專利名稱：分段斜極式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種永磁同步電機(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(jiǎn)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(guó)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(chǎng)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(chǎng)。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(chǎng)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(chǎng)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(shì)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。分段斜極的效果受轉(zhuǎn)子分段數(shù)、分段斜極角的影響，除此之外由于轉(zhuǎn)子分段連接時(shí)旋轉(zhuǎn)錯(cuò)位相連，還存在分段連接端部軸向漏磁的問題。中國(guó)專利申請(qǐng)201110330939. O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(zhǎng)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θ3。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，由于高速列車牽引電機(jī)具有速度高、功率大的特點(diǎn)，致使電機(jī)轉(zhuǎn)子需承受極大的離心力作用?！斗侄问接来磐诫姍C(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)》實(shí)用新型專利中所述的在軸向上間隔添加隔板的方法雖然使得所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)能承受極大離心力，且能確保電機(jī)的有效軸長(zhǎng)，但由于隔板所在的平面沒有硅鋼片等導(dǎo)磁材料，造成了該部分永磁體所提供的磁場(chǎng)需要經(jīng)過磁阻近似與空氣的隔板，因此所述結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子降低了永磁體的利用率
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]為克服現(xiàn)有的分段斜極永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子無法避免漏磁，導(dǎo)致永磁體利用率低的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種既能削弱齒槽效應(yīng)，又能避免發(fā)生分段端部軸向漏磁，永磁體利用率高的分段斜極式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子。分段斜極式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸和沿轉(zhuǎn)軸的軸向均勻分布的多個(gè)轉(zhuǎn)子單元，每個(gè)轉(zhuǎn)子單元均包括沿轉(zhuǎn)軸周向均勻分布的永磁體和導(dǎo)磁部，相鄰轉(zhuǎn)子單元的永磁體的磁極中心線之間有磁極夾角Θ ；其特征在于永磁體和導(dǎo)磁部間隔分布，導(dǎo)磁部之間相互獨(dú)立；磁極夾角Θ =360° /[^LCM(Z1Jp)];其中，N為轉(zhuǎn)子分段數(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)。進(jìn)一步，相鄰的轉(zhuǎn)子單元之間設(shè)有由非導(dǎo)磁材料制成的單元隔板，轉(zhuǎn)子單元和單元隔板上均設(shè)有將所有轉(zhuǎn)子單元和單元隔板軸向鎖緊的拉緊螺栓。單元隔板隔斷相鄰轉(zhuǎn)子單元之間的磁力線。進(jìn)一步，每個(gè)轉(zhuǎn)子單元均設(shè)有導(dǎo)磁片，永磁體的靠近轉(zhuǎn)軸的內(nèi)側(cè)設(shè)有內(nèi)側(cè)導(dǎo)磁片，永磁體的遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的外側(cè)設(shè)有外側(cè)導(dǎo)磁片，內(nèi)側(cè)導(dǎo)磁片和外側(cè)導(dǎo)磁片設(shè)置于永磁體的充磁方向上。進(jìn)一步,轉(zhuǎn)子單元的導(dǎo)磁部包括套接于轉(zhuǎn)軸的鐵心部和與永磁體--對(duì)應(yīng)的極靴
