專利名稱：同步電動機(jī)雙層聚磁式轉(zhuǎn)子及其安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同步電動機(jī)雙層聚磁式轉(zhuǎn)子及其安裝方法，屬于永磁同步電動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
橫向磁通永磁同步電動機(jī)是一種新型結(jié)構(gòu)的電機(jī)，較普通永磁同步電動機(jī)，具有較高的氣隙磁通密度，能產(chǎn)生較高的功率密度。相同外形尺寸，該類型電機(jī)能輸出更大的功率。
傳統(tǒng)同步電機(jī)是在轉(zhuǎn)子鐵芯上繞線圈，線圈通電勵(lì)磁產(chǎn)生磁場。隨著永磁材料的快速發(fā)展，越來越多的電機(jī)采用永磁體作為勵(lì)磁源，尤其同步電機(jī)，永磁材料勵(lì)磁應(yīng)用最為廣泛。
四極永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，嵌放于轉(zhuǎn)子中的永磁體，其充磁磁場的取向沿徑向，類似該種安放磁體的結(jié)構(gòu)稱之為“平板式”安裝。
它具有以下特點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡單，易于安排工藝及生產(chǎn)；2、嵌放于轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)的磁體，不會因轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而飛逸脫落，較安全可靠。
但“平板式”安裝結(jié)構(gòu)方式，由于在磁體的充磁取向方向上進(jìn)行直接勵(lì)磁，而永磁體的表面磁感應(yīng)強(qiáng)度有限，因此在多極電機(jī)，尤其是要求較高氣隙磁通密度以產(chǎn)生高功率密度時(shí)，存在無法彌補(bǔ)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種同步電動機(jī)雙層聚磁式轉(zhuǎn)子及其安裝方法，該轉(zhuǎn)子，使用相同的永磁體，通過合理的幾何及尺寸安排，可以克服永磁材料表面磁感應(yīng)強(qiáng)度的局限，最大程度提高電機(jī)的氣隙磁通量，電機(jī)的功率密度得以增高。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是同步電動機(jī)雙層聚磁式轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子銅盤、鐵芯磁極及永磁體。其結(jié)構(gòu)用內(nèi)外層各5只鐵芯磁極，4塊永磁體示意。與“平板式”安裝不同的是，“聚磁式”的結(jié)構(gòu)，磁體的充磁取向?yàn)閳A周切線方向，兩塊相鄰的磁體同極性相對放置。與C12磁極鐵芯相貼的左右均為兩塊永磁體的S極面，而與C13磁極鐵芯相貼的左右均為兩塊永磁體的N極。按上述規(guī)則交替排列，每層轉(zhuǎn)子自然形成60對N、S極。內(nèi)層同理，只不過在同一角度上，內(nèi)外層的磁極，其極性正好相反。如外層的C12為S極，而同一相位角上的內(nèi)層C22則為N極。
上述轉(zhuǎn)子的安裝方法先將某相外層的120只磁極鐵芯固定于轉(zhuǎn)子銅盤上，再嵌入模擬磁塊(尺寸完全等同于永磁體的非導(dǎo)磁材料塊)；隔塊置換嵌放入永磁體并用強(qiáng)力膠固化(一圈60塊磁體)采用特別的方法，嵌放同圈另外60塊磁體。由于強(qiáng)大的推斥力，須用特定的工裝，保證相鄰磁體可靠嵌入并固定；在保證機(jī)械尺寸及磁極極性無誤后，擰開固定磁極鐵芯的螺釘，壓上固定圈并重新將螺釘擰緊；其它幾層安裝基本與上述的相同。
本發(fā)明的有益效果“聚磁式”結(jié)構(gòu)使用相同的永磁體，通過合理的幾何及尺寸安排，可以克服永磁材料表面磁感應(yīng)強(qiáng)度的局限，最大程度提高電機(jī)的氣隙磁通量，電機(jī)的功率密度得以增高，從而使同等功率的電機(jī)，其外形尺寸更小。其次，它更適用于超低速，大扭矩的工況。


圖1為四極永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為同步電動機(jī)雙層聚磁式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為同步電動機(jī)雙層聚磁式轉(zhuǎn)子安裝方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明同步電動機(jī)雙層聚磁式轉(zhuǎn)子和安裝方法作比較詳細(xì)的說明。
參照圖1，這是四極永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。
嵌放于轉(zhuǎn)子中的永磁體，其充磁磁場的取向沿徑向，類似該種安放磁體的結(jié)構(gòu)稱之為“平板式”安裝。
以上為現(xiàn)有技術(shù)的同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的狀況。
參照圖2，這是同步電動機(jī)雙層聚磁式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖所示，永磁體1、轉(zhuǎn)子銅盤2、外層轉(zhuǎn)子磁極3、內(nèi)層轉(zhuǎn)子磁極4、N極面5、S極面6。
