合成磁場的轉子的製作方法

2023-05-02 20:50:36

專利名稱：合成磁場的轉子的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種合成磁場的轉子，特別是一種無刷直流電機用合成磁場的轉子，主要適用於電機、機械製造領域，應用分類屬於電動車輛驅動及エ業應用技木。
背景技術：
目前市面上的內轉子無刷直流電機的轉子均採用鐵芯外沿粘貼磁瓦的結構，磁瓦呈弧面結構型式，粘接於轉子鐵芯外圏。這種弧面型式的磁瓦加工時需經線切割後再磨圓弧面，磁材利用率低，且加工エ藝複雜；同時由於轉子的高速轉動，一般需外套ー個不鏽鋼套，避免磁瓦受離心カ脫位，不僅裝配エ藝複雜，而且增加轉子重量，導致效率降低。專利公告號為202135027U的中國實用新型公開了ー種永磁電機的合成磁極，其運用普通導磁性金屬材料製造磁極，再利用磁場疊加原理在電機的換向區與磁極中心各安 放一對磁鋼，磁鋼的磁力線同向通過磁極曲面後形成合成磁場。磁場由換向區磁鋼與磁極中心線磁鋼共同構成，電機磁極磁密大大增加，然而其增加磁密的方法僅僅是在磁極中心增設ー對磁鋼，相比普通電機，仍然需要使用弧面結構的磁瓦，其磁材利用率並沒有提高。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是針對上述存在的問題提供ー種結構簡單、體積小、加工方便，並且磁能級和磁瓦利用率高的合成磁場的轉子，能夠在同等效率和功率級別的情況下，顯著減小磁材及矽鋼片的用量，降低生產成本。本實用新型所採用的技術方案是合成磁場的轉子，包括同軸布置的轉子鐵芯和轉子軸，其特徵在幹所述轉子鐵芯上沿徑向均勻布置偶數個主磁鋼，相鄰兩主磁鋼相対的面同為N極或S扱；相鄰兩主磁鋼之間各設置一個用於減少漏磁的封磁裝置，且該封磁裝置以相鄰兩主磁鋼的對稱軸為基準軸對稱布置。所述封磁裝置為布置於相鄰兩主磁鋼之間、靠近轉子鐵芯內徑處的副磁鋼，且各副磁鋼均平行於轉子軸圓周面的切線布置；相鄰兩片主磁鋼和位於其間的一片副磁鋼合圍成扇環狀，位於該扇環區域內的鐵芯為極靴，且三片磁鋼緊貼極靴的一面均為N極或S扱。所述封磁裝置為布置於相鄰兩主磁鋼之間的等腰三角形槽孔，該槽孔的底邊靠近轉子鐵芯內徑，且平行於轉子軸圓周面的切線布置；相鄰兩片主磁鋼和位於其間的ー個槽孔合圍成兩個扇環狀區域，位於兩個扇環區域內的鐵芯為極靴。所述轉子鐵芯上沿徑向均勻開設偶數個主磁鋼安裝孔，所述主磁鋼嵌設於該主磁鋼安裝孔內。相鄰兩主磁鋼安裝孔之間、靠近轉子鐵芯的內徑處開設副磁鋼安裝孔，所述副磁鋼嵌設於該副磁鋼安裝孔內。所述主磁鋼和副磁鋼的橫截面均為矩形；相應的主磁鋼安裝孔和副磁鋼安裝孔橫截面形狀相同，均呈六邊形，包括與主磁鋼或副磁鋼相適配的矩形部分，和位於該矩形部分兩端的三角形部分，且兩端的三角形部分沿安裝孔的長度方向布置。[0011]相鄰的主磁鋼安裝孔和副磁鋼安裝孔的三角形端部之間留有1-1. 5mm的間隙。所述轉子鐵芯上沿徑向均勻開設偶數個主磁鋼安裝孔，所述主磁鋼嵌設於該主磁鋼安裝孔內。所述主磁鋼橫截面呈矩形；相應的主磁鋼安裝孔橫截面呈六邊形，包括與主磁鋼相適配的矩形部分，和位於該矩形部分兩端的三角形部分，且兩端的三角形部分沿安裝孔的長度方向布置。所述轉子鐵芯的圓周面上、對應於主磁鋼的位置開設有V型缺ロ，且該缺ロ底部均指向轉子軸的軸心。本實用新型的有益效果是本實用新型在轉子鐵芯上沿徑向均勻布置偶數個主磁鋼，相鄰兩主磁鋼之間各設置一個用於減少漏磁的封磁裝置，相鄰兩主磁鋼及位於其間的封磁裝置所圍區域內的鐵芯作為極靴，並在極靴內合成工作磁極，其中兩個主磁鋼的兩面均為工作面，封磁裝置用於封住漏磁，從而大大提高了合成磁場的磁能級，相同磁能級情況 化了加工エ藝，降低了加工成本，而且大大節省了磁材用量，提高了磁材的利用率；磁鋼採用嵌入式結構安裝於轉子鐵芯內，較之常用的弧形磁瓦不僅省去了不鏽鋼套，降低了轉子整體重量，而且簡化了裝配工藝；同時鐵芯外圈經精加工後可以達到較高的圓柱度，使得電機轉子和定子之間的氣隙能做到最小，從而提高磁密。

