專利名稱：合成磁場的轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種合成磁場的轉(zhuǎn)子，特別是一種無刷直流電機(jī)用合成磁場的轉(zhuǎn)子，主要適用于電機(jī)、機(jī)械制造領(lǐng)域，應(yīng)用分類屬于電動車輛驅(qū)動及エ業(yè)應(yīng)用技木。
背景技術(shù)：
目前市面上的內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子均采用鐵芯外沿粘貼磁瓦的結(jié)構(gòu)，磁瓦呈弧面結(jié)構(gòu)型式，粘接于轉(zhuǎn)子鐵芯外圏。這種弧面型式的磁瓦加工時需經(jīng)線切割后再磨圓弧面，磁材利用率低，且加工エ藝復(fù)雜；同時由于轉(zhuǎn)子的高速轉(zhuǎn)動，一般需外套ー個不銹鋼套，避免磁瓦受離心カ脫位，不僅裝配エ藝復(fù)雜，而且增加轉(zhuǎn)子重量，導(dǎo)致效率降低。專利公告號為202135027U的中國實(shí)用新型公開了ー種永磁電機(jī)的合成磁極，其運(yùn)用普通導(dǎo)磁性金屬材料制造磁極，再利用磁場疊加原理在電機(jī)的換向區(qū)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后形成合成磁場。磁場由換向區(qū)磁鋼與磁極中心線磁鋼共同構(gòu)成，電機(jī)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(shè)ー對磁鋼，相比普通電機(jī)，仍然需要使用弧面結(jié)構(gòu)的磁瓦，其磁材利用率并沒有提高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對上述存在的問題提供ー種結(jié)構(gòu)簡單、體積小、加工方便，并且磁能級和磁瓦利用率高的合成磁場的轉(zhuǎn)子，能夠在同等效率和功率級別的情況下，顯著減小磁材及硅鋼片的用量，降低生產(chǎn)成本。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是合成磁場的轉(zhuǎn)子，包括同軸布置的轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)子軸，其特征在干所述轉(zhuǎn)子鐵芯上沿徑向均勻布置偶數(shù)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(shè)置一個用于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(zhǔn)軸對稱布置。所述封磁裝置為布置于相鄰兩主磁鋼之間、靠近轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)徑處的副磁鋼，且各副磁鋼均平行于轉(zhuǎn)子軸圓周面的切線布置；相鄰兩片主磁鋼和位于其間的一片副磁鋼合圍成扇環(huán)狀，位于該扇環(huán)區(qū)域內(nèi)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于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(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)徑，且平行于轉(zhuǎn)子軸圓周面的切線布置；相鄰兩片主磁鋼和位于其間的ー個槽孔合圍成兩個扇環(huán)狀區(qū)域，位于兩個扇環(huán)區(qū)域內(nèi)的鐵芯為極靴。所述轉(zhuǎn)子鐵芯上沿徑向均勻開設(shè)偶數(shù)個主磁鋼安裝孔，所述主磁鋼嵌設(shè)于該主磁鋼安裝孔內(nèi)。相鄰兩主磁鋼安裝孔之間、靠近轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)徑處開設(shè)副磁鋼安裝孔，所述副磁鋼嵌設(shè)于該副磁鋼安裝孔內(nèi)。所述主磁鋼和副磁鋼的橫截面均為矩形；相應(yīng)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，和位于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(zhuǎn)子鐵芯上沿徑向均勻開設(shè)偶數(shù)個主磁鋼安裝孔，所述主磁鋼嵌設(shè)于該主磁鋼安裝孔內(nèi)。所述主磁鋼橫截面呈矩形；相應(yīng)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，和位于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(zhuǎn)子鐵芯的圓周面上、對應(yīng)于主磁鋼的位置開設(shè)有V型缺ロ，且該缺ロ底部均指向轉(zhuǎn)子軸的軸心。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型在轉(zhuǎn)子鐵芯上沿徑向均勻布置偶數(shù)個主磁鋼，相鄰兩主磁鋼之間各設(shè)置一個用于減少漏磁的封磁裝置，相鄰兩主磁鋼及位于其間的封磁裝置所圍區(qū)域內(nèi)的鐵芯作為極靴，并在極靴內(nèi)合成工作磁極，其中兩個主磁鋼的兩面均為工作面，封磁裝置用于封住漏磁，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(jié)省了磁材用量，提高了磁材的利用率；磁鋼采用嵌入式結(jié)構(gòu)安裝于轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)，較之常用的弧形磁瓦不僅省去了不銹鋼套，降低了轉(zhuǎn)子整體重量，而且簡化了裝配工藝；同時鐵芯外圈經(jīng)精加工后可以達(dá)到較高的圓柱度，使得電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙能做到最小，從而提高磁密。

