一種能夠減少永磁體渦流損耗的永磁電機的製作方法

2024-04-15 09:08:05

1.本申請屬於永磁電機設計技術領域，具體涉及一種能夠減少永磁體渦流損耗的永磁電機。


背景技術：

2.對於雙三相永磁起動發電機，由於該發電機發電時轉速範圍較寬，在高速時需要用較大的電流進行弱磁調壓，因此電機發熱較為嚴重，進而導致轉子上的磁鋼會產生渦流損耗；另一方面，由於永磁電機定子開槽引起氣隙磁導變化，分布繞組空間諧波，或者定子電流時間諧波同樣會引起永磁電機轉子渦流損耗。
3.如果永磁電機轉子的散熱條件較差，永磁體的渦流損耗會導致永磁材料溫度升高和不可逆退磁。尤其在高電負荷，高速或多極數的電機中，由於永磁材料的高電導率，諧波磁場在永磁材料中產生大量渦流損耗。現有技術中，通常通過將永磁體進行軸向分段或周向分段來減少或抑制永磁電機產生渦流，然後用耐高溫膠粘劑將分段永磁體粘成整體，圖1給出了軸向分段後粘貼的磁鋼結構，圖2給出了周向分段後粘貼的磁鋼結構。
4.這樣粘接成型的永磁體會造成製造成本大幅上升，主要是因為膠粘永磁體需要設計一個內外徑與永磁體內外徑相匹配的工裝，將分段永磁體粘接在工裝內進行烘烤，烘烤時間大約為2小時左右，烘烤完畢後用線切割的加工方式重新加工永磁體內外徑，以符合使用需要。製造商為了節約製造工時就需要多個永磁體同時進爐烘烤，這樣就需要投入大量工裝來滿足生產進度，會使製造難度及製造成本急劇增加。


技術實現要素：

5.為了解決上述問題，本申請提供了一種能夠減少永磁體渦流損耗的永磁電機，包括發電機轉子組件及發電機定子組件，其中，所述發電機轉子組件包括：
6.磁軛，固定在永磁電機的轉軸上；
7.多個永磁體，沿周向間隔布置在磁軛上，並通過轉子套環固定；
8.其中，相鄰永磁體之間通過隔磁塊填充，每個所述永磁體具有貼緊所述轉子套環的外表面及貼緊所述磁軛的內表面，所述內表面和/或所述外表面上具有多個條形槽。
9.優選的是，所述條形槽為矩形槽，所述矩形槽在永磁體的內表面或外表面上間隔分布有多個。
10.優選的是，所述矩形槽通過線切割加工，寬度為0.2mm，深度為1.5mm。
11.優選的是，所述條形槽在所述永磁體的內表面或外表面上沿永磁電機的軸向延伸。
12.優選的是，所述條形槽在所述永磁體的內表面或外表面上沿永磁電機的周向延伸。
13.優選的是，所述條形槽內填充有耐高溫膠粘劑。
14.本申請能夠減少永磁電機內的永磁體渦流損耗，降低了永磁體及永磁電機的製造
難度，節約了製造成本。
附圖說明
15.圖1是現有的永磁體軸向分段結構示意圖。
16.圖2是現有的永磁體周向分段結構示意圖。
17.圖3是本申請能夠減少永磁體渦流損耗的永磁電機的一優選實施例的永磁電機轉子結構示意圖。
18.圖4是本申請圖3所示實施例的永磁體結構示意圖。
19.其中，11-磁軛，12-永磁體，121-條形槽，13-轉子套環，14-隔磁塊。
具體實施方式
20.為使本申請實施的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本申請實施方式中的附圖，對本申請實施方式中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施方式是本申請一部分實施方式，而不是全部的實施方式。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，旨在用於解釋本申請，而不能理解為對本申請的限制。基於本申請中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬於本申請保護的範圍。下面結合附圖對本申請的實施方式進行詳細說明。
21.本申請提供了一種能夠減少永磁體渦流損耗的永磁電機，包括發電機轉子組件及發電機定子組件，如圖3所示，所述發電機轉子組件包括：
22.磁軛11，固定在永磁電機的轉軸上；
23.多個永磁體12，沿周向間隔布置在磁軛11上，並通過轉子套環13固定；
24.其中，相鄰永磁體12之間通過隔磁塊14填充，每個所述永磁體12具有貼緊所述轉子套環的外表面及貼緊所述磁軛11的內表面，如圖4所示，所述內表面和/或所述外表面上具有多個條形槽121。
25.本實施例中，磁軛11通過鍵壓裝到轉軸上，永磁體12通常通過粘接的方式固定在磁軛11上。
26.由於渦流損耗產生在永磁體表面，如圖4所示，該實施例可以在永磁體表面形成數個條形槽121矩形槽，同樣可以達到分段永磁體減少渦流損耗的目的。這樣設計的永磁體同樣可以減少渦流損耗，降低了製造難度，節約了製造成本，該實施例中，
27.在一些可選實施方式中，所述條形槽為矩形槽，所述矩形槽在永磁體12的內表面或外表面上間隔分布有多個。
28.例如圖4給出的在永磁體12的外表面形成3個矩形槽，備選實施方式中，也可以形成4個、5個或者其他多個矩形槽。
29.需要說明的是，由於永磁體12的外表面正對永磁電機的定子組件中的定子鐵芯及繞組，因此最好是在永磁體12的外表面形成矩形槽，以降低渦流損耗產生的熱量，當然，在永磁體12的內表面同樣可以開設條形槽121或者矩形槽，同樣能夠在一定程度上降低渦流損耗產生的熱量。
30.在一些可選實施方式中，所述矩形槽通過線切割加工，寬度為0.2mm，深度為
1.5mm。
31.需要說明的是，條形槽或者矩形槽的開槽寬度通常會影響永磁體的電磁性能，一般不超過0.2mm，可以向下略微調整，條形槽或者矩形槽的深度可以在1.5mm的基礎上向上或者向下稍微調整，另一方面，開槽的數量通常由永磁體長度決定，一般情況下，可以間隔5mm開設一個槽。
32.在一些可選實施方式中，所述條形槽在所述永磁體12的內表面或外表面上沿永磁電機的軸向延伸。
33.在一些可選實施方式中，所述條形槽在所述永磁體12的內表面或外表面上沿永磁電機的周向延伸。
34.圖4給出的實施例為沿軸向延伸的實施例，該實施例中，沿永磁體12的外表面的周向具有多個平行的條形槽，條形槽延伸方向，也即條形槽的走向是垂直於周向方向的，也即沿永磁體或者永磁電機的軸向延伸，其等同於圖2所示的周向分段磁鋼。對應的，當條形槽在所述永磁體12的外表面上周向延伸時，其等同於圖1所示的軸向分段磁鋼。
35.在一些可選實施方式中，為了保證永磁體的結構可靠性及防止金屬鐵屑吸附到矩形槽內造成永磁體表面再次連通，可用耐高溫膠粘劑將矩形槽灌封固化。
36.本申請設計的永磁體同樣可以減少渦流損耗，降低了製造難度，節約了製造成本，具體已應用於6kw的雙三相永磁起動發電機上，並取得了良好的降低渦流損耗的效果。
37.雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施方案對本申請作了詳盡的描述，但在本申請基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本申請精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬於本申請要求保護的範圍。