部,永磁體的內(nèi)端面貼緊鐵心部,永磁體的外端面貼緊極靴部,極靴部與鐵心部之間相互獨(dú)立，相鄰的極靴部之間相互獨(dú)立。所謂的極靴部與鐵心部之間相互獨(dú)立是指極靴部與鐵心部之間有間隔，即極靴部與鐵心部之間未連通。相鄰的極靴部之間相互獨(dú)立是指相鄰的極靴部之間未連通，每個(gè)極靴部是獨(dú)立的部件。鐵心部和極靴部分別由多片硅鋼片疊片疊合而成，轉(zhuǎn)子隔板和單元隔板均由多片隔板置片置合而成。鐵心部設(shè)有允許轉(zhuǎn)軸貫穿的軸孔，鐵心部與轉(zhuǎn)軸鍵連接，鐵心部上開設(shè)鍵槽，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有平鍵。鎖緊轉(zhuǎn)子單元和單元隔板的拉緊螺栓包括鎖緊鐵心部的鐵心螺栓和鎖緊極靴部的極靴螺栓；極靴部設(shè)有允許極靴螺栓貫穿的極靴螺栓孔，極靴螺栓孔圓心與軸孔圓心的連線與永磁體的磁極中心線呈極靴螺孔夾角，各個(gè)轉(zhuǎn)子單元的極靴螺孔夾角沿轉(zhuǎn)軸軸向依次遞增，極靴螺孔夾角遞增的方向與轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反；鐵心部設(shè)有允許鐵心螺栓貫穿的鐵心螺栓孔，鐵心螺栓孔圓心與軸孔圓心的連線與永磁體的磁極中心線呈鐵心螺孔夾角，各個(gè)轉(zhuǎn)子單元的鐵心螺孔夾角沿轉(zhuǎn)軸軸向依次遞增，鐵心螺孔夾角遞增的方向與轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反；轉(zhuǎn)子隔板和單元隔板上分別設(shè)有與鐵心螺栓孔對(duì)應(yīng)的第一螺孔和與極靴螺栓孔對(duì)應(yīng)的第二螺孔；鐵心部的鍵槽的中心線與永磁體的磁極中心線呈鍵槽夾角，各個(gè)轉(zhuǎn)子單元的鍵槽夾角沿轉(zhuǎn)軸依次遞增，鍵槽夾角遞增的方向與轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反?；蛘?，轉(zhuǎn)子單元的導(dǎo)磁部為沿轉(zhuǎn)軸周向布置的磁軛部，相鄰的磁軛部圍成一個(gè)容納永磁體的容納槽，相鄰的磁軛部之間相互獨(dú)立，磁軛部與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有隔磁環(huán)；磁軛部的內(nèi)端面和永磁體的內(nèi)端面均與隔磁環(huán)固定連接。磁軛部呈扇形，永磁體呈梯形，永磁體的兩個(gè)斜面分別貼緊于相鄰的磁軛部。[0023]磁軛部的外端面設(shè)有向相鄰磁軛部延伸的凸緣，凸緣起到阻止永磁體脫離轉(zhuǎn)子單元的作用。磁軛部由多片硅鋼片疊片疊合而成，磁軛部設(shè)有允許拉緊螺栓貫穿的拉緊螺栓孔，拉緊螺栓孔圓心與隔磁環(huán)圓心的連線與永磁體的磁極中心線呈拉緊螺孔夾角，各個(gè)轉(zhuǎn)子單元的拉緊螺孔夾角沿轉(zhuǎn)軸軸向依次遞增，拉緊螺孔夾角遞增的方向與轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思是為限制分段端部軸向漏磁，在相鄰前后兩個(gè)轉(zhuǎn)子單元軸向并合時(shí)，在前后相鄰的轉(zhuǎn)子單元之間設(shè)置單元隔板以隔斷轉(zhuǎn)子單元之間的磁場(chǎng)傳導(dǎo)。單元隔板厚度大于或等于轉(zhuǎn)子單元內(nèi)的轉(zhuǎn)子隔板，以達(dá)到良好的隔磁效果。當(dāng)轉(zhuǎn)子單元采用帶隔板結(jié)構(gòu)時(shí)，轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)承受離心力的能力得到了提高，但同時(shí)隔板結(jié)構(gòu)也造成了客觀上阻礙電機(jī)磁路的現(xiàn)實(shí)，為避免隔板結(jié)構(gòu)過分影響磁路，導(dǎo)致永磁體利用率降低，本實(shí)用新型在永磁體接觸極靴和鐵心的兩側(cè)設(shè)計(jì)了導(dǎo)磁片，以此來引導(dǎo)電機(jī)磁路。
