一種表貼式高速永磁電機的永磁體固定結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于永磁電機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種表貼式高速永磁電機的永磁體固定結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在高速永磁電機中，表貼式高速永磁電機最為常用。表貼式高速永磁電機的永磁體通常為瓦片形，并貼于轉(zhuǎn)子鐵芯的外表面，永磁體可以為一個整體結(jié)構(gòu)，也可以由多個磁體組合而成。表貼式高速永磁電機包括凸出式和插入式，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。通過對永磁體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，可以使表貼凸出式高速永磁電機的氣隙磁密波形趨于正弦波的形狀，提高電機的性能。表貼插入式高速永磁電機能夠充分利用轉(zhuǎn)子磁路的不對稱性所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩，提高電機的功率密度，改善電機的動態(tài)性能。無論是表貼凸出式還是表貼插入式高速永磁電機，轉(zhuǎn)子上永磁體的固定對高速永磁電機的正常運轉(zhuǎn)至關(guān)重要。為了防止永磁體在運行過程中發(fā)生脫落以及保護套、永磁體、轉(zhuǎn)子鐵芯之間的周向移動現(xiàn)象，需要對永磁體進行可靠的固定。目前表貼式高速永磁電機比較常用的永磁體固定的方式是將高強合金或復(fù)合材料保護套熱套在永磁體的外表面。為了保證轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)過程，對永磁體進行保護并防止永磁體周向移動，保護套、永磁體、轉(zhuǎn)子鐵芯之間發(fā)生周向移動，要求保護套內(nèi)表面與永磁體外表面之間要有足夠大的過盈量。
[0003]如果保護套內(nèi)表面與永磁體外表面間的過盈量的太小，轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)過程中，保護套可能無法保護永磁體或者保護套、永磁體、轉(zhuǎn)子鐵芯之間就會發(fā)生周向移動，這不僅會影響轉(zhuǎn)子的可靠性，而且還會給電機的控制帶來許多問題。如果保護套內(nèi)表面與永磁體外表面之間的過盈量過大，熱套保護套時，保護套的加熱溫度也就越高。如果保護套的加熱溫度太高，一方面會導(dǎo)致熱套過程十分困難，另一方面保護套的溫度太高會對永磁體的性能產(chǎn)生一定的影響，甚至?xí)?dǎo)致永磁體失磁，此外也可能會使永磁體發(fā)生破裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種表貼式高速永磁電機的永磁體固定結(jié)構(gòu)，能夠降低保護套熱套時的溫度、永磁體固定可靠、安裝簡單便捷，能有效地對永磁體進行保護，并能夠防止電機在高速運行時保護套、永磁體、轉(zhuǎn)子鐵芯之間的周向移動，提高了轉(zhuǎn)子的可靠性。
[0005]一種表貼式高速永磁電機的永磁體固定結(jié)構(gòu)，包括:保護套、轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)軸以及η塊永磁體；其中:
[0006]所述的轉(zhuǎn)子鐵芯套裝于轉(zhuǎn)軸上，所述的轉(zhuǎn)子鐵芯外表面沿周向分布有η個用于限位的凸臺，所述的保護套內(nèi)表面沿周向也對應(yīng)分布有η個凸臺，η為電機轉(zhuǎn)子周向上的磁瓦數(shù)；
[0007]所述的永磁體為瓦片形結(jié)構(gòu)且與轉(zhuǎn)子鐵芯上相鄰?fù)古_之間的周向槽相匹配，并安裝在對應(yīng)的周向槽內(nèi)；
[0008]所述的保護套整體套設(shè)于η塊永磁體的外表面，且保護套內(nèi)側(cè)凸臺與轉(zhuǎn)子鐵芯上的凸臺對齊。
[0009]進一步地，所述的保護套需高溫加熱至預(yù)定溫度，其套在永磁體的外部，對永磁體進行保護。
[0010]進一步地，所述的轉(zhuǎn)子鐵芯上凸臺的周向?qū)挾扰c永磁體尺寸相匹配，徑向厚度按電機的功率和動態(tài)性能確定。