該電動機(jī)有60對極，沿軸向左右各一相，每相定子有三層，轉(zhuǎn)子二層，組成四層氣隙。
電機(jī)的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子銅盤、鐵芯磁極及永磁體。其結(jié)構(gòu)內(nèi)外層各5只鐵芯磁極，4塊永磁體(，每相每層由120只磁極鐵芯及120塊永磁體組成)。與“平板式”安裝不同的是，采用“聚磁式”安裝方式的結(jié)構(gòu)，磁體的充磁取向?yàn)閳A周切線方向，兩塊相鄰的磁體同極性相對放置。與C12磁極鐵芯相貼的左右均為兩塊永磁體的S極面，而與C13磁極鐵芯相貼的左右均為兩塊永磁體的N極。按如此規(guī)則交替排列，每層轉(zhuǎn)子自然形成60對N、S極。內(nèi)層同理，只不過在同一角度上，內(nèi)外層的磁極，其極性正好相反。如外層的C12為S極，而同一相位角上的內(nèi)層C22則為N極。
“聚磁式”結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在于，使用相同的永磁體，通過合理的幾何及尺寸安排，可以克服永磁材料表面磁感應(yīng)強(qiáng)度的局限，最大程度提高電機(jī)的氣隙磁通量，電機(jī)的功率密度得以增高，從而使同等功率的電機(jī)，其外形尺寸更小。其次，它更適用于超低速，大扭矩的工況。
安裝工藝特點(diǎn)由于同層相鄰的磁體極性相同磁力相斥及內(nèi)外層同相角的磁體極性相異磁力相吸，加之采用的是高磁能積強(qiáng)磁體，必須采取特殊的安裝工藝。該工藝步驟如下第一步，將某相外層的120只磁極鐵芯固定于轉(zhuǎn)子銅盤上，再嵌入模擬磁塊(尺寸完全等同于永磁體的非導(dǎo)磁材料塊)；第二步，隔塊置換嵌放入永磁體并用強(qiáng)力膠固化(一圈60塊磁體)，采用特別的方法，嵌放同圈另外60塊磁體，由于強(qiáng)大的推斥力，須用特定的工裝，保證相鄰磁體可靠嵌入并固定；第三步，在保證機(jī)械尺寸及磁極極性無誤后，擰開固定磁極鐵芯的螺釘，壓上固定圈并重新將螺釘擰緊。
其它幾層安裝基本相同。
雖然本發(fā)明已參照上述的實(shí)施例來描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，應(yīng)理解其中可作各種變化和修改而在廣義上沒有脫離本發(fā)明，所以并非作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述的實(shí)施例的變化、變形都將落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種同步電動機(jī)雙層聚磁式轉(zhuǎn)子，包抬轉(zhuǎn)子銅盤(2)、鐵芯磁極(2)及永磁體(1)，其特征在于所述的鐵芯磁極(2)分為內(nèi)層轉(zhuǎn)子磁極(4)和外層轉(zhuǎn)子磁極(3)，其結(jié)構(gòu)為每相每層由120只磁極鐵芯及120塊永磁體，每相兩層。
2.如權(quán)利要求1所述的同步電動機(jī)雙層聚磁式轉(zhuǎn)子，其特征在于所述的磁體，磁體的充磁取向?yàn)閳A周切線方向，兩塊相鄰的磁體同極性相對放置，與C12磁極鐵芯相貼的左右均為兩塊永磁體的S極面，而與C13磁極鐵芯相貼的左右均為兩塊永磁體的N極。
3.如權(quán)利要求1所述的同步電動機(jī)雙層聚磁式轉(zhuǎn)子安裝的工藝方法，其特征在于所述的工藝方法包括下述步驟第一步，將某相外層的120只磁極鐵芯固定于轉(zhuǎn)子銅盤上，再嵌入模擬磁塊(尺寸完全等同于永磁體的非導(dǎo)磁材料塊)；第二步，隔塊置換嵌放入永磁體并用強(qiáng)力膠固化(一圈60塊磁體)，采用特別的方法，嵌放同圈另外60塊磁體，由于強(qiáng)大的推斥力，須用特定的工裝，保證相鄰磁體可靠嵌入并固定；第三步，在保證機(jī)械尺寸及磁極極性無誤后，擰開固定磁極鐵芯的螺釘，壓上固定圈并重新將螺釘擰緊。其它幾層安裝基本相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種同步電動機(jī)雙層聚磁式轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子銅盤、鐵芯磁極及永磁體。其結(jié)構(gòu)是內(nèi)外層各5只鐵芯磁極，4塊永磁體示意。與“平板式”安裝不同的是，“聚磁式”的結(jié)構(gòu)，磁體的充磁取向?yàn)閳A周切線方向，兩塊相鄰的磁體同極性相對放置。與C12磁極鐵芯相貼的左右均為兩塊永磁體的S極面，而與C13磁極鐵芯相貼的左右均為兩塊永磁體的N極。按上述規(guī)則交替排列，每層轉(zhuǎn)子自然形成60對N、S極。內(nèi)層同理，只不過在同一角度上，內(nèi)外層的磁極，其極性正好相反。如外層的C12為S極，而同一相位角上的內(nèi)層C22則為N極。
文檔編號H02K21/12GK1787334SQ200510111740
公開日2006年6月14日 申請日期2005年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者李世偉 申請人:上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司