本實(shí)用新型中，通過拉緊螺栓將轉(zhuǎn)子單元和單元隔板在軸向鎖緊，拉緊螺栓不但能使分段的轉(zhuǎn)子單元具有緊湊整體結(jié)構(gòu)，而且能夠增大導(dǎo)磁部與轉(zhuǎn)子隔板和單元隔板之間的摩擦力，并依靠該摩擦力克服轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力。本實(shí)用新型的有益效果是1、將轉(zhuǎn)子分段斜極的方法通過一種帶轉(zhuǎn)子隔板結(jié)構(gòu)的分段式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，使所述結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子具有了削弱齒槽效應(yīng)的能力，且所述結(jié)構(gòu)組轉(zhuǎn)子本身具有分段特點(diǎn)，適用于應(yīng)用轉(zhuǎn)子分段斜極方法。2、轉(zhuǎn)子單元之間具有單元隔板，有效避免了軸向漏磁，且所述隔板仍具有加固轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化電磁性能和機(jī)械性能。3、轉(zhuǎn)子單元內(nèi)加入導(dǎo)磁部，以此來引導(dǎo)磁路，減小磁路磁阻，提高永磁體利用率。

圖I是分段斜極無單元隔板徑向式永磁轉(zhuǎn)子漏磁情況示意圖。圖2是分段斜極無單元隔板切向式永磁轉(zhuǎn)子漏磁情況示意圖。圖3是有轉(zhuǎn)子隔板的分段斜極徑向式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子示意圖。圖4是有轉(zhuǎn)子隔板的分段斜極徑向式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子零部件分解示意圖。圖4-1是導(dǎo)磁片對(duì)磁路的引導(dǎo)作用示意圖。圖5是前一段徑向式轉(zhuǎn)子單元轉(zhuǎn)子沖片示意圖。圖6是后一段徑向式轉(zhuǎn)子單元轉(zhuǎn)子沖片示意圖。圖7是前一段徑向式轉(zhuǎn)子單元轉(zhuǎn)子隔板的示意圖。圖8是后一段徑向式轉(zhuǎn)子單元轉(zhuǎn)子隔板的示意圖。圖9是無永磁體通孔的徑向式轉(zhuǎn)子隔板的示意圖。圖10是有單元隔板的分段斜極切向式永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一參照?qǐng)D1、2[0042]分段斜極式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸I和沿轉(zhuǎn)軸I的軸向均勻分布的多個(gè)轉(zhuǎn)子單元2，每個(gè)轉(zhuǎn)子單元2均包括沿轉(zhuǎn)軸圓周分布的永磁體3和導(dǎo)磁部4，永磁體3對(duì)稱分布,導(dǎo)磁部4也對(duì)稱分布，相鄰轉(zhuǎn)子單元的永磁體3的磁極中心線之間有磁極夾角Θ ；永磁體3和導(dǎo)磁部4間隔分布，導(dǎo)磁部4之間相互獨(dú)立；磁極夾角Θ =360° /[N^LCM(Z1Jp)];其中，N為轉(zhuǎn)子分段數(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)。本實(shí)施例的技術(shù)構(gòu)思是通過拉緊螺栓將轉(zhuǎn)子單元2在軸向鎖緊，拉緊螺栓不但能使分段的轉(zhuǎn)子單元具有緊湊整體結(jié)構(gòu)，而且能夠增大導(dǎo)磁部與轉(zhuǎn)子隔板之間的摩擦力，并依靠該摩擦力克服轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力。實(shí)施例二參照?qǐng)D3-9本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別之處在于本實(shí)施例是分段斜極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為徑向式永磁轉(zhuǎn)子時(shí)的具體結(jié)構(gòu)描述，其余結(jié)構(gòu)都相同。具體來說，參照?qǐng)D4，相鄰的轉(zhuǎn)子單元之間設(shè)有由非導(dǎo)磁材料制成的單元隔板5，轉(zhuǎn)子單元2和單元隔板5上均設(shè)有將所有轉(zhuǎn)子單元2和單元隔板5軸向鎖緊的拉緊螺栓6。單元隔板5隔斷相鄰轉(zhuǎn)子單元之間的磁力線。參照?qǐng)D5和圖6，轉(zhuǎn)子單元2的導(dǎo)磁部4包括套接于轉(zhuǎn)軸I的鐵心部23和與永磁
