一種拼接型內(nèi)置永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于永磁電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種拼接型內(nèi)置永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子主要分為表面式、內(nèi)置式兩種結(jié)構(gòu)。表面式轉(zhuǎn)子的永磁體被貼在轉(zhuǎn)子表面，漏磁很小，但在高速旋轉(zhuǎn)時永磁體容易脫落，而且轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)對稱，不能有效利用磁阻轉(zhuǎn)矩，另外弱磁提速能力也不強(qiáng)。內(nèi)置式轉(zhuǎn)子的永磁體被插放在轉(zhuǎn)子內(nèi)部，永磁體可以得到保護(hù)，轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)不對稱性產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩可提高電動機(jī)的過載能力和功率密度，弱磁提速能力也較好。但是內(nèi)置式轉(zhuǎn)子依靠隔磁橋限制漏磁，抗漏磁效果較差，漏磁依然很大，永磁體材料利用率較低，這對降低電動機(jī)生產(chǎn)成本是不利的。而且隔磁橋機(jī)械強(qiáng)度較差，影響電動機(jī)的運行可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提供一種拼接型內(nèi)置永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子，以解決傳統(tǒng)內(nèi)置式轉(zhuǎn)子漏磁較大、機(jī)械強(qiáng)度較差的問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是以下述方法實現(xiàn)的:
一種拼接型內(nèi)置永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子，包括中心鐵心、若干弓形鐵心、用于榫接中心鐵心和弓形鐵心的若干銅條、若干永磁體、轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸固定設(shè)置在所述中心鐵心的對稱中心位置;所述中心鐵心的橫截面呈正多邊形，所述中心鐵心相鄰邊的相交處均設(shè)置有燕尾形榫槽;所述銅條橫截面呈“不”字形，包括與燕尾形榫槽相榫接的燕尾形榫頭、對稱地位于同一直線上且垂直所述燕尾形榫頭的兩個矩形榫頭、對稱的設(shè)置在所述燕尾形榫頭和兩個矩形榫頭之間的兩個矩形突出部，另外，所述銅條也可換成由其他高強(qiáng)度非鐵磁材料制成的具有相同形狀的部件;所述弓形鐵心的兩端設(shè)置有與相鄰銅條的矩形榫頭相榫接的凹槽;所述中心鐵心的各邊與相對榫接的弓形鐵心之間形成有矩形槽，所述矩形槽內(nèi)插裝有形狀相對應(yīng)的永磁體。
[0005]進(jìn)一步地，所述中心鐵心的橫截面的正多邊形邊數(shù)、弓形鐵心的數(shù)量、所述銅條的數(shù)量、永磁體的數(shù)量與電機(jī)極數(shù)相同。
[0006]進(jìn)一步地，所述永磁體包括分別與中心鐵心和弓形鐵心接觸的第一永磁體端面和第二永磁體端面，其充磁方向垂直于第一永磁體端面和第二永磁體端面，其中一半數(shù)量的永磁體的充磁方向朝向中心鐵心的中心，另一半數(shù)量的永磁體的充磁方向背離中心鐵心的中心，相鄰的永磁體的充磁方向不同。
[0007]進(jìn)一步地，所述矩形突出部的寬度與永磁體的厚度相同，保證永磁體能夠完全填滿矩形槽而沒有間隙。
[0008]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案省去了傳統(tǒng)內(nèi)置式轉(zhuǎn)子中的隔磁橋，使轉(zhuǎn)子兼有傳統(tǒng)表面式轉(zhuǎn)子和傳統(tǒng)內(nèi)置式轉(zhuǎn)子的優(yōu)良特性:漏磁小，可充分利用磁阻轉(zhuǎn)矩，具有較高的過載能力、功率密度和弱磁提速能力，并且使轉(zhuǎn)子的機(jī)械可靠性優(yōu)于傳統(tǒng)表面式轉(zhuǎn)子和傳統(tǒng)內(nèi)置式轉(zhuǎn)子。