定子之间的气隙空间，这样损耗了一部分磁压降，降低了永磁同步电机的性能。

实用新型内容

本实用新型的一个方面是提供一种永磁同步电机的转子以及永磁同步电机，以提高永磁同步电机的性能。

本实用新型提供一种永磁同步电机的转子，包括：一个圆柱体铁芯，所述铁芯的外周表面上设置有多个楔形槽；多个磁铁，每片磁铁都贴装在所述铁芯的外周表面上；多个槽楔，所述槽楔又包括：将所述磁铁压接在所述铁芯的外周表面上的第一部件，以及插入所述楔形槽中并固定在所述楔形槽中的第二部件。

根据本实用新型的一个实例，永磁同步电机的转子中，槽楔与楔形槽固定配合，可将与槽楔接触的两片磁铁压贴在转子铁芯的外周表面上，这样，磁铁与铁芯之间不仅仅依靠胶水进行固定了，可以有效减少在转子高速旋转和振动的情形下，磁铁飞出的概率。并且，由于磁铁贴装在铁芯的外周表面上，磁铁的形状与铁芯的外周相匹配，因此，磁铁的两端比中间处薄，这样，增加了槽楔后，与现有技术中增加玻璃纤维绷带或者不锈钢套相比，占用的气隙空间少，损耗的磁压降也少，从而提高了永磁同步电机的性能。

在本实用新型提供的永磁同步电机的转子中，槽楔的第一部件包括：第一部件，其中所述第一部件的两侧分别与一片磁铁面接触，线接触，或点接触；或，带沿的U形曲第一部件，其中，每个边沿分别与一片磁铁面接触，线接触，或点接触。通过上述结构的第一部件能够更牢固地将磁铁压靠在铁芯的外周表面上。

优选地，所述槽楔的数量与所述楔形槽的数量相同。当槽楔的数量与楔形槽的数量相同，能够将每一片磁铁都稳固地压靠在铁芯的外周表面上。

另外优选地，所述槽楔可进一步胶贴在所述楔形槽中，从而使槽楔与楔形槽的结合更为牢固。

此外，优选的是，所述槽楔的第二部件通过过盈配合固定在所述楔形槽中，使槽楔与楔形槽之间的配合过程更为简单方便。

此外，当槽楔的第二部件为空心弹性体时，可将一个销钉插入对应槽楔的第二部件的狭缝中，从而，增加了槽楔的压力，使得磁铁与铁芯贴合更加紧密，更加不易在旋转的过程中飞出。

更优选地，所述楔形槽在所述铁芯纵向方向的一部分上开设，而非贯穿整个铁芯，从而节约了材料。

槽楔由非导磁材料制成，较佳地，该槽楔的材质包括：玻璃纤维或不锈钢。

根据本实用新型实施方式，为使的磁铁与铁芯贴合更加紧密，可将槽楔过结构胶贴在与其接触的两片磁铁的外表面上。

本实用新型提供一种包括上述转子的永磁同步电机。

这样，该永磁同步电机，转子上的磁铁由于槽楔的压贴，不易在旋转的过程中飞出。并且，槽楔所占空间要小于玻璃纤维绷带或者不锈钢套所占空间，从而，占用的气隙空间少，损耗的磁压降也少，提高了永磁同步电机的性能。

附图说明

下文将以明确易懂的方式通过对优选实施方式的说明并结合附图来对本实用新型上述特性、技术特征、优点及其实施方式予以进一步说明，其中：

图1为现有技术中永磁同步电机的结构图；

图2为根据本实用新型，永磁同步电机的一实施例的示意图；和

图3为根据本实用新型，永磁同步电机的另一实施例的示意图。

参考符号表

具体实施方式

为对本实用新型的技术特征，目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。为清楚表示各部件的结构及其相互关系，附图中各部件的比例关系仅为示意性的，并不表示实际结构的比例关系。另外，在说明书有关名称前所述“第一”、“第二”或“第三”等仅用于区分各部件，标识各部件的相对位置关系，并不表示部件的绝对位置、安装步骤及相对重要性。

首先参见图2，图2为根据本实用新型的永磁同步电机的一实施例的示意图，其中，该永磁同步电机的转子包括：一个圆柱体铁芯100，该铁芯100的外周表面上设置有多个沿所述铁芯100的外周表面等距分布的楔形槽110，所述楔形槽110将铁芯100的外周表面划分为多个磁铁安装部120。在图2所示的实施例中，所设置的楔形槽100的数量为8个，将该圆柱体铁芯100的圆周划分为8个相同的磁铁安装部120。

本实用新型的永磁同步电机的转子还包括多片磁铁200，该磁铁200的内表面形状与铁芯100外周表面的磁铁安装部120的外表面形状相对应，从而每片磁铁200都能够贴装在铁芯100的外周表面的磁铁安装部120上。如图2中具体所示，该转子安装有8片磁铁200，且相邻两片磁铁之间留有对应于楔形槽100的间隔区域。