圖I是實施例I的轉子截面圖。圖2是實施例I合成扇形極靴作為工作磁極，磁鋼兩面均為工作面示意圖。圖3是實施例I磁場合成磁能級提聞不意圖。圖4是實施例I磁力線分布示意圖。圖5是實施例2的轉子截面圖。圖6是實施例2合成扇形極靴作為工作磁極，磁鋼兩面均為工作面示意圖。圖7是實施例2的磁力線分布示意圖。
具體實施方式
實施例I :如圖I-圖4所示，本實施例包括同軸布置的轉子鐵芯I (矽鋼片)和轉子軸7，其中轉子鐵芯I上沿徑向均勻衝有八個主磁鋼安裝孔2，該孔內嵌設有橫截面呈矩形的主磁鋼3，安裝完成後各主磁鋼3以轉子軸7的軸線為中心呈輪輻狀、兩兩徑向相對布置，即各主磁鋼3沿轉子鐵芯I徑向均勻布置；相鄰兩主磁鋼安裝孔2之間、靠近轉子鐵芯I的內徑處衝有副磁鋼安裝孔8，該孔內嵌設有橫截面呈矩形的副磁鋼4，用於減少漏磁；安裝完成後各副磁鋼4均平行於轉子軸7圓周面的切線布置，且位於相鄰兩主磁鋼3之間的副磁鋼4以前述相鄰兩主磁鋼3的對稱軸為基準軸對稱布置。本例中，主磁鋼安裝孔2和副磁鋼安裝孔8橫截面形狀相同，均呈六邊形，包括與主磁鋼3或副磁鋼4相適配的矩形部分，和位於該矩形部分兩端的三角形部分，且兩端的三角形部分沿安裝孔(包括主磁鋼安裝孔和副磁鋼安裝孔)的長度方向布置；主磁鋼3剛好嵌入主磁鋼安裝孔2的矩形部分，並且不會在孔內移動和晃動，同樣，副磁鋼4也剛好嵌入副磁鋼安裝孔8的矩形部分，並且不會在孔內移動和晃動，以保證轉子工作時的穩定性。相鄰兩片主磁鋼3和位於其間的一片副磁鋼4合圍成扇環狀，位於該扇環區域內的鐵芯為極靴6，且三片磁鋼緊貼極靴6的一面均為N極或S極，並在極靴6內合成工作磁極N極或S極，同時由於副磁鋼4可以封住漏磁，從而提高了合成磁場的磁能級。相鄰的主磁鋼安裝孔2和副磁鋼安裝孔8的三角形端部之間留有1-1. 5mm的間隙。所述轉子鐵芯I的圓周面上、對應於主磁鋼3的位置開設有V型缺ロ 5，且該缺ロ底部均指向轉子軸7的軸心。本實施例的工作原理如下相鄰兩片主磁鋼3，以及位於兩片主磁鋼3之間、用於封住漏磁的一片副磁鋼4合圍成扇環狀，該區域內的鐵芯作為極靴，三片磁鋼的磁力線在該極靴內合成後，得到磁能級進ー步提高的工作磁極N極或S扱。該極靴結構，既可以起聚 磁作用，又可以提高氣隙磁密，空載時可以改善氣隙磁場的波形，負載時反電勢磁場通過極靴作用於磁鋼，對永磁體磁鋼影響較小。實施例2 :如圖5-圖7所示，本實施例結構與實施例I基本相同，區別在於，去掉了副磁鋼安裝孔8和副磁鋼4，同時在相鄰兩主磁鋼3之間的轉子鐵芯I上衝有橫截面呈等腰三角形的槽孔9，即各槽孔9沿轉子鐵芯I徑向均勻布置，其長度與主磁鋼3的長度大致相同，同時該槽孔的底邊靠近轉子鐵芯I內徑，且平行於轉子軸7圓周面的切線布置，位於該槽孔兩側的相鄰兩主磁鋼3的對稱軸與該槽孔頂角的角平分線重合；相鄰兩片主磁鋼3和位於其間的一個槽孔9合圍成兩個扇環狀區域，位於兩個扇環區域內的鐵芯為極靴6。槽孔9形成磁阻橋，減少扇環狀極靴6靠近轉子軸7處的漏磁，以及消除交軸電磁感應，使極靴6的磁場分布更均勻。上述各實施例中，主磁鋼3的個數可根據實際需求進行增減(但須保證為偶數個)，副磁鋼4和槽孔9的數量也可進行相應的增減。本實用新型專利實施例的合成磁場的轉子與常規弧形磁極的轉子作用相同，配套的定子、機殼以及控制電路與常規無刷直流電機一致，能與常規弧形磁極的轉子互換，但是本實施例轉子效率更高、材料更省。