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明實施例的中心鐵心的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3為本發(fā)明實施例的中心鐵心和銅條裝配在一起時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4為本發(fā)明實施例的弓形鐵心的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013 ]圖5為本發(fā)明實施例的永磁體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖6為本發(fā)明實施例的銅條的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖7為本發(fā)明實施例與普通交流電機(jī)定子配合在一起組成的電動機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中所示為:1-中心鐵心，2-弓形鐵心，3-永磁體，4-銅條，5-轉(zhuǎn)軸，6_定子，11_燕尾形榫槽，12-中心鐵心凸出部，13-軸孔，14-矩形槽，21-凹槽，31-第一永磁體端面，32-第一■永磁體?而面，41-燕尾形禪頭，42-矩形關(guān)出部，43-矩形禪頭。
【具體實施方式】
[0017]下面通過具體實施例對本發(fā)明的目的作進(jìn)一步詳細(xì)地描述，實施例不能在此一一贅述，但本發(fā)明的實施方式并不因此限定于以下實施例。
[0018]如圖1至圖6所示，一種拼接型內(nèi)置永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子，包括中心鐵心1、若干弓形鐵心2、用于榫接中心鐵心I和弓形鐵心2的若干銅條4、若干永磁體3、轉(zhuǎn)軸5，如圖2所示，所述中心鐵心I由硅鋼片疊壓而成，中心鐵心I的對稱中心位置設(shè)置有軸孔13，利用軸孔13將中心鐵心I套裝在轉(zhuǎn)軸5上。所述轉(zhuǎn)軸5固定設(shè)置在所述中心鐵心I的;所述中心鐵心I的總體呈四棱柱狀，其橫截面呈正四邊形，所述中心鐵心I相鄰邊的相交處，即中心鐵心I每條棱處均設(shè)置有燕尾形榫槽11，燕尾形榫槽11的形狀和尺寸須合理以保證中心鐵心I每條棱處的中心鐵心凸出部12具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度;如圖6所示，所述銅條4橫截面呈“不”字形，采用具有高機(jī)械強(qiáng)度的鈹銅作為材料，包括與燕尾形榫槽11相榫接的燕尾形榫頭41、對稱地位于同一直線上且垂直所述燕尾形榫頭41的兩個矩形榫頭43、對稱的設(shè)置在所述燕尾形榫頭41和兩個矩形榫頭43之間的兩個矩形突出部42;如圖4所示，所述弓形鐵心2的由硅鋼片疊壓而成，弓形鐵心2數(shù)量與所述銅條4相一致，其兩端設(shè)置有與相鄰銅條4的矩形榫頭43相榫接的凹槽21;所述中心鐵心I的各邊與相對榫接的弓形鐵心2之間形成有矩形槽14(見圖3)，所述矩形槽14內(nèi)插裝有形狀相對應(yīng)的永磁體3。
[0019]所述中心鐵心I的橫截面的正多邊形邊數(shù)、弓形鐵心2的數(shù)量、所述銅條4的數(shù)量、永磁體3的數(shù)量與電機(jī)極數(shù)相同，本實施例中，所述中心鐵心I的橫截面為正四邊形，弓形鐵心2的數(shù)量、所述銅條4的數(shù)量、永磁體3的數(shù)量與電機(jī)極數(shù)均為4。
[0020]如圖5所示，所述永磁體3包括分別與中心鐵心I和弓形鐵心2接觸的第一永磁體端面31和第二永磁體端面32，其充磁方向垂直于第一永磁體端面31和第二永磁體端面32，可根據(jù)需要選用合適的釹鐵硼材料作為永磁體3的材料，其中一半數(shù)量的永磁體3的充磁方向朝向中心鐵心I的中心，另一半數(shù)量的永磁體3的充磁方向背離中心鐵心I的中心，相鄰的永磁體3的充磁方向不同。
[0021]所述矩形突出部42的寬度與永磁體3的厚度相同，保證永磁體3能夠完全填滿矩形槽14而沒有間隙，銅條4的兩個矩形榫頭43的寬度須足夠大以保證銅條4具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。
[0022]本實施例中，中心鐵心1、弓形鐵心2、永磁體3、銅條4的軸向長度相同。所述的拼接型內(nèi)置永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子與普通交流電機(jī)定子6配合在一起就可構(gòu)成一臺永磁同步電動機(jī)，如圖7所示，同時，所述的中心鐵心1、弓形鐵心2、永磁體3、銅條4、轉(zhuǎn)軸5的橫截面可以完全互補(bǔ)，實現(xiàn)無縫無孔配合，構(gòu)成一個實心面域。