所述转子还包括与楔形槽100数量相同(在另外的实施例中其数量也可以不同)的槽楔300，用于将与该槽楔300接触的两片磁铁200压贴在铁芯100的外周表面上，更具体地，槽楔300包括：将磁铁200压接在铁芯100外周表面上的第一部件310，以及沿铁芯100的纵向方向(当然，在一定情况下也可以沿铁芯的径向方向)插入楔形槽110中并能够固定在其中的第二部件320。在本实施例中，每个槽楔300与铁芯100上对应的一个楔形槽110过盈配合，从而固定在楔形槽300中。

本实用新型实施例中，可在铁芯100上一个与相邻两片磁铁200之间的间隔区域位置对应的第一区域上设置一个楔形槽110，或者，在铁芯100上两个与相邻两片磁铁200之间的间隔区域位置对应的第一区域上分别设置一个楔形槽110，或者，在铁芯100上多个与相邻两片磁铁200之间的间隔区域位置对应的第一区域上分别设置一个楔形槽110。

这里，如图2所示，在铁芯100上所有与相邻两片磁铁200之间的间隔对应的位置上都分别设置一个楔形槽110。

本实用新型实施例中，可在每个楔形槽110中插入对应的一个槽楔300，也可只在一个、两个、或多个楔形槽110中插入对应的一个槽楔300。

楔形槽110可以为沿铁芯100的纵向贯穿整个铁芯外周表面的直通楔形槽，或者是半通楔形槽，或者，位于第一区域中间位的楔形槽。较佳地，如图2所示，楔形槽110为直通楔形槽，这样，可使得槽楔200与楔形槽110之间过盈配合产生的压力更大，使得磁铁200与铁芯100的外周表面贴合更加紧密。然后，在上述每个楔形槽110中插入对应的一个槽楔300，该第二部件可以为具有一定弹性的材料，且第二部件320的宽度大于楔形槽110开口的宽度，这样，该槽楔300可与楔形槽110进行形状配合，在优选实施例中也可以是过盈配合，从而将与该槽楔接触的两片磁铁压贴在铁芯的外周表面上，防止磁铁在旋转过程中飞出。

第一部件310用于压接磁铁200，该第一部件310可以为面板，其中该面板的两侧分别与一片磁铁200面接触，线接触，或点接触；或，第一部件310为带沿的U形弯曲件，其中，每个边沿分别与一片磁铁200面接触，线接触，或点接触。较佳地，该第一部件310为面板，该面板的两侧分别与一片磁铁200面接触，如图2所示，这样，第一部件310作用于磁铁200上面积比较大，可使得磁铁200与铁芯100的外周表面贴合更加紧密。

磁铁200贴装在铁芯100的外周表面上，因此，每个磁铁200的形状与铁芯100的外周相匹配。一般，磁铁200的中间厚，两端薄，与槽楔300接触的区域正好是磁铁的两端，因此，本实用新型实施方式中，增加了槽楔300后，该槽楔所占空间要小于玻璃纤维绷带或者不锈钢套所占空间，从而，占用的气隙空间少，损耗的磁压降也少，提高了永磁同步电机的性能。

第二部件320可以是实心弹性体，如图2所示，其中，第二部件320是一个大体为圆柱体的实心弹性体。也可以为空心弹性体，如图3所示。在如图3所示的槽楔300中，第二部件320的中心有一个狭缝322，该第二部件320是一个大体为圆柱体的空心弹性体，或是一个大体为长方体的空心弹性体。当然，在别的实施方式中，第二部件320是一个大体为长方体的实心弹性体。

在转子高速旋转和振动的情形下产生的离心力比较大，为进一步减少磁铁飞出的概率，可在槽楔300的第二部件320的狭缝322中插入一个销钉，通过该销钉进一步增加槽楔300压贴磁铁的力量，减少磁铁飞出的概率。因此，在如图3所示的永磁同步电机转子的立体分解示意图中，该转子包括：铁芯100，磁铁200，槽楔300，以及销钉400。其中，槽楔300的第二部件320为空心弹性体。这样，销钉400可插入对应槽楔300的第二部件320的狭缝322中。当然，也可以在第二部件320变形后拔出销钉400。

一般，第二部件320在最大形变时的体积大于或等于楔形槽110的体积，因此，较佳地，第二部件320的狭缝322中插入销钉400后，能占满楔形槽110中的全部空间。这样，槽楔300发生弹性和塑性变形拉伸对接触后的两片磁铁200产生拉紧力，将磁铁200牢牢固定在铁芯100外周表面上。

当楔形槽110为圆形楔形槽时，开口的宽度小于圆形的直径，此时，销钉400一般大体为圆柱销，具体可如图3所示。当楔形槽110为方形楔形槽时，开口的宽度小于方形的边长，此时，销钉400一般大体为方形销。

