拼接式转子永磁同步电动机的制作方法

本实用新型涉及一种三相交流永磁同步电动机，特别是一种既适于立式安装，也可用于卧式安装的实现低转速大扭矩直接输出的拼接式转子永磁同步电动机。

背景技术：

随着永磁电动机技术的不断完善及永磁体材料行业的飞速发展，用直接驱动永磁同步电动机替代三相异步电动机及其配套减速机构的传动方式，被越来越多的推广应用，特别体现在需要低速大扭矩输出的传动系统中。现有永磁电动机的整体结构多采用与原三相异步电动机相同的结构形式，其中机壳、端盖、冷却器等部件的结构变动不大，一般是将原异步电动机笼形转子的导体材料换成永磁体，硅钢片叠压转子铁芯换成实心的或支架式铁芯，当电动机的单机容量增大时，电机体积和重量相应的需要增大较多，受限于此，安装方式也多为卧式安装。

如公告号为CN204761262U的“永磁三相同步电动机”，公开的技术方案包括壳体，壳体内穿设有转轴，转轴上套设有转子，转子上环设有定子，定子固连在壳体上，转轴两端均延伸到壳体外，转轴一端连有用于散热的风扇，风扇旁侧设置有固连于壳体的风罩，壳体上还设置有散热筋板。其主要运用于空压机行业，当电动机极数较大，转速较低，单机容量需要又较大时，即需要低速大转矩输出时，为有效控制电机温升，不得不增加电动机的铜铁用料和成本。

在公告号为CN205544737U的“一种永磁同步电动机”中，公开的基本结构包括电动机壳体、定子铁芯、定子绕组、转子铁芯、永久磁铁和主轴；与永久磁铁固定连接的转子铁芯固定在主轴上，主轴通过轴承固定在电动机壳体上；电动机壳体本体上设有冷却管路，电动机壳体的一端设有冷却液进口，电动机壳体的另一端设有冷却液出口，冷却液进口和冷却液出口均与冷却管路相连通。上述结构虽然可以保证永磁同步电动机的散热效果，提高永磁同步电动机的使用寿命，但是，因冷却管路散热面积小、冷却水流量较小，故一定程度上影响其散热效果。

据公告号为CN205407472U的“一种大功率永磁同步电动机”记载，其结构主要包括机座、定子、转轴和永磁转子，机座为圆套筒式结构，两端通过端盖密封，内设有环形水道，机座两端分别设有与环形水道相通的进出水口，机座上端设有半导体制冷装置和温度控制装置。它采用水冷却和半导体制冷的复合冷却方式，虽然能实现快速将温度降低的目的，但是与同类电动机相比，其结构和控制系统还是较为复杂。

还有公告号为CN204794615U的“高功率密度水冷车用永磁同步电动机”，该机包括水冷壳体、定子、转子、转轴、凸缘端盖、编码器、散热胶；电动机外围为水冷壳体，在靠近水冷壳体内壁上设有定子，转轴通过固定在壳体两侧的端盖轴座上的轴承支撑，在端盖上设有编码器，内嵌式转子设有切向磁路和径向磁路磁钢槽，在定子端部设有散热胶，用散热胶代替浸漆并用散热胶包住定子线圈端部。其水冷壳体采用环形管式冷却通道，同样存在散热面积小、冷却水流量小及结构复杂的问题。

且上述专利所述电动机的转轴均为常用的整体式实心阶梯轴，所以电动机的整体重量较大，如果需要立式安装时，将受限于电动机体积或重量无法实现。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种拼接式转子永磁同步电动机，解决了现有低速大转矩驱动系统中三相异步电动机结构复杂、工作效率低、噪音大，永磁同步电动机体积大、温升高等问题。其设计合理，结构紧凑、体积小，便于安装、维护，单机容量大、噪音低，可实现低转速大扭矩输出，有效降低能耗，全面提高传动效率。

本实用新型所采用的技术方案是：该拼接式转子永磁同步电动机包括带有左、右端盖的水冷机壳、组装在水冷机壳内的定子、转子以及编码器，其技术要点是：通过轴承组件支撑在左、右端盖上的所述转子采用分段拼接式结构，转轴的驱动端半轴和从动端半轴分别通过带减载孔的转接盘与空心筒状转子铁芯相互连接固定在一起，排列在转子铁芯外周的瓦片形永磁体利用隔磁条组装固定；通过紧固件组装在左、右端盖上的轴承组件分别支撑转轴的驱动端半轴和从动端半轴，筒形水冷机壳的筒壁内沿轴向设置有横截面为腰形的冷却水通道，定子绕组缠绕在由电工钢片叠压而成的定子铁芯的下线槽中，组装在水冷机壳内的定子绕组之间的间隙以及定子铁芯、定子绕组分别与端盖和水冷机壳之间的空间分别填满导热胶。