技術特徵：
1.一種能夠減少永磁體渦流損耗的永磁電機，包括發電機轉子組件及發電機定子組件，其特徵在於，所述發電機轉子組件包括：磁軛(11)，固定在永磁電機的轉軸上；多個永磁體(12)，沿周向間隔布置在磁軛(11)上，並通過轉子套環(13)固定；其中，相鄰永磁體(12)之間通過隔磁塊(14)填充，每個所述永磁體(12)具有貼緊所述轉子套環的外表面及貼緊所述磁軛(11)的內表面，所述內表面和/或所述外表面上具有多個條形槽。2.如權利要求1所述的能夠減少永磁體渦流損耗的永磁電機，其特徵在於，所述條形槽為矩形槽，所述矩形槽在永磁體(12)的內表面或外表面上間隔分布有多個。3.如權利要求2所述的能夠減少永磁體渦流損耗的永磁電機，其特徵在於，所述矩形槽通過線切割加工，寬度為0.2mm，深度為1.5mm。4.如權利要求1所述的能夠減少永磁體渦流損耗的永磁電機，其特徵在於，所述條形槽在所述永磁體(12)的內表面或外表面上沿永磁電機的軸向延伸。5.如權利要求1所述的能夠減少永磁體渦流損耗的永磁電機，其特徵在於，所述條形槽在所述永磁體(12)的內表面或外表面上沿永磁電機的周向延伸。6.如權利要求1所述的能夠減少永磁體渦流損耗的永磁電機，其特徵在於，所述條形槽內填充有耐高溫膠粘劑。

技術總結
本申請屬於永磁電機設計技術領域，具體涉及一種能夠減少永磁體渦流損耗的永磁電機。該永磁電機包括發電機轉子組件及發電機定子組件，所述發電機轉子組件包括：磁軛(11)，固定套接在永磁電機的轉軸上；多個永磁體(12)，沿周向間隔布置在磁軛(11)的外圈，並通過套接在永磁體(12)外的轉子套環(13)固定；其中，相鄰永磁體(12)之間通過隔磁塊(14)填充，每個所述永磁體(12)具有貼緊所述轉子套環的外表面及貼緊所述磁軛(11)的內表面，所述內表面和/或所述外表面上具有多個條形槽。本申請能夠減少永磁電機內的永磁體渦流損耗，降低了永磁體及永磁電機的製造難度，節約了製造成本。節約了製造成本。節約了製造成本。


技術研發人員：敖惠君 盧賽 王培路 李宇航
受保護的技術使用者：陝西航空電氣有限責任公司
技術研發日：2022.12.09
技術公布日：2023/3/28