磁鋼輔助勵磁的粘結式軸向迭片同步磁阻電機的製作方法

2023-04-22 20:43:16 3

專利名稱：磁鋼輔助勵磁的粘結式軸向迭片同步磁阻電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種同步磁阻永磁電機，又可稱為永磁輔助勵磁的粘結式軸向迭片同步磁阻電機，輔助勵磁材料為高磁能積的磁鋼，屬於新型特種電機領域。
背景技術：
本發明基於已有的永磁輔助勵磁的軸向迭片同步磁阻電機。已有的軸向迭片同步磁阻電機，由於需要較大的勵磁功率，導致電機的功率因數和效率都較低，因此出現了永磁輔助勵磁的同步磁阻電機。但已有的軸向迭片同步磁阻電機及永磁輔助勵磁的軸向迭片同步磁阻電機都採用銷釘固定軸向迭片，導致有效磁路磁阻增加過大，電機性能比沒有銷釘的性能下降很多。並且軸向迭片的結構和銷釘的存在使得高磁能積的剛性永磁材料不能在該類電機中應用，大大限制了該類電機的轉矩密度和功率密度的提高。但本發明的這種永磁輔助勵磁的粘結式軸向迭片同步磁阻電機，軸向迭片的固定採用強力膠粘結和轉子外套相結合的方式，解決了輔助勵磁不能採用高磁能積剛性永磁體的弊端，並且取消了轉子上固定軸向迭片的銷釘，取消銷釘後將有效的提高電機的轉矩密度和功率密度，提高電機的性能體積比和性能重量比。

發明內容
為了克服現有的永磁輔助勵磁的同步磁阻電機不能採用剛性高磁能積永磁材料的缺陷，消除緊固軸向迭片的不鏽鋼銷釘給磁阻電機的性能帶來的磁路上的改變和性能上的下降，發明了一種粘結式的永磁輔助勵磁的軸向迭片同步磁阻電機，輔助勵磁材料為高磁能積的磁鋼。
本發明的特徵在於1.該同步磁阻電機會有定子鐵心1、轉子2、轉軸3、定子繞組4、前端蓋5、後端蓋6、軸承7以及轉子套8，其中轉子2含有a轉子支架21，該支架21由矽鋼片迭壓成形或導磁鋼材直接成形，所述轉子支架21緊套在轉軸3上；b片狀永磁體22及軸向矽鋼片迭片23，它們沿著轉子2的半徑方向由內向外各自先後依次層疊式地相互粘結在所述轉子支架21上，相鄰兩個極的極性相反，在把轉子2的外圓磨削至所要求尺寸而成；轉子套8，用不鏽鋼材料製成，該轉子套8是緊套在轉子2上的。
2.所述的片狀永磁體22和軸向矽鋼片23在轉子2的半徑方向的片厚之比為0.3～0.6。
3.所述轉子支架21由導磁的剛性材料製作成形。
4.所述轉子支架21用矽鋼片迭壓而成。
這種新型電機的主要特點為1.允許q軸磁力線通過整個轉子表面而獲得最大的q軸電感；2.由於d軸方向存在多層永磁體，其磁特性相當於氣隙，阻礙d軸磁力線的通過，而使d軸電感很小；3.永磁體鑲嵌在迭片之間，其磁場與q軸電流作用產生一個正轉矩。
該電機兼有同步磁阻電機和永磁同步電機的特性，具有良好的弱磁性能，很高的凸極比，是一種非常有前途的電機。主要優點如下1.由於採用了高性能的永磁體，大大提高了該電機的轉矩密度、效率和功率密度2.永磁激磁，轉子無銅耗，散熱容易。由於SR-PM電機的轉子上沒有導條，理論上沒有銅耗，轉子發熱小，由於熱量主要產生在固定的定子內，因此散熱容易，可以取較大的電負荷而達到較高的功率密度。
3.自然的轉子雙餘度特性，電機很多時候工作在非常惡劣的環境中，溫度衝擊、機械衝擊、振動、加速度、電磁幹擾、壓力脈衝等環境條件對電機是極嚴峻的考研，而SR-PM的轉子同時具有磁阻和永磁兩種結構，而軸向迭片式使得其凸極比很大，即使永磁全部永久性退磁，磁阻轉矩仍有一定能力承擔工作。這對一些特別高可靠性的應用非常有意義，如電動汽車、航空航天等。


