專利名稱：電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)以及包括該結(jié)構(gòu)的電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)領(lǐng)域，具體而言，涉及電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)以及包括該結(jié)構(gòu)的電機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，高速電機(jī)在商用空調(diào)器領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛，但是受轉(zhuǎn)子永磁體固定可靠性差以及永磁體抗拉強(qiáng)度低的制約，永磁體所受離心力必須限制在一定的范圍內(nèi)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速不能過高，轉(zhuǎn)子的外徑也不能過大。這樣就造成了現(xiàn)有的高速電機(jī)很難滿足商用空調(diào)器對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速越來越高的要求。為了克服這一困難，就需要對(duì)永磁體采取有效的保護(hù)措施，增大永磁體固定的牢固性。現(xiàn)有的保護(hù)永磁體的措施有兩種一種保護(hù)方法是采用碳纖維綁扎永磁體；另一種是在永磁體外加裝非導(dǎo)磁保護(hù)套。采用碳纖維綁扎永磁體的方法，碳纖維束不能堆積過厚，否則會(huì)導(dǎo)致定子與轉(zhuǎn)子之間間隙過大而發(fā)生漏磁，但很薄的碳纖維束又對(duì)永磁體兩端部位的保護(hù)相對(duì)薄弱，容易發(fā)生永磁體甩出的事故。采用加裝保護(hù)套保護(hù)永磁體的方法，也無法避免定子與永磁體之間間隙過大的缺陷，對(duì)永磁體的保護(hù)不夠可靠，大的間隙會(huì)增加漏磁系數(shù)，對(duì)電機(jī)效率存在不利影響。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提供一種電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)以及包括該結(jié)構(gòu)的電機(jī)，可以減小永磁體表面的保護(hù)層厚度，避免因永磁體與定子繞組之間的間隙過大而漏磁的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)子鐵芯；永磁體，覆蓋在轉(zhuǎn)子鐵芯的外表面上；以及復(fù)合材料層，包括圍繞永磁體外表面設(shè)置的擴(kuò)幅纖維束。進(jìn)一步地，擴(kuò)幅纖維束為擴(kuò)幅碳纖維束。進(jìn)一步地，擴(kuò)幅碳纖維束的寬度為9 11mm。進(jìn)一步地，多個(gè)擴(kuò)幅纖維束層疊交錯(cuò)纏繞在永磁體外表面。進(jìn)一步地，復(fù)合材料層還包括浸潤(rùn)擴(kuò)幅纖維束的樹脂基體。進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)子鐵芯側(cè)壁設(shè)置有凸出部，凸出部沿轉(zhuǎn)子鐵芯軸向方向延伸，凸出部與復(fù)合材料層內(nèi)表面相貼合，將復(fù)合材料層內(nèi)表面與轉(zhuǎn)子鐵芯外表面之間的空隙分割成若干獨(dú)立的空間,永磁體設(shè)置在獨(dú)立空間中。進(jìn)一步地，凸出部為條狀凸起，沿軸向方向的長(zhǎng)度與轉(zhuǎn)子鐵芯沿軸向方向的長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)。進(jìn)一步地，凸出部為沿轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向方向粘貼在其外壁上的鋁條。進(jìn)一步地，電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)還包括保護(hù)套，與轉(zhuǎn)子鐵芯兩端固定連接，壓緊復(fù)合材料層。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種電機(jī)，包括前述任一項(xiàng)的電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)。應(yīng)用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在永磁體外表面設(shè)置擴(kuò)幅纖維束組成的復(fù)合材料層，減小了復(fù)合材料層的厚度，進(jìn)而減小了永磁體與定子繞組之間的間隙，避免了漏磁現(xiàn)象的發(fā)生。