圖I是實(shí)施例I的轉(zhuǎn)子截面圖。圖2是實(shí)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(shí)施例I磁場合成磁能級提聞不意圖。圖4是實(shí)施例I磁力線分布示意圖。圖5是實(shí)施例2的轉(zhuǎn)子截面圖。圖6是實(shí)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(shí)施例2的磁力線分布示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I :如圖I-圖4所示，本實(shí)施例包括同軸布置的轉(zhuǎn)子鐵芯I (硅鋼片)和轉(zhuǎn)子軸7，其中轉(zhuǎn)子鐵芯I上沿徑向均勻沖有八個主磁鋼安裝孔2，該孔內(nèi)嵌設(shè)有橫截面呈矩形的主磁鋼3，安裝完成后各主磁鋼3以轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子鐵芯I的內(nèi)徑處沖有副磁鋼安裝孔8，該孔內(nèi)嵌設(shè)有橫截面呈矩形的副磁鋼4，用于減少漏磁；安裝完成后各副磁鋼4均平行于轉(zhuǎn)子軸7圓周面的切線布置，且位于相鄰兩主磁鋼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(zhǔn)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，和位于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，并且不會在孔內(nèi)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，并且不會在孔內(nèi)移動和晃動，以保證轉(zhuǎn)子工作時的穩(wěn)定性。相鄰兩片主磁鋼3和位于其間的一片副磁鋼4合圍成扇環(huán)狀，位于該扇環(huán)區(qū)域內(nèi)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，并在極靴6內(nèi)合成工作磁極N極或S極，同時由于副磁鋼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(zhuǎn)子鐵芯I的圓周面上、對應(yīng)于主磁鋼3的位置開設(shè)有V型缺ロ 5，且該缺ロ底部均指向轉(zhuǎn)子軸7的軸心。本實(shí)施例的工作原理如下相鄰兩片主磁鋼3，以及位于兩片主磁鋼3之間、用于封住漏磁的一片副磁鋼4合圍成扇環(huán)狀，該區(qū)域內(nèi)的鐵芯作為極靴，三片磁鋼的磁力線在該極靴內(nèi)合成后，得到磁能級進(jìn)ー步提高的工作磁極N極或S扱。該極靴結(jié)構(gòu)，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(fù)載時反電勢磁場通過極靴作用于磁鋼，對永磁體磁鋼影響較小。實(shí)施例2 :如圖5-圖7所示，本實(shí)施例結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I基本相同，區(qū)別在于，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(zhuǎn)子鐵芯I上沖有橫截面呈等腰三角形的槽孔9，即各槽孔9沿轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子鐵芯I內(nèi)徑，且平行于轉(zhuǎn)子軸7圓周面的切線布置，位于該槽孔兩側(cè)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和位于其間的一個槽孔9合圍成兩個扇環(huán)狀區(qū)域，位于兩個扇環(huán)區(qū)域內(nèi)的鐵芯為極靴6。槽孔9形成磁阻橋，減少扇環(huán)狀極靴6靠近轉(zhuǎn)子軸7處的漏磁，以及消除交軸電磁感應(yīng)，使極靴6的磁場分布更均勻。上述各實(shí)施例中，主磁鋼3的個數(shù)可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行增減(但須保證為偶數(shù)個)，副磁鋼4和槽孔9的數(shù)量也可進(jìn)行相應(yīng)的增減。本實(shí)用新型專利實(shí)施例的合成磁場的轉(zhuǎn)子與常規(guī)弧形磁極的轉(zhuǎn)子作用相同，配套的定子、機(jī)殼以及控制電路與常規(guī)無刷直流電機(jī)一致，能與常規(guī)弧形磁極的轉(zhuǎn)子互換，但是本實(shí)施例轉(zhuǎn)子效率更高、材料更省。
