一种永磁转子结构的制作方法
【专利摘要】一种永磁转子结构，包括转轴、套在转轴上转子铁芯，转子铁芯由至少2段铁芯段经笼条和端环连接形成一整体，各铁芯段包括空心转子段、装于空心转子段上的至少2对极的永磁体、转子隔片，相邻两铁芯段的永磁体的磁极相同，空心转子段由多片转子冲片叠加而成。本实用新型转子各部件通过铸铝笼条和铸铝端环成为一个坚固的整体，这种结构在增加分段转子段与转子隔片的摩擦力以克服转子旋转时转子冲片以及永磁体的离心力的同时，还增加电机的起动转矩，提高了电机的起动性能。本实用新型具有结构紧凑、功率密度大、性能可靠、使用寿命长的优点。
【专利说明】
一种永磁转子结构
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种永磁转子结构。
【背景技术】
[0002]永磁同步电动机按转子上有无起动绕组，可分为无起动绕组的电动机和有起动绕组的电动机，前者常称为调速永磁同步电动机，后者常称为异步起动永磁同步电动机。异步起动永磁电动机既可用于调速运行又可在某一频率和电压下利用起动绕组所产生的异步转矩起动，当使于频率可调的传动系统时，形成一台具有阻尼(起动)绕组的调速永磁同步电动机。
[0003]按照永磁体在转子位置的不同，永磁同步电动机的转子磁路结构图一般可分为三种:表面式、内置式和爪极式。
[0004]表面式转子磁路结构中，永磁体通常呈瓦片形，并位于转子铁芯的外表面上，永磁体提供磁通的方向为径向。爪极式转子磁路结构通常由两个带爪的法兰盘和一个圆环形的永磁体构成。这两种结构的永磁转子制造工艺简单、成本低，应用较为广泛，但因转子表面无法安放起动绕组，无异步起动能力，不能用于异步起动永磁同步电动机。
[0005]内置式转子磁路结构中，永磁体通常位于转子内部，永磁体外表面与定子铁芯内圆之间有铁磁物质制成的极靴中，极靴中有导电体起阻尼和起动作用，动、稳态性能好，广泛应用于要求有异步起动能力的永磁同步电动机。
[0006]内置式转子磁路结构又可分为径向式、切向式和混合式。径向式转子磁路结构永磁体轴向插入永磁体槽，并通过隔磁磁桥限制漏磁通，但存在当电动机极数较多时，径向式结构不能提供足够的每极磁通。混合式转子磁路结构需采用较多的隔磁磁桥隔磁，制造工艺复杂，同时转子冲片的机械强度也有所下降。切向式转子磁路结构可得到更大的每极磁通，但漏磁系数较大，一般采用轴向插入永磁体的安装方式时，由于转子端环尺寸的影响，永磁体的径向高度受到一定的限制，这样会使电机的体积增加，电动机的制造工艺和制造成本较高。
【发明内容】
[0007]本实用新型的发明目的在于克服现有技术的上述不足而提供一种结构紧凑、功率密度大、性能可靠、使用寿命长的异步起动永磁同步电动机磁钢内置切向式永磁转子结构。
[0008]本实用新型的技术方案在于:包括转轴、套在转轴上转子铁芯，转子铁芯由至少2段铁芯段经笼条和端环连接形成一整体，各铁芯段包括空心转子段、装于空心转子段上的至少2对极的永磁体，相邻两铁芯段的永磁体的磁极相同，空心转子段由多片转子冲片叠加
ntjD
[0009]所述转子铁芯两端分别设有端部转子隔片，相邻两铁芯段之间设有中间转子隔片。
[0010]固定棒插装于铁芯段、端部转子隔片、中间转子隔片上。
[0011]所述端环位于转子铁芯两端，笼条贯穿转子铁芯，端环和笼条将转子铁芯固定成一整体。
[0012]所述转子冲片上设有转轴安装孔、永磁体安装槽、固定棒孔一、与笼条相对应的安装孔一，端部转子隔片、中间转子隔片上设有转轴安装孔、固定棒孔二、与笼条相对应的安装孔二，固定棒插装于固定棒孔一、固定棒孔二中。
[0013]所述固定棒两端与端部转子隔片铆接。
[0014]所述永磁体安装槽与转轴安装孔相连通，安装永磁体时必须采用定制工装，将永磁体从转子铁芯的内圆装入空心转子段的永磁体槽中。
[0015]所述转子铁芯经隔磁环装于转轴上。
[0016]本实用新型通过特殊设计永磁体安装槽以及从转轴安装孔装配永磁体的方式，减少切向式转子磁路结构的漏磁通，减少漏磁系数，同时能提供更大的永磁体空间，提高电动机的功率密度和扩展电动机的恒功率运行范围。通过转子隔片以及固定棒的设计、装配，增强了永磁转子的机械强度，此结构适宜于高速永磁电机。本实用新型切向式永磁转子结构通过铸铝端环以及铸铝笼条将转子铁芯压紧成一实体，这种结构增加分段转子冲片与转子隔片的摩擦力以克服转子旋转时转子冲片以及永磁体的离心力的同时，还增加电机的起动转矩，提高了电机的起动性能，适宜用于要求起动转矩大的负载工况。用固定棒拉紧铁芯，增强转子机械强度，同时结构简单，便于安装。
【附图说明】
[0017]图1是转子冲片示意图。
[0018]图2是转子隔片示意图。
[0019]图3是转子铁芯的结构示意图。
[0020]图4是图3的剖视图。