[0023]本實施例提供的轉(zhuǎn)子與傳統(tǒng)內(nèi)置式永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子相比，省去了機(jī)械強(qiáng)度較差、抗漏磁效果較差的隔磁橋，機(jī)械強(qiáng)度大大提高，銅條4的導(dǎo)磁性能與空氣相同，可以使漏磁顯著降低。所以本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)子在電動機(jī)運行時具有更高的機(jī)械可靠性，使用同樣多的永磁體材料可產(chǎn)生的氣隙磁通更大，對提高電動機(jī)性能、節(jié)省永磁體材料、降低生產(chǎn)成本都非常有利，各組件也易于組裝。
[0024]本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種拼接型內(nèi)置永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，包括中心鐵心(I)、若干弓形鐵心(2)、用于榫接中心鐵心(I)和弓形鐵心(2)的若干銅條(4)、若干永磁體(3)、轉(zhuǎn)軸(5)， 所述轉(zhuǎn)軸(5)固定設(shè)置在所述中心鐵心(I)的對稱中心位置； 所述中心鐵心(I)的橫截面呈正多邊形，所述中心鐵心(I)相鄰邊的相交處均設(shè)置有燕尾形榫槽(11); 所述銅條(4)橫截面呈“不”字形，包括與燕尾形榫槽(11)相榫接的燕尾形榫頭(41)、對稱地位于同一直線上且垂直所述燕尾形榫頭(41)的兩個矩形榫頭(43)、對稱的設(shè)置在所述燕尾形榫頭(41)和兩個矩形榫頭(43)之間的兩個矩形突出部(42);所述弓形鐵心(2)兩端設(shè)置有與相鄰銅條(4)的矩形榫頭(43)相榫接的凹槽(21); 所述中心鐵心(I)的各邊與相對榫接的弓形鐵心(2)之間形成有矩形槽(14)，所述矩形槽(14)內(nèi)插裝有形狀相對應(yīng)的永磁體(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拼接型內(nèi)置永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于: 所述中心鐵心(I)的橫截面的正多邊形邊數(shù)、弓形鐵心(2)的數(shù)量、所述銅條(4)的數(shù)量、永磁體(3)的數(shù)量與電機(jī)極數(shù)相同。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拼接型內(nèi)置永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述永磁體(3)包括分別與中心鐵心(I)和弓形鐵心(2)接觸的第一永磁體端面(31)和第二永磁體端面(32),其充磁方向垂直于第一永磁體端面(31)和第二永磁體端面(32)，其中一半數(shù)量的永磁體(3)的充磁方向朝向中心鐵心(I)的中心，另一半數(shù)量的永磁體(3)的充磁方向背離中心鐵心(I)的中心，相鄰的永磁體(3)的充磁方向不同。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拼接型內(nèi)置永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述矩形突出部(42)的寬度與永磁體(3)的厚度相同。
【專利摘要】一種拼接型內(nèi)置永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子，包括中心鐵心、若干弓形鐵心、用于榫接中心鐵心和弓形鐵心的若干銅條、若干永磁體、轉(zhuǎn)軸，所述中心鐵心和弓形鐵心相互獨立，利用燕尾形榫槽將中心鐵心、弓形鐵心與銅條配合在一起，使這三種組件通過簡單的拼接方式組裝成為一個牢固的整體，能夠很好地抵抗旋轉(zhuǎn)時的離心力而不解體，永磁體插放在中心鐵心、中心鐵心和銅條共同形成的矩形槽內(nèi)。本發(fā)明省去了機(jī)械強(qiáng)度較差、抗漏磁效果較差的隔磁橋，機(jī)械強(qiáng)度大大提高，銅條的導(dǎo)磁性能與空氣相同，漏磁顯著降低，電動機(jī)運行時具有更高機(jī)械可靠性，使用同樣多的永磁體材料可產(chǎn)生更大氣隙磁通，提高電動機(jī)性能、節(jié)省永磁體材料、降低生產(chǎn)成本且易于組裝。
【IPC分類】H02K1/27
【公開號】CN105576868
【申請?zhí)枴緾N201610091326
【發(fā)明人】司萌, 楊向宇, 謝寶忠, 何智榮
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年2月18日