體3--對(duì)應(yīng)的極靴部24，永磁體3的內(nèi)端面貼緊鐵心部24，永磁體3的外端面貼緊極靴
部25，極靴部25與鐵心部23之間相互獨(dú)立，相鄰的極靴部23之間相互獨(dú)立。所謂的極靴部23與鐵心部24之間相互獨(dú)立是指極靴部23與鐵心部24之間有間隔，即極靴部23與鐵心部24之間未連通。相鄰的極靴部23之間相互獨(dú)立是指相鄰的極靴部23之間未連通，每個(gè)極靴部23是獨(dú)立的部件。鐵心部24和極靴部23分別由多片硅鋼片疊片疊合而成，單元隔板5由多片隔板疊片疊合而成。鐵心部23設(shè)有允許轉(zhuǎn)軸I貫穿的軸孔231，鐵心部23與轉(zhuǎn)軸鍵連接，鐵心部23上開設(shè)鍵槽232，轉(zhuǎn)軸I上設(shè)有平鍵9。拉緊螺栓包括鎖緊鐵心部的鐵心螺栓81和鎖緊極靴部的極靴螺栓82 ;極靴部24設(shè)有允許極靴螺栓貫穿的極靴螺栓孔241，極靴螺栓孔241圓心與軸孔圓心的連線與永磁體3的磁極中心線呈極靴螺孔夾角，各個(gè)轉(zhuǎn)子單元2的極靴螺孔夾角沿轉(zhuǎn)軸軸向依次遞增，極靴螺孔夾角遞增的方向與轉(zhuǎn)軸I的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反；鐵心部23設(shè)有允許鐵心螺栓貫穿的鐵心螺栓孔233，鐵心螺栓孔圓心與軸孔圓心的連線與永磁體的磁極中心線呈鐵心螺孔夾角，各個(gè)轉(zhuǎn)子單元的鐵心螺孔夾角沿轉(zhuǎn)軸軸向依次遞增，鐵心螺孔夾角遞增的方向與轉(zhuǎn)軸I的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反；轉(zhuǎn)子隔板21和單元隔板5上分別設(shè)有與鐵心螺栓孔233對(duì)應(yīng)的第一螺孔C和與極靴螺栓孔241對(duì)應(yīng)的第二螺孔D ；鐵心部23的鍵槽232的中心線與永磁體3的磁極中心線呈鍵槽夾角，各個(gè)轉(zhuǎn)子單元2的鍵槽夾角沿轉(zhuǎn)軸依次遞增，鍵槽夾角遞增的方向與轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。鐵心螺孔夾角的遞增角度、鍵槽夾角的遞增角度和極靴螺孔夾角的遞增角度相等，均為[0057]同一個(gè)轉(zhuǎn)子單元2中的鐵心螺栓孔235位置相同，極靴螺栓孔241位置相同以及轉(zhuǎn)子隔板21的第一螺栓孔和第二螺栓孔的位置均相同；相鄰轉(zhuǎn)子單元2的鐵心部23、極靴部24以及轉(zhuǎn)子隔板21上的第一螺栓孔以及第二螺栓孔的位置按轉(zhuǎn)子單元2繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向的相反方向旋轉(zhuǎn)錯(cuò)開角度作相應(yīng)設(shè)置；同一個(gè)轉(zhuǎn)子單元2中的鐵心部23的鍵槽位置相同，轉(zhuǎn)子隔板21的鍵槽位置相同；相鄰轉(zhuǎn)子單元2的鐵心部23和轉(zhuǎn)子隔板21上的鍵槽位置按轉(zhuǎn)子單元2繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向的相反方向旋轉(zhuǎn)錯(cuò)開角度作相應(yīng)設(shè)置；以上設(shè)置能確保多個(gè)轉(zhuǎn)子單元2能通過轉(zhuǎn)軸I上的平鍵、極靴拉緊螺栓以及鐵心拉緊螺栓裝配成一個(gè)緊湊的轉(zhuǎn)子整體。每個(gè)轉(zhuǎn)子單元7還設(shè)有導(dǎo)磁片，永磁體3的內(nèi)側(cè)和外側(cè)分別設(shè)有內(nèi)側(cè)導(dǎo)磁片171和外側(cè)導(dǎo)磁片172,內(nèi)側(cè)導(dǎo)磁片171和外側(cè)導(dǎo)磁片172設(shè)置于永磁體3的充磁方向上。每個(gè)轉(zhuǎn)子單元2包括沿軸向均勻分布的多個(gè)子單元，相鄰的子單元之間設(shè)有由非導(dǎo)磁材料制成的轉(zhuǎn)子隔板21，轉(zhuǎn)子隔板21上設(shè)有允許本轉(zhuǎn)子單元的永磁體3貫穿的磁體通孔22，一個(gè)永磁體3對(duì)應(yīng)一個(gè)磁體通孔22。轉(zhuǎn)子隔板21的厚度小于單元隔板5的厚度。