[0021]图5是本实用新型的示意图。
【具体实施方式】
[0022]图1中，转子冲片(3)上有四个内置切向式永磁体槽，外圆均布有24个圆形笼条孔，槽底未切穿转子冲片外圆，槽口将转子冲片内圆切穿。此结构能提供更大的永磁体空间，提高电动机的功率密度和扩展电动机的恒功率运行范围。冲片中间均布四个圆孔，用于通过固定棒(4)，固定棒(4)将转子冲片(3)、转子隔片(2)固定在一体，增强了转子铁芯(6)的机械强度。转子冲片(3)采用导磁性能良好的铁磁材料制成。
[0023]图2中，转子隔片(2)外圆均布有24个圆形笼条孔，中间均布四个圆孔，用于通过固定棒(4)。转子隔片(2)与转子冲片结构相似，只是没有加工四个内置切向式永磁体槽，转子隔片(2)采用非导磁材料，将转子铁芯(6)隔离成4段转子单元，转子隔片(2)加强转子结构的强度的同时还将永磁体(5)隔离，减少切向式转子磁路结构的漏磁通，降低漏磁系数。
[0024]图3、4中，转子冲片(3)平均叠压为四段，每段之间由转子隔片(2)分开，叠压时转子铁芯段左右两端各固定一片转子隔片(2)，转子轴向共需5块转子隔片(2)。转子固定棒
(4)轴向穿过转子铁芯(6)，以加强转子的机械强度，适用于高速旋转的转子，结构简单，便于安装，保证电机的可靠运行。转子冲片(3)中24个圆形笼条孔采用铸铝笼条，铸铝完成后转子各部件通过铸铝笼条(I)和铸铝端环(9)成为一个坚固的整体，这种结构在增加分段转子单元与转子隔片的摩擦力以克服转子旋转时转子冲片以及永磁体的离心力的同时，还增加电机的起动转矩，提高了电机的起动性能，适宜用于要求起动转矩大的负载工况。然后将固定棒(4)穿过转子铁芯(6 )，两端铆紧。通过定制的特殊工装，将永磁体(5 )从转子铁芯(6)的内圆依次放入永磁体槽。
[0025]图5中，转轴(8)采用普通钢，以降低电机成本，但由于隔磁的需要，在转子铁芯(6)和转轴(8)之间需增加由非导磁材料制成的隔磁环(7)，组成一种异步起动永磁同步电动机永磁转子结构。转子铁芯(6)安装于有隔磁环(7)的转轴(8)上。
[0026]实施过程如下:
[0027]按图1、图2加工转子冲片(3)及转子隔片(2)，按图3所示将转子冲片平均叠压为四段，每段之间由转子隔片(2)分开，叠压时转子左右两端各固定一片转子隔片(2)，转子轴向共需5块转子隔片(2)。
[0028]叠压完成后，进行铸铝工艺处理。转子冲片(3)中24个圆形笼条孔采用铸铝笼条，铸铝完成后转子单元与转子隔片通过铸铝端环(9)及圆形笼条(I)成为一个坚固的整体。
[0029]将固定棒(4)轴向穿过转子铁芯(6)，两端铆紧。固定棒(4)用以加强转子的机械强度，适宜于高速旋转的转子，保证电机的可靠运行。
[0030]通过定制的特殊工装，将永磁体(5)从转子铁芯(6 )的内圆依次放入各转子单元的永磁体槽内。
[0031]转轴(8)采用普通钢，以降低电机成本，但由于隔磁的需要，在转子铁芯(6)和转轴
(8)之间需增加由非导磁材料制成的隔磁环(7)。先将隔磁环(7)固定于转轴(8)上，再将转子铁芯(6)安装于装有隔磁环(7)的转轴(8)上。
【主权项】
1.一种永磁转子结构，其特征在于:包括转轴(8)、套在转轴上转子铁芯(6)，转子铁芯(6)由至少2段铁芯段经笼条和端环连接形成一整体，各铁芯段包括空心转子段、装于空心转子段上的至少2对极的永磁体，相邻两铁芯段的永磁体的磁极相同，空心转子段由多片转子冲片(3)叠加而成。2.根据权利要求1所述的永磁转子结构，其特征在于:所述转子铁芯(6)两端分别设有端部转子隔片，相邻两铁芯段之间设有中间转子隔片。3.根据权利要求2所述的永磁转子结构，其特征在于:固定棒4插装于铁芯段、端部转子隔片、中间转子隔片上。4.根据权利要求1所述的永磁转子结构，其特征在于:所述端环位于转子铁芯两端，笼条贯穿转子铁芯，端环和笼条将转子铁芯固定成一整体。5.根据权利要求4所述的永磁转子结构，其特征在于:所述转子冲片(3)上设有转轴安装孔、永磁体安装槽、固定棒孔一、与笼条相对应的安装孔一，端部转子隔片、中间转子隔片上设有转轴安装孔、固定棒孔二、与笼条相对应的安装孔二，固定棒4插装于固定棒孔一、固定棒孔二中。6.根据权利要求3所述的永磁转子结构，其特征在于:所述固定棒4两端与端部转子隔片柳接。7.根据权利要求5所述的永磁转子结构，其特征在于:所述永磁体安装槽与转轴安装孔相连通。8.根据权利要求1所述的永磁转子结构，其特征在于:所述转子铁芯(6)经隔磁环(7)装于转轴(8)上。
【文档编号】H02K21/46GK205670738SQ201620538012
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】张绍睿, 范超, 杜小锋
【申请人】襄阳航力机电技术发展有限公司