[0011]進一步地，所述的保護套內(nèi)側(cè)凸臺的周向?qū)挾扰c永磁體尺寸相匹配，徑向厚度按照保護套凸臺內(nèi)徑與轉(zhuǎn)子鐵芯凸臺外徑之間為間隙配合、過渡配合或不大于保護套內(nèi)表面與永磁體外表面之間過盈量的過盈配合的原則來確定。
[0012]進一步地，所述的保護套采用高強度非導(dǎo)磁金屬材料，比如:鈦合金、高強度非導(dǎo)磁合金鋼等，或高強度復(fù)合材料，如碳纖維、玻璃纖維等。
[0013]進一步地，所述的轉(zhuǎn)子鐵芯的凸臺上沿軸向設(shè)有通風(fēng)冷卻槽，所述的通風(fēng)冷卻槽與保護套內(nèi)側(cè)的凸臺之間形成通風(fēng)冷卻通道，所述的通風(fēng)冷卻槽的截面可以為三角形、四邊形或圓弧形。
[0014]進一步地，所述的轉(zhuǎn)子鐵芯與轉(zhuǎn)軸可以用導(dǎo)磁材料做成無鐵芯的一體式實心結(jié)構(gòu)。
[0015]本實用新型永磁體固定結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于:降低了保護套熱套時的溫度、永磁體固定可靠、安裝簡單便捷，能夠有效地對永磁體進行保護，并能夠防止電機在高速運行時保護套、永磁體、轉(zhuǎn)子鐵芯之間的周向移動，提高了轉(zhuǎn)子的可靠性；另外充分利用轉(zhuǎn)子磁路的不對稱性所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩，也可以提高電機的功率密度，改善電機的動態(tài)性能。
【附圖說明】
[0016]圖1(a)為傳統(tǒng)的4極表貼凸出式高速永磁電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖1 (b)為傳統(tǒng)的4極表貼插入式高速永磁電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不意圖。
[0018]圖2為本實用新型4極表貼式高速永磁電機的永磁體固定結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為本實用新型4極表貼式高速永磁電機轉(zhuǎn)子上轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本實用新型4極表貼式高速永磁電機轉(zhuǎn)子上保護套的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5為本實用新型4極帶有通風(fēng)冷卻通道的表貼式高速永磁電機的永磁體固定結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖6為本實用新型4極帶有通風(fēng)冷卻通道的表貼式高速永磁電機轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為了更為具體地描述本實用新型，下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細(xì)說明。
[0024]如圖1 (a)所示，傳統(tǒng)的4極表貼凸出式高速永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括保護套1、永磁體2、轉(zhuǎn)子鐵芯3、轉(zhuǎn)軸4及非導(dǎo)磁材料的隔磁塊5。
[0025]如圖1 (b)所示，傳統(tǒng)的4極表貼插入式高速永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括保護套1、永磁體
2、轉(zhuǎn)子鐵芯3及轉(zhuǎn)軸4。轉(zhuǎn)子鐵芯3的外表面和保護套I的內(nèi)表面均為圓柱面，通過選擇保護套內(nèi)表面與永磁體外表面間過盈量的大小，來對永磁體進行保護并防止永磁體周向移動以及保護套、永磁體、轉(zhuǎn)子鐵芯之間發(fā)生周向移動。如果保護套I內(nèi)表面與永磁體2外表面間的過盈量的太小，轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)過程中，保護套I可能無法保護永磁體2或者保護套1、永磁體2、轉(zhuǎn)子鐵芯3之間就會發(fā)生周向移動，這不僅會影響轉(zhuǎn)子的可靠性，而且還會給電機的控制帶來許多問題。如果保護套I內(nèi)表面與永磁體2外表面之間的過盈量越大，熱套保護套I時，保護套I的加熱溫度也就越高。如果保護套I的加熱溫度太高，一方