轉(zhuǎn)子隔板22和單元隔板5上都分布有減小隔板重量的減重孔A和降低應(yīng)力集中的減應(yīng)力·孔B，參照?qǐng)D7-9。轉(zhuǎn)子隔板21由多片硅鋼片疊合而成。當(dāng)然，轉(zhuǎn)子單元2中也可以僅包含永磁體3、極靴部24和鐵心部23，轉(zhuǎn)子單元2內(nèi)沒有轉(zhuǎn)子隔板21隔磁，極靴部24和鐵心部23的兩端分別抵緊相鄰的單元隔板5，依靠極靴部24與單元隔板5之間的摩擦力來克服轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)造成的離心力。內(nèi)側(cè)導(dǎo)磁片171和外側(cè)導(dǎo)磁片172均固定于永磁體3上,永磁體3和導(dǎo)磁片171、172形成一個(gè)磁性體，磁性體穿過磁體通孔22。當(dāng)然，磁體通孔22也可以設(shè)置為僅永磁體3貫穿，導(dǎo)磁片171、172設(shè)置于相鄰的轉(zhuǎn)子隔板21之間。本實(shí)施例的技術(shù)構(gòu)思是為限制分段端部軸向漏磁，在相鄰前后兩個(gè)轉(zhuǎn)子單元2軸向并合時(shí)，在前后相鄰的轉(zhuǎn)子單元之間設(shè)置單元隔板5以隔斷轉(zhuǎn)子單元之間的磁場(chǎng)傳導(dǎo)。單元隔板5厚度大于或等于轉(zhuǎn)子單元內(nèi)的轉(zhuǎn)子隔板，以達(dá)到良好的隔磁效果。極靴部24依靠極靴拉緊螺栓的鎖緊作用緊貼于轉(zhuǎn)子隔板21或單元隔板5，轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，依靠極靴部24與轉(zhuǎn)子隔板21或者單元隔板5之間的摩擦力克服極靴部24受到的離心力。極靴拉緊螺栓只承受軸向的拉力，不承受周向的扭矩，極靴拉緊螺栓不易斷裂，轉(zhuǎn)子的使用壽命長(zhǎng)。轉(zhuǎn)子單元2內(nèi)加入導(dǎo)磁部171、172，以此來引導(dǎo)磁路，減小磁路磁阻，提高永磁體利用率。實(shí)施例三參照?qǐng)D10本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于本實(shí)施例是分段斜極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為切向式永磁轉(zhuǎn)子時(shí)的具體結(jié)構(gòu)描述，并且相鄰的轉(zhuǎn)子單元之間增設(shè)了由非導(dǎo)磁材料制成的單元隔板，其余結(jié)構(gòu)都相同。具體來說，轉(zhuǎn)子單元2的導(dǎo)磁部4為沿轉(zhuǎn)軸周向布置的磁軛部，相鄰的磁軛部圍成一個(gè)容納永磁體的容納槽，相鄰的磁軛部之間相互獨(dú)立，磁軛部與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有隔磁環(huán)7 ；磁軛部的內(nèi)端面和永磁體3的內(nèi)端面均與隔磁環(huán)7固定連接。磁軛部呈扇形，永磁體3呈梯形，永磁3體的兩個(gè)斜面分別貼緊于相鄰的磁軛部。[0070]磁軛部的外端面設(shè)有向相鄰磁軛部延伸的凸緣41，凸緣41起到阻止永磁體3脫離轉(zhuǎn)子單元2的作用。磁軛部由多片硅鋼片疊片疊合而成，磁軛部設(shè)有允許拉緊螺栓貫穿的拉緊螺栓孔42，拉緊螺栓孔圓心與隔磁環(huán)圓心的連線與永磁體的磁極中心線呈拉緊螺孔夾角，各個(gè)轉(zhuǎn)子單元2的拉緊螺孔夾角沿轉(zhuǎn)軸軸向依次遞增，拉緊螺孔夾角遞增的方向與轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。相鄰的轉(zhuǎn)子單元之間設(shè)有由非導(dǎo)磁材料制成的單元隔板5，轉(zhuǎn)子單元2和單元隔板5上均設(shè)有將所有轉(zhuǎn)子單元2和單元隔板5軸向鎖緊的拉緊螺栓6。單元隔板5隔斷相鄰轉(zhuǎn)子單元之間的磁力線。本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思是為限制分段端部軸向漏磁，在相鄰前后兩個(gè)轉(zhuǎn)子單元軸向并合時(shí)，在前后相鄰的轉(zhuǎn)子單元2之間設(shè)置單元隔板5以隔斷轉(zhuǎn)子單元2之間的磁場(chǎng) 傳導(dǎo)。單元隔板5厚度大于或等于轉(zhuǎn)子單元內(nèi)的轉(zhuǎn)子隔板，以達(dá)到良好的隔磁效果。