一種永磁鐵氧體轉子的製作方法
2023-06-01 20:51:26
【技術領域】
本發明屬於永磁電機轉子技術領域，具體是涉及一種永磁鐵氧體轉子。
背景技術：
永磁體與轉子鐵芯一起組裝通常是藉助於上、下端蓋與上、下護蓋並通過鉚釘固定成為永磁體轉子的，永磁體轉子採用端蓋、護蓋並通過鉚接成型，存在結構複雜的不足。其中，永磁體與轉子鐵芯的連接固定通常是逐片將永磁體採用膠粘劑表貼式低效地固定到轉子鐵芯的側面上，這種表面粘接結構不利於永磁轉子的維修，轉子鐵芯與永磁體拆分困難易損傷。當需要更換轉子鐵芯時，永磁體剝離轉子鐵芯的過程中易損及原裝可正常工作的永磁體；而當需要剝離某片壞損的永磁體時，極易傷及轉子鐵芯，嚴重時將導致轉子鐵芯報廢。再者，轉子旋轉過程中因離心力易造成被膠劑粘接的永磁體脫落。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種固定持久可靠、結構簡潔的永磁鐵氧體轉子，其永磁鐵氧體能夠承受高速旋轉工況下產生的大離心力而不脫落，而且確保轉子外部磁場為正弦波形。
為達成上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種永磁鐵氧體轉子，包括一個轉子鐵芯、多片永磁鐵氧體，在轉子鐵芯中心具有軸孔，其改進點在於：所述轉子鐵芯呈正稜柱形，轉子鐵芯上間隔均勻地開設多個軸向通孔；所述多片永磁鐵氧體均呈麵包形，各永磁鐵氧體均具有一個內平面、一個偏心外弧面、對稱的兩個側平面及對稱的兩個端平面，永磁鐵氧體的片數與轉子鐵芯其側面的個數相等；各永磁鐵氧體的內平面貼於轉子鐵芯相應的側面上，相鄰永磁鐵氧體的側平面互相貼合，且二二鄰接的偏心外弧面共同形成凹陷空間；轉子鐵芯與排列於其外周的永磁鐵氧體通過籠形注塑件共同成型為一個整體式轉子，其中，該籠形注塑件由填補成型於各凹陷空間的肋部、包覆成型於所述永磁鐵氧體的端平面和轉子鐵芯的底面的端蓋部以及填充成型於轉子鐵芯其軸向通孔的筋部組成，二端蓋部分別位於各肋部的兩端，各肋部兩端分別位於對應端蓋部的周緣，轉子其外周緣輪廓與各永磁鐵氧體的偏心外弧面均不重合。
上述轉子鐵芯其呈正多邊形的每個底面具有4+2n條邊，其中，n＝0～4。
上述籠形注塑件為非導磁性的。
與現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果：
1、永磁鐵氧體設呈麵包形，麵包形永磁鐵氧體與正稜柱形的轉子鐵芯相配合，且使得永磁鐵氧體的偏心外弧面與轉子其外周緣輪廓不重合，永磁鐵氧體結構與轉子鐵芯結構能確保本發明轉子外部磁場為正弦波形。
2、通過籠形注塑件與多片永磁鐵氧體、轉子鐵芯固定成型為一整體，該整體式轉子結構簡潔、固定持久可靠。其中，肋部起到周向固定全部永磁鐵氧體的作用，端蓋部起到徑向固定轉子鐵芯兩底面與永磁鐵氧體兩端面的作用，筋部確保端蓋部軸向牢固地與轉子鐵芯固定，可見籠形注塑件實現了整體式轉子從內到外的固定牢度，因此轉子旋轉產生的離心力仍能確保永磁鐵氧體持續被可靠固定而不會脫落，摒棄了現有鉚接成型轉子其複雜結構的不足，以及永磁體需要用膠粘劑逐片粘接到轉子鐵芯的外表面，可避免完整轉子中的個別永磁體可能存在的粘接缺陷。
3、本發明永磁鐵氧體轉子可以便利地從其外部破壞成本低廉的籠形注塑件來實現轉子的拆解。當因轉子鐵芯損壞需進行維修時，轉子鐵芯的更換不損及可正常工作的永磁鐵氧體；而當因某片永磁鐵氧體損壞需進行維修時，僅需更換掉損壞的那片永磁鐵氧體，不會損及正常可用的轉子鐵芯，重新注塑加工時可利用完好的轉子鐵芯和完好片數的永磁鐵氧體，不致於報廢整個轉子。
【附圖說明】
圖1是本發明的轉子鐵芯的立體圖；
圖2是圖1的俯視圖；
圖3是本發明的永磁鐵氧體的立體圖；
圖4是永磁鐵氧體貼到轉子鐵芯各側面上的示意圖；
圖5示意性地示出了轉子的外周緣輪廓(局部)線與其中一片永磁鐵氧體其偏心外弧面所在圓(局部)的示意圖；