当转子铁芯100上有多个楔形槽110时，可只有一个楔形槽110中有销钉400，或者，两个楔形槽110中分别有销钉400，或多个楔形槽110中分别有销钉400。在优选实施例中，销钉400用于使第二部件320产生形变，在其形变后可将销钉400从第二部件320中取出，从而不会对铁芯100的转动惯性造成很大影响。

在本实用新型的较佳实施例中，在铁芯100上与每个相邻两片磁铁200之间的间隔对应的位置上都分别有一个楔形槽110，每个楔形槽110中都分别插入了一个槽楔300，每个槽楔300都是空心弹性体，并且，每个槽楔300的第二部件320的狭缝322中插入了销钉400。这样，每个磁铁都有两个槽楔300将其固定在铁芯100外周表面上。

槽楔300能发生弹性和塑性变形，并且不具有导磁性能，因此，槽楔300的材质包括：玻璃纤维或不锈钢。

上述实施方式中的转子应用于永磁同步电机。即永磁同步电机包括上述的转子。

在上述两个实施例中，槽楔300与对应的楔形槽110过盈配合，将与该槽楔300接触的两片磁铁200压贴在铁芯100的外周表面上，防止磁铁在旋转过程中飞出。本实用新型实施方式中，还可将槽楔300通过结构胶贴在与其接触的两片磁铁200上。由于结构胶具有一定的粘附力，因此，依靠槽楔300与楔形槽110之间的过盈配合，以及槽楔300与磁铁200之间的粘附力，可进一步增加磁铁200粘附在铁芯100的外周表面上的附着力，进一步减少磁铁在旋转过程中飞出的概率。

在本实用新型的一个实施例中，槽楔300与对应的楔形槽110之间过盈配合，将与该槽楔300接触的两片磁铁200压贴在铁芯100的外周表面上，这样，增强了磁铁200与铁芯100之间的附着力，可以有效减少在转子高速旋转和振动的情形下，磁铁100飞出的概率。同时，由于槽楔300所占空间要小于玻璃纤维绷带或者不锈钢套所占空间，从而，占用的气隙空间少，损耗的磁压降也少，提高了永磁同步电机的性能。

另外，可在槽楔300的第二部件320的狭缝322中插入销钉，使得槽楔300发生弹性和塑性变形拉伸对接触后的两片磁铁200产生拉紧力，将磁铁200牢牢固定在铁芯100外周表面上，进一步减少磁铁飞出的概率。更优选地，之后将销钉从槽楔300的第二部件320中取出。

进一步地，第二部件(320)可以为空心弹性体，包括：位于所述第二部件(320)中心的狭缝(322)，利用至少一个销钉(400)插入对应槽楔(300)的第二部件(320)的狭缝(322)中使所述第二部件(320)产生形变，从而使槽楔(300)固定在楔形槽(110)中。

本实用新型实施方式中，所述槽楔(300)的第一部件(310)通过结构胶贴在与其接触的两片磁铁(200)的外表面上，即还可在槽楔300与磁铁200之间采用结构胶，利用结构胶的粘附力，进一步增加磁铁200黏附在铁芯100的外周表面上的附着力，进一步减少磁铁在旋转过程中飞出的概率。

上文通过附图和优选实施方式对本实用新型进行了详细展示和说明，然而本实用新型不限于这些已揭示的实施方式，本领域技术人员从中推导出来的其它方案也在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种永磁同步电机的转子，其特征在于，包括：

一个圆柱体铁芯(100)，所述铁芯(100)的外周表面上设置有多个楔形槽(110)；

多个磁铁(200)，每片磁铁(200)都贴装在所述铁芯(100)的外周表面上；

多个槽楔(300)，所述槽楔(300)又包括：将所述磁铁(200)压接在所述铁芯(100)的外周表面上的第一部件(310)，以及插入所述楔形槽(110)中并固定在所述楔形槽(110)中的第二部件(320)。

2.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述第一部件(310)包括：面板，其中所述面板的两侧分别与一片磁铁(200)面接触，线接触，或点接触。

3.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述第一部件(310)形状为带边沿的U形弯曲件，其中，每个边沿分别与一片磁铁(200)面接触，线接触，或点接触。

4.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述槽楔(300)的数量与所述楔形槽(110)的数量相同。

5.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述槽楔(300)可进一步胶贴在所述楔形槽(110)中。

6.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述槽楔(300)的第二部件(320)通过过盈配合固定在所述楔形槽(110)中。

7.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述第二部件(320)为空心弹性体，包括：位于所述第二部件(320)中心的狭缝(322)，利用至少一个销钉(400)插入对应槽楔(300)的第二部件(320)的狭缝(322)中使所述第二部件(320)产生形变，从而使槽楔(300)固定在楔形槽(110)中。

8.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述楔形槽(110)在所述铁芯(100)纵向方向的一部分上开设。

9.如权利要求1-8所述的任一转子，其特征在于，所述槽楔(300)的第一部件(310)通过结构胶贴在与其接触的两片磁铁(200)的外表面上。

10.一种永磁同步电机，包括权利要求1-8任一权利要求所述的转子。