圖1為電機鐵心的軸向截面原理示意圖；圖2為電機的裝配結構示意圖；圖3為一層永磁體的3維結構示意圖；圖4為轉子支架結構示意圖。
具體實施方案一該電機有定子鐵心1、轉子2(含有軸向迭片23、永磁體22)、軸3、繞組4、前端蓋5、後端蓋6、機殼12、軸承7、轉子套8、轉子支架21組成。轉子支架21由矽鋼片迭壓成形或導磁鋼材直接成形，轉子支架21套在轉軸3上，瓦形永磁體22和軸向矽鋼片23交替按一定厚度比粘結在轉子支架21上，轉子外面套有加強用的不鏽鋼圓筒狀的轉子套8，轉子軸3通過軸承7支撐。定子的結構和通用異步電機的定子類似，鐵心1由矽鋼片迭成，開槽，槽中嵌有線圈，線圈相連組成繞組4，為分布繞組，極對數和轉子2保持一致，定子鐵心1套在機殼12中，機殼12通過前端蓋5和後端蓋6固定。
首先由矽鋼片迭成圖4所示的轉子支架21，然後依次在每個弧槽上塗膠，將加工好的永磁體22(見圖3)粘到支架21上，相鄰兩個極的極性相反，然後在永磁的弧槽上塗膠，逐層粘結軸向矽鋼片23至每層的相應厚度，然後繼續粘結下一層永磁體22和相應的軸向矽鋼片23，粘結足夠的層數後，磨轉子外圓至合適尺寸，然後將加工好的不鏽鋼轉子套8套在轉子2上。定子的加工過程和通用異步電機的定子類似，但要求和轉子2的極對數相同。
具體實施方案二和方案一主要的不同是轉子支架21由導磁的鋼材直接成形，其餘步驟同方案一。
權利要求
1.磁鋼輔助勵磁的粘結式軸向迭片同步磁阻電機，其特徵在於，該同步磁阻電機會有定子鐵心(1)、轉子(2)、轉軸(3)、定子繞組(4)、前端蓋(5)、後端蓋(6)、軸承(7)以及轉子套(8)，其中轉子(2)含有a轉子支架(21)，該支架(21)由矽鋼片迭壓成形或導磁鋼材直接成形，所述轉子支架(21)緊套在轉軸(3)上；b片狀永磁體(22)及軸向矽鋼片迭片(23)，它們沿著轉子(2)的半徑方向由內向外各自先後依次層疊式地相互粘結在所述轉子支架(21)上，相鄰兩個極的極性相反，在把轉子(2)的外圓磨削至所要求尺寸而成；轉子套(8)，用不鏽鋼材料製成，該轉子套(8)是緊套在轉子(2)上的。
2.根據權利要求1所述的磁鋼輔助勵磁的粘結式軸向迭片同步磁阻電機，其特徵在於所述的片狀永磁體(22)和軸向矽鋼片(23)在轉子(2)的半徑方向的片厚之比為O.3～0.6。
3.根據權利要求1所述的磁鋼輔助勵磁的粘結式軸向迭片同步磁阻電機，其特徵在於所述轉子支架(21)由導磁的剛性材料製作成形。
4.根據權利要求1所述的磁鋼輔助勵磁的粘結式軸向迭片同步磁阻電機，其特徵在於所述轉子支架(21)用矽鋼片迭壓而成。
全文摘要
本發明涉及一種軸向迭片式同步磁阻電機，其特徵在於轉子2由緊套在轉軸3上的轉子支架21以及沿著轉子徑向由內向外各自先後依次層疊式地相互粘結在轉子支架21上的片狀永磁體22及軸向矽鋼片23構成；在所述轉子2外還緊套了一個加強固定用的不鏽鋼轉子套8。該電機解決了解決了永磁輔助勵磁的軸向迭片同步磁阻電機不能採用剛性高磁能積永磁體的弊端，而且取消了轉子上固定軸向矽鋼片迭片用的銷釘，有效的提高了電機的轉矩密度和功率密度，提高電機的性能體積比和性能重量比。
文檔編號H02K19/02GK1738152SQ20051008629
公開日2006年2月22日 申請日期2005年8月26日 優先權日2005年8月26日
發明者郭偉, 趙爭鳴, 王世靜, 孫曉瑛, 張穎超 申請人:清華大學