本實(shí)施例中，通過拉緊螺栓將轉(zhuǎn)子單元2和單元隔板5在軸向鎖緊，拉緊螺栓不但能使分段的轉(zhuǎn)子單元具有緊湊整體結(jié)構(gòu)，而且能夠增大導(dǎo)磁部與轉(zhuǎn)子隔板和單元隔板之間的摩擦力，并依靠該摩擦力克服轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力。切向式的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)能夠承受的離心力更大。本實(shí)用新型的有益效果是1、將轉(zhuǎn)子分段斜極的方法通過一種帶轉(zhuǎn)子隔板結(jié)構(gòu)的分段式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，使所述結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子具有了削弱齒槽效應(yīng)的能力，且所述結(jié)構(gòu)組轉(zhuǎn)子本身具有分段特點(diǎn)，適用于應(yīng)用轉(zhuǎn)子分段斜極方法。2、轉(zhuǎn)子單元之間具有單元隔板，有效避免了軸向漏磁，且所述隔板仍具有加固轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化電磁性能和機(jī)械性能。3、轉(zhuǎn)子單元內(nèi)加入導(dǎo)磁部，以此來引導(dǎo)磁路，減小磁路磁阻，提高永磁體利用率。本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新型的保護(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，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.分段斜極式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸和沿轉(zhuǎn)軸的軸向均勻分布的多個(gè)轉(zhuǎn)子單元，每個(gè)轉(zhuǎn)子單元均包括沿轉(zhuǎn)軸軸向連續(xù)的永磁體和導(dǎo)磁部，相鄰轉(zhuǎn)子單元的永磁體的磁極中心線之間有磁極夾角Θ ; 其特征在于永磁體和導(dǎo)磁部間隔分布，導(dǎo)磁部之間相互獨(dú)立。
2.如權(quán)利要求I所述的分段斜極式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于相鄰的轉(zhuǎn)子單元之間設(shè)有由非導(dǎo)磁材料制成的單元隔板，轉(zhuǎn)子單元和單元隔板上均設(shè)有將所有轉(zhuǎn)子單元和單元隔板軸向鎖緊的拉緊螺栓。
3.如權(quán)利要求2所述的分段斜極式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于每個(gè)轉(zhuǎn)子單元均設(shè)有導(dǎo)磁片，永磁體的靠近轉(zhuǎn)軸的內(nèi)側(cè)設(shè)有內(nèi)側(cè)導(dǎo)磁片，永磁體的遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的外側(cè)設(shè)有外 側(cè)導(dǎo)磁片，內(nèi)側(cè)導(dǎo)磁片和外側(cè)導(dǎo)磁片設(shè)置于永磁體的充磁方向上。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的分段斜極式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于鐵心部設(shè)有允許轉(zhuǎn)軸貫穿的軸孔，鐵心部與轉(zhuǎn)軸鍵連接，鐵心部上開設(shè)鍵槽，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有平鍵； 鎖緊轉(zhuǎn)子單元和單元隔板的拉緊螺栓包括鎖緊鐵心部的鐵心螺栓和鎖緊極靴部的極靴螺栓；極靴部設(shè)有允許極靴螺栓貫穿的極靴螺栓孔，極靴螺栓孔圓心與軸孔圓心的連線與永磁體的磁極中心線呈極靴螺孔夾角，各個(gè)轉(zhuǎn)子單元的極靴螺孔夾角沿轉(zhuǎn)軸軸向依次遞增，極靴螺孔夾角遞增的方向與轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反； 鐵心部設(shè)有允許鐵心螺栓貫穿的鐵心螺栓孔，鐵心螺栓孔圓心與軸孔圓心的連線與永磁體的磁極中心線呈鐵心螺孔夾角，各個(gè)轉(zhuǎn)子單元的鐵心螺孔夾角沿轉(zhuǎn)軸軸向依次遞增，鐵心螺孔夾角遞增的方向與轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反； 轉(zhuǎn)子隔板和單元隔板上分別設(shè)有與鐵心螺栓孔對(duì)應(yīng)的第一螺孔和與極靴螺栓孔對(duì)應(yīng)的第二螺孔； 鐵心部的鍵槽的中心線與永磁體的磁極中心線呈鍵槽夾角，各個(gè)轉(zhuǎn)子單元的鍵槽夾角沿轉(zhuǎn)軸依次遞增，鍵槽夾角遞增的方向與轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。
