專利名稱：一種分段斜極靴式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子，尤其涉及一種分段斜極靴式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
永磁電機(jī)與傳統(tǒng)勵(lì)磁電機(jī)相比具有結(jié)構(gòu)簡單、損耗小、功率因數(shù)高、效率高、功率密度高、起動(dòng)力矩大、溫升低、輕量化等顯著特點(diǎn)。隨著稀土永磁材料(特別是釹鐵硼永磁材料)磁性能的不斷提高和完善以及價(jià)格的逐步降低，永磁電機(jī)研究開發(fā)逐步成熟，使永磁電機(jī)在國防、工農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)和日常生活等方面獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。永磁電機(jī)是依靠安裝在轉(zhuǎn)子上的永久磁鐵產(chǎn)生磁場的電機(jī),其定子結(jié)構(gòu)與普通同/異步電機(jī)基本相同，即由硅鋼片疊壓構(gòu)成的定子鐵心和嵌在定子鐵心槽內(nèi)的定子線圈組成，并通以三相交流電從而在定子線圈內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子鐵心和永磁體構(gòu)成，這是永磁電機(jī)與其他類型電機(jī)的主要區(qū)別，轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)是永磁電機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)所在。轉(zhuǎn)子采用的磁路結(jié)構(gòu)不同，則電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能、控制策略、制造工藝和使用場合也不同。與其他類型的電機(jī)不同，永磁同步電機(jī)的主磁場由固定在轉(zhuǎn)子上按一定規(guī)律分布的永磁體產(chǎn)生，為提高永磁體的利用效率，制造結(jié)構(gòu)緊湊的電機(jī)，往往氣隙較小，因此氣隙磁密分布受定子槽的影響較大。這對(duì)電機(jī)運(yùn)行而言引來了齒槽轉(zhuǎn)矩，使輸出轉(zhuǎn)矩不平穩(wěn)；對(duì)電機(jī)供電而言造成反電勢諧波加重，導(dǎo)致功率因素降低。為了削弱齒槽效應(yīng)的影響，電機(jī)制造時(shí)常采用定子斜槽形式，但定子斜槽會(huì)導(dǎo)致定子槽有效面積減少，影響繞組線圈嵌線。而且在大功率永磁同步電機(jī)制造中，定子繞組常采用成型繞組，成型繞組在定子斜槽中嵌裝難度高，不宜大規(guī)模生產(chǎn)。另一種削弱齒槽效應(yīng)的方法是采用轉(zhuǎn)子斜極，考慮到轉(zhuǎn)子連續(xù)斜極時(shí)轉(zhuǎn)子沖片、永磁體的加工難度，因此采用轉(zhuǎn)子分段錯(cuò)位的方法等效轉(zhuǎn)子斜極。目前常用分段斜極方法是將電機(jī)轉(zhuǎn)子整體包括永磁體分割成幾段，不同分段轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子極靴等轉(zhuǎn)子組成零件在結(jié)構(gòu)上存在差異，增加了制造工藝復(fù)雜性，不利于大規(guī)模生產(chǎn)，且所述分段方法存在分段間軸向漏磁的問題，降低了永磁體的利用率。中國專利申請(qǐng)201110330939. 0號(hào)披露了一種分段斜極的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子鐵心采用同一種轉(zhuǎn)子沖片組成，在軸向分為長度相等的兩段，兩段轉(zhuǎn)子鐵心疊壓后各自對(duì)應(yīng)永磁體的磁極中心線之間有夾角03。這種永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子由于分段連接面上沒有限制分段端部軸向漏磁的措施，無法避免漏磁，導(dǎo)致永磁體利用率差。此外，通過在分段間增加隔磁措施從而避免出現(xiàn)分段局部漏磁的方法雖然抑制了分段間軸向漏磁，但額外增加了轉(zhuǎn)子組成零件，降低了電機(jī)有效軸長，復(fù)雜了制造工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種分段斜極靴式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子。分段斜極靴式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)子鐵心通過轉(zhuǎn)軸鍵固定在轉(zhuǎn)軸上、永磁體固定在轉(zhuǎn)子鐵心外側(cè)，用于合理分布磁場的轉(zhuǎn)子極靴安置在永磁體外側(cè)，轉(zhuǎn)子極靴在軸向分成若干段，繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)錯(cuò)開e角度軸向疊加，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸鍵，轉(zhuǎn)子鐵心上設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸鍵配合的鍵槽。永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子米用徑向永磁體充磁,所述永磁體和鐵心在軸向上連續(xù)，即周向上不發(fā)生錯(cuò)位，所述相鄰分段的轉(zhuǎn)子極靴中旋轉(zhuǎn)錯(cuò)開的角度0 =360° /[^LCM(Z1Jp)], N為轉(zhuǎn)子極靴分段數(shù)，Z1為定子槽數(shù)，p為電機(jī)極對(duì)數(shù)，LCM(Z1, 2p)為Z1和2p的最小公倍數(shù)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果
1)僅通過對(duì)轉(zhuǎn)子極靴的軸向分段調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子斜極的目的，簡化了制造工藝，相比與分段斜極法，當(dāng)運(yùn)用與復(fù)雜結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子時(shí)能進(jìn)一步簡化轉(zhuǎn)子組成元件，有利于大規(guī)模制造。;
2)在削弱齒槽效應(yīng)的同時(shí)，避開了一般轉(zhuǎn)子分段斜極轉(zhuǎn)動(dòng)永磁體而引起的分段間軸向漏磁的問題。