權(quán)利要求1.一種合成磁場的轉(zhuǎn)子，包括同軸布置的轉(zhuǎn)子鐵芯(I)和轉(zhuǎn)子軸(7)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子鐵芯(I)上沿徑向均勻布置偶數(shù)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(shè)置一個用于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(zhǔn)軸對稱布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的合成磁場的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述封磁裝置為布置于相鄰兩主磁鋼(3)之間、靠近轉(zhuǎn)子鐵芯(I)內(nèi)徑處的副磁鋼(4)，且各副磁鋼(4)均平行于轉(zhuǎn)子軸(7)圓周面的切線布置；相鄰兩片主磁鋼(3)和位于其間的一片副磁鋼(4)合圍成扇環(huán)狀，位于該扇環(huán)區(qū)域內(nèi)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(jù)權(quán)利要求I所述的合成磁場的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述封磁裝置為布置于相鄰兩主磁鋼(3)之間的等腰三角形槽孔(9)，該槽孔的底邊靠近轉(zhuǎn)子鐵芯(I)內(nèi)徑，且平行于轉(zhuǎn)子軸(7)圓周面的切線布置；相鄰兩片主磁鋼(3)和位于其間的一個槽孔(9)合圍成兩個扇環(huán)狀區(qū)域，位于兩個扇環(huán)區(qū)域內(nèi)的鐵芯為極靴(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的合成磁場的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述轉(zhuǎn)子鐵芯(I)上沿徑向均勻開設(shè)偶數(shù)個主磁鋼安裝孔(2)，所述主磁鋼(3)嵌設(shè)于該主磁鋼安裝孔內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的合成磁場的轉(zhuǎn)子，其特征在于相鄰兩主磁鋼安裝孔(2)之間、靠近轉(zhuǎn)子鐵芯(I)的內(nèi)徑處開設(shè)副磁鋼安裝孔(8)，所述副磁鋼(4)嵌設(shè)于該副磁鋼安裝孔內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的合成磁場的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述主磁鋼(3)和副磁鋼(4)的橫截面均為矩形；相應(yīng)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，和位于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(jù)權(quán)利要求6所述的合成磁場的轉(zhuǎn)子，其特征在于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(jù)權(quán)利要求I或3所述的合成磁場的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述轉(zhuǎn)子鐵芯(I)上沿徑向均勻開設(shè)偶數(shù)個主磁鋼安裝孔(2)，所述主磁鋼(3)嵌設(shè)于該主磁鋼安裝孔內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的合成磁場的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述主磁鋼(3)橫截面呈矩形；相應(yīng)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，和位于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(jù)權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的合成磁場的轉(zhuǎn)子，其特征在于所述轉(zhuǎn)子鐵芯(I)的圓周面上、對應(yīng)于主磁鋼(3 )的位置開設(shè)有V型缺口( 5 )，且該缺口底部均指向轉(zhuǎn)子軸(7)的軸心。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種合成磁場的轉(zhuǎn)子。本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、體積小、加工方便，并且磁能級和磁瓦利用率高的合成磁場的轉(zhuǎn)子，能夠在同等效率和功率級別的情況下，顯著減小磁材及硅鋼片的用量，降低生產(chǎn)成本。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是合成磁場的轉(zhuǎn)子，包括同軸布置的轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)子軸，其特征在于所述轉(zhuǎn)子鐵芯上沿徑向均勻布置偶數(shù)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(shè)置一個用于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(zhǔn)軸對稱布置。本實(shí)用新型適用于電機(jī)、機(jī)械制造領(lǐng)域，應(yīng)用分類屬于電動車輛驅(qū)動及工業(yè)應(yīng)用技術(shù)。
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(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)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