一種降低渦流發熱的永磁電機磁體的製作方法

2023-11-30 16:25:26

本實用新型涉及一種磁體，特別是涉及一種降低渦流發熱的永磁電機磁體。

背景技術：

近年來隨著電動車輛的迅速發展，電驅動系統也進入了快速發展時期，永磁同步永磁電機作為電驅動系統的核心部件，更是得到了廣泛的關注和研究。但是隨著高功率密度和高扭矩密度永磁電機的深入研究，發現永磁同步永磁電機的設計參數和控制方式會引起永磁電機內部磁場波形的畸變，進而在轉子永磁體產生大量的渦流損耗，導致轉子永磁體溫度嚴重升高，甚至出現轉子永磁體退磁或轉子燒毀的現象。永磁同步永磁電機定轉子設計參數如轉子永磁體形狀、定子槽口寬度和分數槽繞組，都會引起永磁電機內部磁場波形的畸變，使氣隙磁場含有大量的時間諧波和空間諧波。這些諧波與轉子永磁體磁場以不同轉速旋轉，進而在轉子永磁內感應出渦流、產生大量渦流損耗。而且近幾年，隨著永磁電機應用範圍的擴大，電樞頻率越來越高，這一問題越來越明顯。傳統永磁電機用磁體主要依靠提高磁體矯頑力提高本身抗退磁能力，對降低磁體本體渦流的研究未見報導。

技術實現要素：

針對上述背景技術存在的缺陷，本實用新型提供一種降低渦流發熱的永磁電機磁體。

為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案：

一種降低渦流發熱的永磁電機磁體，包括外觀形狀尺寸相同的磁片，磁片間通過絕緣耐高溫膠粘劑連接成磁體，磁片為片狀瓦形結構，磁片間距0.05mm-0.15 mm；磁瓦為周向360°分布，磁瓦有三個方向：徑向取向方向；與徑向垂直的磁瓦周向方向；另一個方向為軸向方向。

所述絕緣耐高溫膠粘劑採用Permabond 氰基丙烯酸酯類。

所述磁片厚度控制在1-10mm。

本實用新型磁體包括：稀土、電工純鐵、硼鐵、其它添加合金，根據性能配方設計進行配料、合金熔煉,所述稀土RE為Pr、Nd、Dy、Ho、Gd、Tb元素的一種或幾種，TM為Nb、Ga、Co、Cu、B、Al、Zr元素的一種或幾種，餘量為Fe；其中：RE：29～33%， B：0.9～1.1%、TM：1.5～2.5%；

將合金採用氫碎爐進行氫碎制粉，獲得粒度0.5-5mm合金粉末，將氫碎粉料利用氣流磨進行研磨，製備成2.8-3.5μm合金粉末；將粉料在1280-1440KA/m的磁場壓機中取向，應用垂直鋼磨壓加冷等靜壓方式成型，生坯在10-2～10-3Pa真空條件下1323～1383K燒結3～5h後氣淬冷卻，於1073～1173k回火處理3h，於733～873k回火處理2～3h，得到釹鐵硼產品，並進行性能檢測確認。

本實用新型永磁電機用磁瓦為周向360℃分布，磁瓦有三個方向：徑向取向方向；與徑向垂直的磁瓦周向方向；另一個方向為軸向方向。

根據電機磁路設計，沿與磁體內渦流流經路徑垂直的方向對磁體進行切割加工，之後將切好的片磨加工後用高溫、高強度、絕緣膠粘合，粘接縫隙小於0.1mm，以保證磁通漏磁的影響。這樣使永磁體內渦流限制在狹小的單片之間，迴路電阻很大，渦流得以減小。

綜合考慮加工效率及對渦流影響的降低程度，永磁體單片磁體厚度控制在1-10mm。

6）將粘接好的磁瓦放入烘箱，根據絕緣耐高溫膠粘劑的不同進行120-150℃,1-3小時高溫烘烤固化。絕緣耐高溫膠粘劑的選擇非常重要，既要在最高180-200℃的使用溫度下有足夠的強度，固化溫度又要在100-130℃之間。

7）將磁瓦沿取向方向按設計的成品尺寸進行切割加工。其它尺寸按設計尺寸加工。

8）對切割面進行磨加工，達到表面光潔度要求。

9）將磁瓦進行倒角及表面處理。但由於用絕緣膠粘合，故不用金屬電鍍，需採用有機塗層。

從原理上分析本實用新型沿磁體渦流路徑方向對磁體進行多次切割分片處理，並優選粘接材料，粘接縫隙小於0.1mm，以保證磁通漏磁的影響。這樣使永磁體中渦流呈現區域內獨立分布，限制在狹小的單片之間，迴路電阻很大，降低磁體渦流及發熱。

附圖說明

圖1為本發明在電機上的使用狀態示意圖；

圖2本發明在電機上的使用狀態示意圖；

圖3為燒結後磁體及磁瓦一種切割方式示意圖；

圖4為燒結後磁體及磁瓦另一種切割方式示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，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例，都屬於本實用新型保護的範圍。參見圖1-4 永磁體1 電樞2 電殼3。

1）將稀土、電工純鐵、硼鐵、其它添加合金根據按照26%Pr-Nd、5%Dy、1.5%Co、0.99%B、0.3%Al、0.08%Ga、0.15%Cu、Fe餘配料，並熔煉成合金鑄片。

2）將合金採用氫碎爐進行氫碎制粉，充分吸氫、脫氫560℃ 5小時，獲得粒度0.5-5mm合金粉末。

3）將氫碎粉料利用氣流磨進行研磨，製備成2.8-3.5μm合金粉末。

4）將粉料在1432KA/m的磁場壓機中取向，應用垂直鋼磨壓加冷等靜壓方式成型，生坯在10-2～10-3Pa真空條件下1323K燒結3.5h後氣淬冷卻，於1173k回火處理3h，於773k回火處理3h，得到釹鐵硼產品，並進行性能檢測確認。

5）燒結後磁體規格如圖所示，根據永磁電機設計不同可有圖示兩種(沿A向、B向)磁瓦切割方式，具體切割選擇標準是切割方向需與渦流流經方向垂直。

單片磁體厚度控制在5mm。

6）將切好的片用Permabond 氰基丙烯酸酯膠粘劑粘合，粘接縫隙小於0.1mm，以保證磁通漏磁的影響。

7）將粘接好的磁瓦放入烘箱，根據高溫膠的不同進行130℃，2小時高溫烘烤固化。

8）將磁瓦沿取向方向（沿C向）按設計的成品尺寸進行切割加工。

9）對切割面進行磨加工，達到表面光潔度要求。

10）將磁瓦進行倒角及表面環氧電泳處理。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。