圖I是分段斜極徑向式永磁轉(zhuǎn)子漏磁情況示意 圖2是分段斜極靴徑向式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子示意 圖3是分段斜極靴永磁轉(zhuǎn)子俯視示意 圖中轉(zhuǎn)軸I、轉(zhuǎn)子鐵心2、永磁體3、轉(zhuǎn)子極靴4、螺栓孔5、轉(zhuǎn)軸鍵6、鍵槽7。
具體實(shí)施例方式由圖I分段斜極徑向式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子漏磁情況示意圖可知，一般分段斜極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)在會(huì)導(dǎo)致分段軸向漏磁情況發(fā)生，下面結(jié)合附圖2和圖3，進(jìn)一步說明本發(fā)明
具體實(shí)施方式
一
分段斜極靴式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)子鐵心2通過轉(zhuǎn)軸鍵6固定在轉(zhuǎn)軸I上、永磁體3固定在轉(zhuǎn)子鐵心2外側(cè)，用于合理分布磁場的轉(zhuǎn)子極靴4安置在永磁體3外側(cè)，轉(zhuǎn)子極靴4在軸向分成若干段，繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)錯(cuò)開e角度軸向疊加，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸鍵6，轉(zhuǎn)子鐵心上設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸鍵6配合的鍵槽7。永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子米用徑向永磁體充磁,所述永磁體3和鐵心2在軸向上連續(xù)，即周向上不發(fā)生錯(cuò)位，所述相鄰分段的轉(zhuǎn)子極靴4中旋轉(zhuǎn)錯(cuò)開的角度0 =360° /[^LCM(Z1Jp)],N為轉(zhuǎn)子極靴4分段數(shù)，Z1為定子槽數(shù)，p為電機(jī)極對(duì)數(shù)，LCM (Z1, 2p)為Z1和2p的最小公倍數(shù)。各分段轉(zhuǎn)子極靴4中與永磁體3接觸的內(nèi)側(cè)面保持一致，與氣隙接觸的外側(cè)面沿周向旋轉(zhuǎn)錯(cuò)開。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方案與具體實(shí)施方式
一所述的一種分段斜極靴式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的不同點(diǎn)在于，所述轉(zhuǎn)子極靴4和轉(zhuǎn)子鐵心2上設(shè)有螺栓孔5，轉(zhuǎn)子的軸向兩段設(shè)有端板，通過拉緊螺栓和端板固定轉(zhuǎn)子。本發(fā)明的原理為電機(jī)永磁體提供的磁通通過轉(zhuǎn)子極靴進(jìn)入氣隙，因此轉(zhuǎn)子極靴的形狀能影響電機(jī)氣隙磁場的分布。當(dāng)永磁體位置保持固定，轉(zhuǎn)子極靴周向旋轉(zhuǎn)一個(gè)合適的角度時(shí)，氣隙磁場分布也相對(duì)周向旋轉(zhuǎn)相同角度?；诖?，通過僅分段旋轉(zhuǎn)極靴就實(shí)現(xiàn)了電機(jī)轉(zhuǎn)子分段斜極的功能。
本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。權(quán)利要求
1.一種分段斜極靴式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于轉(zhuǎn)子鐵心通過轉(zhuǎn)軸鍵固定在轉(zhuǎn)軸上、永磁體固定在轉(zhuǎn)子鐵心外側(cè)，用于合理分布磁場的轉(zhuǎn)子極靴安置在永磁體外側(cè)，轉(zhuǎn)子極靴在軸向分成若干段，繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)錯(cuò)開e角度軸向疊加，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸鍵，轉(zhuǎn)子鐵心上設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸鍵配合的鍵槽。
2.如權(quán)利要求I所述的一種分段斜極靴式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子采用徑向永磁體充磁，所述永磁體和鐵心在軸向上連續(xù)，即周向上不發(fā)生錯(cuò)位，所述相鄰分段的轉(zhuǎn)子極靴中旋轉(zhuǎn)錯(cuò)開的角度0=360° /[^lcm(Z1Jp)LN為轉(zhuǎn)子極靴分段數(shù)，Z1為定子槽數(shù)，P為電機(jī)極對(duì)數(shù)，LCM(Z1, 2p)為Z1和2p的最小公倍數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分段斜極靴式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子鐵心通過轉(zhuǎn)軸鍵固定在轉(zhuǎn)軸上、永磁體固定在轉(zhuǎn)子鐵心外側(cè)，用于合理分布磁場的轉(zhuǎn)子極靴安置在永磁體外側(cè)，轉(zhuǎn)子極靴在軸向分成若干段，繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)錯(cuò)開θ角度軸向疊加，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸鍵，轉(zhuǎn)子鐵心上設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸鍵配合的鍵槽。永磁體和鐵心在軸向上連續(xù)，即周向上不發(fā)生錯(cuò)位，所述相鄰分段的轉(zhuǎn)子極靴中旋轉(zhuǎn)錯(cuò)開的角度θ=360°/[N*LCM(Z1,2p)]，N為轉(zhuǎn)子極靴分段數(shù),Z1為定子槽數(shù)，p為電機(jī)極對(duì)數(shù)，LCM(Z1,2p)為Z1和2p的最小公倍數(shù)。本發(fā)明通過對(duì)轉(zhuǎn)子極靴的軸向分段調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子斜極的目的，簡化了制造工藝，同時(shí)避開了一般轉(zhuǎn)子分段斜極轉(zhuǎn)動(dòng)永磁體而引起的分段間軸向漏磁的問題。
文檔編號(hào)H02K1/27GK102624116SQ20121007901
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者盧琴芬, 印欣, 張建承, 方攸同, 董凡, 馬吉恩, 馬子魁, 黃曉艷 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)