權利要求1.一種合成磁場的轉子，包括同軸布置的轉子鐵芯(I)和轉子軸(7)，其特徵在於所述轉子鐵芯(I)上沿徑向均勻布置偶數個主磁鋼(3)，相鄰兩主磁鋼(3)相對的面同為N極或S極；相鄰兩主磁鋼(3)之間各設置一個用於減少漏磁的封磁裝置，且該封磁裝置以相鄰兩主磁鋼(3)的對稱軸為基準軸對稱布置。
2.根據權利要求I所述的合成磁場的轉子，其特徵在於所述封磁裝置為布置於相鄰兩主磁鋼(3)之間、靠近轉子鐵芯(I)內徑處的副磁鋼(4)，且各副磁鋼(4)均平行於轉子軸(7)圓周面的切線布置；相鄰兩片主磁鋼(3)和位於其間的一片副磁鋼(4)合圍成扇環狀，位於該扇環區域內的鐵芯為極靴(6)，且三片磁鋼緊貼極靴(6)的一面均為N極或S極。
3.根據權利要求I所述的合成磁場的轉子，其特徵在於所述封磁裝置為布置於相鄰兩主磁鋼(3)之間的等腰三角形槽孔(9)，該槽孔的底邊靠近轉子鐵芯(I)內徑，且平行於轉子軸(7)圓周面的切線布置；相鄰兩片主磁鋼(3)和位於其間的一個槽孔(9)合圍成兩個扇環狀區域，位於兩個扇環區域內的鐵芯為極靴(6)。
4.根據權利要求2所述的合成磁場的轉子，其特徵在於所述轉子鐵芯(I)上沿徑向均勻開設偶數個主磁鋼安裝孔(2)，所述主磁鋼(3)嵌設於該主磁鋼安裝孔內。
5.根據權利要求4所述的合成磁場的轉子，其特徵在於相鄰兩主磁鋼安裝孔(2)之間、靠近轉子鐵芯(I)的內徑處開設副磁鋼安裝孔(8)，所述副磁鋼(4)嵌設於該副磁鋼安裝孔內。
6.根據權利要求5所述的合成磁場的轉子，其特徵在於所述主磁鋼(3)和副磁鋼(4)的橫截面均為矩形；相應的主磁鋼安裝孔(2)和副磁鋼安裝孔(8)橫截面形狀相同，均呈六邊形，包括與主磁鋼(3)或副磁鋼(4)相適配的矩形部分，和位於該矩形部分兩端的三角形部分，且兩端的三角形部分沿安裝孔的長度方向布置。
7.根據權利要求6所述的合成磁場的轉子，其特徵在於相鄰的主磁鋼安裝孔(2)和副磁鋼安裝孔(8)的三角形端部之間留有1-1. 5mm的間隙。
8.根據權利要求I或3所述的合成磁場的轉子，其特徵在於所述轉子鐵芯(I)上沿徑向均勻開設偶數個主磁鋼安裝孔(2)，所述主磁鋼(3)嵌設於該主磁鋼安裝孔內。
9.根據權利要求8所述的合成磁場的轉子，其特徵在於所述主磁鋼(3)橫截面呈矩形；相應的主磁鋼安裝孔(2)橫截面呈六邊形，包括與主磁鋼(3)相適配的矩形部分，和位於該矩形部分兩端的三角形部分，且兩端的三角形部分沿安裝孔的長度方向布置。
10.根據權利要求1-7任意一項所述的合成磁場的轉子，其特徵在於所述轉子鐵芯(I)的圓周面上、對應於主磁鋼(3 )的位置開設有V型缺口( 5 )，且該缺口底部均指向轉子軸(7)的軸心。
專利摘要本實用新型涉及一種合成磁場的轉子。本實用新型的目的是提供一種結構簡單、體積小、加工方便，並且磁能級和磁瓦利用率高的合成磁場的轉子，能夠在同等效率和功率級別的情況下，顯著減小磁材及矽鋼片的用量，降低生產成本。本實用新型的技術方案是合成磁場的轉子，包括同軸布置的轉子鐵芯和轉子軸，其特徵在於所述轉子鐵芯上沿徑向均勻布置偶數個主磁鋼，相鄰兩主磁鋼相對的面同為N極或S極；相鄰兩主磁鋼之間各設置一個用於減少漏磁的封磁裝置，且該封磁裝置以相鄰兩主磁鋼的對稱軸為基準軸對稱布置。本實用新型適用於電機、機械製造領域，應用分類屬於電動車輛驅動及工業應用技術。
文檔編號H02K1/27GK202616901SQ201220200158
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月7日 優先權日2012年5月7日
發明者陳波, 鄔海根, 徐彬, 李航 申請人:杭州中駿汽車股份有限公司