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中圖I示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電機(jī)的橫截面示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。如圖I 2所示，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，電機(jī)包括轉(zhuǎn)軸10、轉(zhuǎn)子鐵芯20、復(fù)合材料層30、永磁體40、保護(hù)套50和保護(hù)套60，以及鋁條80。其中由娃鋼片制成的轉(zhuǎn)子鐵芯20固定在電機(jī)轉(zhuǎn)軸10的外表面，隨電機(jī)轉(zhuǎn)軸10 —起轉(zhuǎn)動(dòng)。永磁體40覆蓋在轉(zhuǎn)子鐵芯20的外表面上，復(fù)合材料層30圍繞永磁體40外表面設(shè)置。保護(hù)套50、60固定在轉(zhuǎn)子鐵芯20兩端，壓緊復(fù)合材料層30。復(fù)合材料層30具體為碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料包括將碳纖維束通過擴(kuò)幅上漿機(jī)構(gòu)進(jìn)行預(yù)處理，所加工成的寬度為9 Ilmm的擴(kuò)幅碳纖維束31。在獲得擴(kuò)幅碳纖維束31后，將若干擴(kuò)幅碳纖維束31采用層疊交錯(cuò)的綁扎方式纏繞在永磁體40外表面上，再通過樹脂膜滲透成型工藝，使環(huán)氧樹脂浸潤(rùn)擴(kuò)幅碳纖維束31，固化后形成以環(huán)氧樹脂為基體的高性能碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。通過對(duì)碳纖維束進(jìn)行擴(kuò)幅上漿處理，不僅可以有效減小碳纖維束的厚度，減少無法浸潤(rùn)的碳纖維數(shù)量，而且上漿劑還可以作為連接碳纖維和基體樹脂之間的橋梁，使形成的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料更加牢固可靠。在減小了擴(kuò)幅碳纖維束31厚度的基礎(chǔ)上，可以對(duì)擴(kuò)幅碳纖維束31采用層疊交錯(cuò)的綁扎方式，有效增加碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料各個(gè)方向的抗拉強(qiáng)度。而復(fù)合材料層30整體厚度受到控制，可以減小永磁體40與定子繞組之間的間隙，從而減小漏磁系數(shù)，提高電機(jī)效率。這里的復(fù)合材料層30并不僅限于由擴(kuò)幅碳纖維束31和環(huán)氧樹脂構(gòu)成，根據(jù)實(shí)際需要，可以將擴(kuò)幅碳纖維束31替換成為其他可擴(kuò)幅的非導(dǎo)磁性材料，或者將環(huán)氧樹脂替換成為其他樹脂。轉(zhuǎn)子鐵芯20側(cè)壁設(shè)置有4根條狀凸起，4根條狀凸起沿轉(zhuǎn)子鐵芯20周向方向均勻設(shè)置，且沿軸向方向的長(zhǎng)度與轉(zhuǎn)子鐵芯20沿軸向方向的長(zhǎng)度相同。條狀凸起的數(shù)量這里并不限于4個(gè)，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要來進(jìn)行設(shè)置。該條狀凸起可以與轉(zhuǎn)子鐵芯20 —體成型，也可以是沿轉(zhuǎn)子鐵芯20的軸向方向粘貼在轉(zhuǎn)子鐵芯20的外壁上的鋁條80，或者其它的條狀支撐結(jié)構(gòu)。復(fù)合材料層30的內(nèi)表面與鋁條80的外表面相貼合，鋁條80將復(fù)合材料層30與轉(zhuǎn)子鐵芯20之間的環(huán)形空隙分隔成4個(gè)大小相同且相對(duì)獨(dú)立的空間。永磁體40設(shè)置在該空間內(nèi)，形成磁瓦。永磁體40的外表面與復(fù)合材料層30的內(nèi)表面相貼合，永磁體40的內(nèi)表面與轉(zhuǎn)子鐵芯20的外表面相貼合，形成良好的配合關(guān)系。轉(zhuǎn)子鐵芯20兩個(gè)端面膠接有非導(dǎo)磁材料制成的保護(hù)套50、60，用于壓緊位于轉(zhuǎn)子鐵芯20兩端的擴(kuò)幅碳纖維束31。在轉(zhuǎn)子鐵芯20兩端采用擴(kuò)幅碳纖維束31綁扎和保護(hù)套50、60相結(jié)合的方式，可以有效增強(qiáng)轉(zhuǎn)子鐵芯20兩端的可靠性，防止永磁體40甩出。在裝配永磁體40時(shí)，首先利用上漿擴(kuò)幅機(jī)構(gòu)對(duì)碳纖維束進(jìn)行上漿擴(kuò)幅處理，形成擴(kuò)幅碳纖維束31，處理后的擴(kuò)幅碳纖維束31的寬度為9 11mm，可以有效減小擴(kuò)幅碳纖維束31的厚度，減少無法浸潤(rùn)的碳纖維數(shù)量，提高碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度。然后將若干擴(kuò)幅碳纖維束31采用層疊交錯(cuò)的綁扎方式纏繞在永磁體40外表面，形成碳纖維預(yù)成型體。這種綁扎方式可以有效增強(qiáng)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料各個(gè)方向的抗拉強(qiáng)度。當(dāng)永磁體40表面纏繞了一定厚度的擴(kuò)幅碳纖維束31后，采用樹脂膜滲透成型工藝，在碳纖維預(yù)成型體上形成以環(huán)氧樹脂為基體的高性能碳纖維復(fù)合材料。最后利用樹脂傳遞模塑成型工藝加工兩個(gè)保護(hù)套50、60，膠接固定到轉(zhuǎn)子鐵芯20兩端，將已經(jīng)固化好的復(fù)合材料層30壓在下面，防止兩端的永磁體40甩出電機(jī)。保護(hù)套50、60的材質(zhì)可以是碳纖維復(fù)合材料，也可以是其他非導(dǎo)磁材料。從以上的描述中，可以看出，本實(shí)用新型上述的實(shí)施例利用新型的碳纖維綁扎方式為轉(zhuǎn)子表貼式永磁體提供了可靠的保護(hù)措施。