5.如權(quán)利要求4所述的分段斜極式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于轉(zhuǎn)子單元的導(dǎo)磁部包括套接于轉(zhuǎn)軸的鐵心部和與永磁體--對(duì)應(yīng)的極靴部，永磁體的內(nèi)端面貼緊鐵心部，永磁體的外端面貼緊極靴部，極靴部與鐵心部之間相互獨(dú)立，相鄰的極靴部之間相互獨(dú)立。
6.如權(quán)利要求5所述的分段斜極式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于每個(gè)轉(zhuǎn)子單元包括沿軸向均勻分布的多個(gè)子單元，相鄰的子單元之間設(shè)有由非導(dǎo)磁材料制成的轉(zhuǎn)子隔板，轉(zhuǎn)子隔板上設(shè)有允許本轉(zhuǎn)子單元的永磁體貫穿的磁體通孔，一個(gè)永磁體對(duì)應(yīng)一個(gè)磁體通孔；轉(zhuǎn)子隔板的厚度小于單元隔板的厚度。
7.如權(quán)利要求1-3之一所述的分段斜極式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于轉(zhuǎn)子單元的導(dǎo)磁部為沿轉(zhuǎn)軸周向布置的磁軛部，相鄰的磁軛部圍成一個(gè)容納永磁體的容納槽，相鄰的磁軛部之間相互獨(dú)立，磁軛部與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有隔磁環(huán)；磁軛部的內(nèi)端面和永磁體的內(nèi)端面均與隔磁環(huán)固定連接。
8.如權(quán)利要求7所述的分段斜極式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于磁軛部呈扇形，永磁體呈梯形，永磁體的兩個(gè)斜面分別貼緊于相鄰的磁軛部； 磁軛部的外端面設(shè)有向相鄰磁軛部延伸的凸緣，凸緣起到阻止永磁體脫離轉(zhuǎn)子單元的作用。
9.如權(quán)利要求8所述的分段斜極式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于磁軛部由多片硅鋼片疊片疊合而成， 磁軛部設(shè)有允許拉緊螺栓貫穿的拉緊螺栓孔，拉緊螺栓孔圓心與隔磁環(huán)圓心的連線與永磁體的磁極中心線呈拉緊螺孔夾角，各個(gè)轉(zhuǎn)子單元的拉緊螺孔夾角沿轉(zhuǎn)軸軸向依次遞增，拉緊螺孔夾角遞增的方向與轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。
專利摘要分段斜極式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸和沿轉(zhuǎn)軸的軸向均勻分布的多個(gè)轉(zhuǎn)子單元，每個(gè)轉(zhuǎn)子單元均包括沿轉(zhuǎn)軸軸向連續(xù)的永磁體和導(dǎo)磁部，相鄰轉(zhuǎn)子單元的永磁體的磁極中心線之間有磁極夾角θ；永磁體和導(dǎo)磁部間隔分布，導(dǎo)磁部之間相互獨(dú)立。本實(shí)用新型提供了一種既能削弱齒槽效應(yīng)，又能避免發(fā)生分段端部軸向漏磁，同時(shí)在隔板式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中加入導(dǎo)磁部，引導(dǎo)磁場(chǎng)降低磁路磁阻，提高永磁體利用率的分段斜極式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子。
文檔編號(hào)H02K21/02GK202634111SQ201220216550
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者方攸同, 張建承, 馬子魁 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)