圖6示意性地示出了轉子鐵芯和永磁鐵氧體注塑的示意圖；
圖7是籠形注塑件的立體圖；
圖8是籠形注塑件與轉子鐵芯、永磁鐵氧體共同成型為整體式轉子的示意圖；
圖9是六極永磁鐵氧體轉子的外部磁場波形的示意圖(正弦波形)。
【具體實施方式】
請參閱圖1、2、3、4、5、6、7、8所示，一種永磁鐵氧體轉子，包括一個轉子鐵芯1、多片永磁鐵氧體2，在轉子鐵芯1中心具有軸孔10，其改進點在於：轉子鐵芯1呈正稜柱形，轉子鐵芯1上間隔均勻地開設多個軸向通孔100；所述多片永磁鐵氧體2均呈麵包形，各永磁鐵氧體2均具有一個內平面21、一個偏心外弧面23、對稱的兩個側平面24及對稱的兩個端平面22，永磁鐵氧體2的片數與轉子鐵芯1其側面11的個數相等；各永磁鐵氧體2的內平面21貼於轉子鐵芯1相應的側面上，相鄰永磁鐵氧體2的側平面24互相貼合，且二二鄰接的偏心外弧面共同形成凹陷空間231；轉子鐵芯1與排列於其外周的永磁鐵氧體2通過籠形注塑件3共同成型為一個整體式轉子，其中，該籠形注塑件3由端蓋部32、填補成型於各凹陷空間231的肋部31以及填充成型於轉子鐵芯1其軸向通孔100的筋部30組成，二端蓋部32分別位於各肋部31的兩端，各肋部31兩端分別位於對應端蓋部32的周緣，轉子其外周緣輪廓與各永磁鐵氧體2的偏心外弧面23均不重合。
其中，端蓋部32包覆成型於永磁鐵氧體2的端平面22和轉子鐵芯1的底面12。
請見圖1、2，本實施例中的轉子鐵芯1為正六稜柱形，該正六稜柱形的轉子鐵芯1具有二個底面12和六個側面11，軸向通孔100均勻分布有六個。
轉子鐵芯1可採用現有技術加工而成，比如由多片正六邊形的轉子衝片經疊積後在角部焊接而成，本實施例轉子鐵芯1優先採用多片正六邊形的轉子衝片經疊鉚獲得。
如圖3、4，一個正六稜柱形的轉子鐵芯1需要六片數量的永磁鐵氧體2配套，永磁鐵氧體2可按本設計要求交由磁性材料廠加工得到。
在本實施例中，永磁鐵氧體2其偏心外弧面23所在圓的直徑為31.06mm。
本實施例六極永磁鐵氧體轉子其籠形注塑件3由二個端蓋部32、六條肋部31，六根筋部30組成。
由圖5可見，永磁鐵氧體其偏心外弧面所在圓的圓周軌跡c2(未全部畫出)與轉子的外周緣輪廓線c1(僅畫一半)未重合。
本實施例永磁鐵氧體轉子其外周緣直徑為54mm。
轉子鐵芯1其呈正多邊形的每個底面12具有4+(2×n)條邊，其中，n＝0～4，n為自然數。
在本實施例中，轉子鐵芯1呈正六稜柱形，轉子鐵芯1的二個底面12均為正六邊形，此時n＝1。
當n＝0時，轉子鐵芯呈正四稜柱形；當n＝2時，轉子鐵芯呈正八稜柱形；當n＝3時，轉子鐵芯呈正十稜柱形；當n＝4時，轉子鐵芯呈正十二稜柱形。
本發明永磁鐵氧體轉子具體成型加工時：請見圖4，先將六片永磁鐵氧體2逐片貼到轉子鐵芯1的六個側面11上，使每片永磁鐵氧體2的內平面21與轉子鐵芯1對應的側面11貼合，以及相鄰永磁鐵氧體2的側平面24互相貼合，接著將這六片永磁鐵氧體2和一個轉子鐵芯1一道放入注塑機的模具(未圖示)中，模具其模腔的內徑與待成型轉子的外徑匹配，然後注塑機往模具內壓注熔融塑料，使熔融塑料分別充盈六個凹陷空間231、六個軸向通孔100(圖4中的六個軸向通孔100、六個凹陷空間231在圖6中可見均充盈了熔融塑料)，以及使熔融塑料包覆永磁鐵氧體2的兩個端平面22和轉子鐵芯1的兩個底面12(圖6未顯示出)，注塑完畢待模腔內的熔融塑料冷卻固化後形成為一個籠形注塑件3(見圖7)，該籠形注塑件3與轉子鐵芯1、永磁鐵氧體2共同成型為整體式轉子，如圖8所示。
模具其模腔的內徑與待成型轉子的外徑匹配時，模腔的內側壁均與每片永磁鐵氧體2其偏心外弧面23的中央(最凸處)牴觸。
籠形注塑件3為非導磁性的，本實施例籠形注塑件3採用可市購的pbt為原料。
由圖9可見，本發明實施例六極永磁鐵氧體轉子的外部磁場波形為正弦波形。