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常綁扎用的碳纖維采用碳纖維集束的方式，這樣綁扎后的碳纖維復(fù)合材料層厚度很大，并且處于集束內(nèi)部的碳纖維很難與基體樹脂進(jìn)行浸潤(rùn)固化，導(dǎo)致最終形成的碳纖維復(fù)合材料強(qiáng)度不高。本實(shí)用新型的技術(shù)方案對(duì)集束的碳纖維進(jìn)行上漿擴(kuò)幅處理，這樣不僅可以有效減小碳纖維束的厚度，減少無法浸潤(rùn)的碳纖維數(shù)量，上漿劑還可以作為連接碳纖維和基體樹脂之間的橋梁，使形成的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料更加可靠。在減小了碳纖維束厚度的基礎(chǔ)上，可以對(duì)碳纖維束采用層疊交錯(cuò)的綁扎方式，有效增強(qiáng)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料各個(gè)方向的抗拉強(qiáng)度。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的整體厚度受到控制，就可以有效減小永磁體與定子繞組之間的間隙，從而減小漏磁系數(shù)，提高電機(jī)效率。在轉(zhuǎn)子兩端，采用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料預(yù)制保護(hù)套的方式，先用樹脂傳遞模塑成型工藝PTM加工兩個(gè)保護(hù)套，然后用膠固定到轉(zhuǎn)子鐵芯兩端，將已經(jīng)固化好的碳纖維層壓在下面，防止兩端的永磁體甩出電機(jī)，增加了兩端的可靠性。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu),其特征在于,所述結(jié)構(gòu)包括 轉(zhuǎn)子鐵芯(20)； 永磁體(40)，覆蓋在所述轉(zhuǎn)子鐵芯(20)的外表面上；以及 復(fù)合材料層(30)，包括圍繞所述永磁體(40)外表面設(shè)置的擴(kuò)幅纖維束。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述擴(kuò)幅纖維束為擴(kuò)幅碳纖維束(31)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述擴(kuò)幅碳纖維束(31)的寬度為9 11mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，多個(gè)所述擴(kuò)幅纖維束層疊交錯(cuò)纏繞在所述永磁體(40)外表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述復(fù)合材料層(30)還包括浸潤(rùn)所述擴(kuò)幅纖維束的樹脂基體。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(20)側(cè)壁設(shè)置有凸出部，所述凸出部沿所述轉(zhuǎn)子鐵芯(20)軸向方向延伸，所述凸出部與所述復(fù)合材料層(30)內(nèi)表面相貼合，將所述復(fù)合材料層(30)內(nèi)表面與所述轉(zhuǎn)子鐵芯(20)外表面之間的空隙分割成若干獨(dú)立的空間，所述永磁體(40)設(shè)置在所述獨(dú)立空間中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸出部為條狀凸起，所述條狀凸起沿軸向方向的長(zhǎng)度與所述轉(zhuǎn)子鐵芯(20)沿軸向方向的長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸出部為沿所述轉(zhuǎn)子鐵芯(20)的軸向方向粘貼在其外壁上的鋁條(80)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu),其特征在于,所述電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)還包括保護(hù)套(50，60)，所述保護(hù)套(50，60)與所述轉(zhuǎn)子鐵芯(20)兩端固定連接，壓緊所述復(fù)合材料層(30)。
10.一種電機(jī),包括電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)為權(quán)利要求I 9中任一項(xiàng)所述的電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)以及包括該結(jié)構(gòu)的電機(jī)。其中電機(jī)永磁體固定結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)子鐵芯；永磁體，覆蓋在轉(zhuǎn)子鐵芯的外表面上；以及復(fù)合材料層，包括圍繞永磁體外表面設(shè)置的擴(kuò)幅纖維束。根據(jù)本實(shí)用新型，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于保護(hù)永磁體的保護(hù)層厚度過大，導(dǎo)致永磁體與定子繞組之間的間隙過大而漏磁的問題。
文檔編號(hào)H02K1/28GK202475068SQ201220119370
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者傅鵬, 張治平, 蔣彩云, 蔣楠, 謝蓉, 鐘瑞興, 閆秀兵 申請(qǐng)人:珠海格力電器股份有限公司