所述排列在转子铁芯外周的瓦片形永磁体用粘接剂固定，利用通过沉头螺钉固定的隔磁条隔离组装，然后在转子铁芯的两端分别用压板固牢。

所述编码器组装在转轴的从动端半轴的端部。

本实用新型具有的积极效果是：由于本实用新型的转子采用分段拼接式结构，转轴的驱动端半轴和从动端半轴分别通过带减载孔的转接盘与空心筒状转子铁芯相互连接固定在一起， 水冷机壳的筒壁内沿轴向设置有横截面为腰形的冷却水通道，定子绕组之间的间隙以及定子铁芯、定子绕组分别与端盖和水冷机壳之间的空间分别填满导热胶等散热措施，排列在转子铁芯外周的瓦片形永磁体利用隔磁条组装固定，所以其设计合理，结构紧凑、体积小，便于安装、维护；因该机既可以有效控制温升，又可以使电动机配备变频器控制，成为一种可变频启动及调速的电动机，故电动机转速可以变低，使得电机单机容量增大、噪音降低。转轴可直接与负载相联，无需联轴器，省掉减速机或齿轮箱等减速机构，可实现低转速大扭矩输出，有效降低能耗，全面提高传动效率，同时更节省了成本。因此，本实用新型从根本上解决了现有低速大转矩驱动系统中三相异步电动机结构复杂、工作效率低、噪音大，永磁同步电动机体积大、温升高等问题。

附图说明

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1是本实用新型的一种结构示意图；

图2是图1中分段拼接式转子的一种结构示意图；

图3是图1中组装在水冷机壳内的定子、转子的横截面结构示意图。

图中序号说明：1轴承组件、2左端盖、3导热胶、4定子绕组、5水冷机壳、6定子铁芯、7转子、8接线盒、 9右端盖、10编码器、11驱动端半轴、12紧固件、13压板、14转接盘、15转子铁芯、16沉头螺钉、17永磁体、18隔磁条、19从动端半轴。

具体实施方式

根据图1～3详细说明本实用新型的具体结构。该拼接式转子永磁同步电动机的安装型式可以是立式或卧式安装，用于直接驱动系统时，可直接替代低速大扭矩传动系统中的三相交流异步电动机及其配套减速机或齿轮箱等减速机构。由于单机容量较大，为有效控制温升，采用水冷却方式。它包括带有左端盖2、右端盖9的水冷机壳5、组装在水冷机壳5内的定子、转子7以及编码器10等零部件。其中水冷机壳5为电机的支撑部件，采用由灰口铸铁或铸铝铸造而成的筒形铸件，筒形水冷机壳5的筒壁内沿轴向设置有横截面为腰形孔的足够数量的冷却水通道，以加大散热面积。两端部加工面上预留有螺纹通孔，分别用于安装左、右端盖2、9。

定子由定子铁芯6、定子绕组4和扣片等件组成。定子绕组4缠绕在由电工钢片叠压而成的定子铁芯6的下线槽中。定子铁芯6采用叠压装配的0.35mm或0.5mm电工钢片。组装在水冷机壳5内的定子绕组4相互间的间隙，以及定子绕组4分别与左、右端盖2、9和水冷机壳5之间的较大空间、定子铁芯6与水冷机壳5之间的较小空间，分别填满导热胶，目的是加大导热系数,增强散热效果。可根据电机实际容量及散热量的需要来选择合适的导热胶。

为了有助于减轻整机重量，转子7采用分段拼接式结构，由驱动端半轴11、压板13、转接盘14、转子铁芯15、永磁体17、隔磁条18和从动端半轴19等件组成。转轴的驱动端半轴11和从动端半轴19通过轴承组件1分别支撑在左、右端盖2、9上。转轴的驱动端半轴11可与负载直接相联，中间不需要另备连轴器。转子铁芯15采用优质钢材加工成一体式空心筒状。永磁体17采用稀土永磁材料制成瓦片形，瓦片的内周与转子铁芯15外周的形状尺寸相吻合。14转接盘采用优质钢板加工而成，上面加工出近似梯形的减载孔。转轴的驱动端半轴11和从动端半轴19分别通过带减载孔的转接盘14与空心筒状的转子铁芯15相互连接固定在一起。排列在转子铁芯15外周的瓦片形永磁体17利用隔磁条18组装固定。

为便于安装、维护，轴承组件1通过螺栓、垫圈等紧固件12连接在左、右端盖2、9上；排列在转子铁芯15外周的瓦片形永磁体17用粘接剂固定；隔磁条18通过沉头螺钉16固定在转子铁芯15上，永磁体17利用隔磁条18进行隔离组装，然后在转子铁芯15的两端分别用压板13固牢。编码器10组装在转轴的从动端半轴19的端部。