超高速小型永磁電的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種超高速小型永磁電機(jī)（200），所述超高速小型永磁電機(jī)（200）包括轉(zhuǎn)子（21）、定子（22）、和繞組（23），所述轉(zhuǎn)子（21）置于所述定子（22）內(nèi)部，并且所述轉(zhuǎn)子（21）包括空心軸（24）和永磁體（25），所述永磁體（25）內(nèi)嵌在所述空心軸（24）內(nèi)部，所述永磁體（25）具有圓形的橫截面形狀。
【專利說明】 超高速小型永磁電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及永磁電機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種超高速小型永磁電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于結(jié)構(gòu)緊湊和效率聞等技術(shù)優(yōu)勢，目如超聞速電機(jī)在許多應(yīng)用中(諸如機(jī)床和離心壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)器等)越來越受到關(guān)注。在超高速應(yīng)用中，超高速永磁同步電機(jī)相對于其他類型的電機(jī)具有高效的技術(shù)優(yōu)勢，因?yàn)槠湓谵D(zhuǎn)子中不存在勵(lì)磁功率損耗并且在轉(zhuǎn)子和定子中具有低渦流損耗。
[0003]圖1以截面圖的形式示意性地示出了一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的超高速小型永磁電機(jī)100的主要部件。所述超高速小型永磁電機(jī)100包括轉(zhuǎn)子11、定子12、和繞組13，所述轉(zhuǎn)子11置于所述定子12內(nèi)部，并且所述轉(zhuǎn)子11包括空心軸14和永磁體15，所述永磁體15內(nèi)嵌在所述空心軸14內(nèi)部,所述永磁體15具有橢圓形的橫截面形狀。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型旨在提供一種相對于上述現(xiàn)有技術(shù)改進(jìn)的超高速小型永磁電機(jī)。
[0005]本實(shí)用新型提供一種超高速小型永磁電機(jī)，所述超高速小型永磁電機(jī)包括轉(zhuǎn)子、定子、和繞組，所述轉(zhuǎn)子置于所述定子內(nèi)部，并且所述轉(zhuǎn)子包括空心軸和永磁體，所述永磁體內(nèi)嵌在所述空心軸內(nèi)部，所述永磁體具有圓形的橫截面形狀。本實(shí)用新型將永磁體的截面形狀設(shè)計(jì)為圓形，可實(shí)現(xiàn)減少諧波，同時(shí)永磁體和空心軸的加工更加簡單、加工成本降低。
[0006]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述空心軸由鈦合金制成。由此增加了空心軸的堅(jiān)固性。
[0007]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述永磁體的外徑比所述空心軸的內(nèi)徑大0.01mm。由此使得永磁體能牢固穩(wěn)定地內(nèi)嵌在空心軸內(nèi)部。
[0008]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述轉(zhuǎn)子采用二極永磁體結(jié)構(gòu)。由此能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、并且減少漏磁和切換損失。
[0009]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述定子采用有槽結(jié)構(gòu)。由此能夠?qū)崿F(xiàn)減小磁阻、減小定子電流、提高效率。
[0010]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述定子沿內(nèi)圓周設(shè)有多個(gè)間隔開的槽，所述槽的槽口寬度在0.45mm到0.55mm的范圍內(nèi)。由此能夠減小齒槽轉(zhuǎn)矩優(yōu)化電機(jī)運(yùn)行性能。
[0011]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述繞組采用利茲線。由此能夠有效地降低繞組中的渦流損失。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]通過下文結(jié)合附圖的詳細(xì)說明，將更好地理解本實(shí)用新型。在附圖中:
[0013]圖1以截面圖的形式示意性地示出了一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的超高速小型永磁電機(jī)的部分部件；[0014]圖2以截面圖的形式示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案的超高速小型永磁電機(jī)的部分部件；
[0015]圖3以截面圖的形式示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案的超高速小型永磁電機(jī)的部分部件，其定子采用有槽結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1以截面圖的形式示意性地示出了一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的超高速小型永磁電機(jī)100的主要部件，包括轉(zhuǎn)子11、定子12、和繞組13，所述轉(zhuǎn)子11包括空心軸14和永磁體15，其中內(nèi)嵌在空心軸14內(nèi)部的永磁體15具有橢圓形的截面形狀。
[0017]圖2以截面圖的形式示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案的超高速小型永磁電機(jī)200的主要部件。如圖所示，所述超高速小型永磁電機(jī)200包括轉(zhuǎn)子21、定子22、和繞組23，所述轉(zhuǎn)子21置于所述定子22內(nèi)部，并且所述轉(zhuǎn)子21包括空心軸24和永磁體25,所述永磁體25內(nèi)嵌在所述空心軸24內(nèi)部,所述永磁體25具有圓形的橫截面形狀。將永磁體25的截面形狀設(shè)計(jì)為圓形，相應(yīng)地用于內(nèi)嵌該永磁體25的空心軸24的中心孔也具有圓形形狀，使得減小諧波，同時(shí)永磁體和空心軸的加工更加簡單、加工成本降低。
[0018]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述空心軸24由鈦合金制成，由此增加了空心軸的堅(jiān)固性。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述永磁體25的外徑比所述空心軸24的內(nèi)徑大0.0lmm,由此使得永磁體能牢固穩(wěn)定地內(nèi)嵌在空心軸內(nèi)部。
[0019]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述轉(zhuǎn)子21采用二極永磁體結(jié)構(gòu)。對于永磁電機(jī)，轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁有永磁體提供。雖然，增加磁極的數(shù)目將導(dǎo)致終端繞組中的銅損減少并且使氣隙磁場的空間正弦分布更佳，但是，增加磁極也會(huì)導(dǎo)致漏磁增加。此外，所需電頻率與電機(jī)速度和磁極數(shù)目成正比。較高的電頻率要求較高的脈寬調(diào)制切換頻率，會(huì)導(dǎo)致增加的切換損失。對于超高速電機(jī)而言，其電頻率已經(jīng)非常高了，因此將磁極數(shù)目最小化(在該實(shí)施方案中為二極)是有利的。
[0020]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述定子32采用有槽結(jié)構(gòu)，使得減小磁阻、減小定子電流、提高效率。圖3以截面圖的形式示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案的超高速小型永磁電機(jī)300的部分部件，其定子32采用有槽結(jié)構(gòu)。所述定子32沿內(nèi)圓周設(shè)有多個(gè)間隔開的槽38，所述槽38用于容納繞組(圖3中未示出)。優(yōu)選地，所述槽的槽口 36寬度在0.45mm到0.55mm的范圍內(nèi)，以減少齒槽轉(zhuǎn)矩優(yōu)化電機(jī)運(yùn)行性能。
[0021]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述繞組23采用利茲線。在本實(shí)用新型中，多股扭絞的利茲線用于有效地降低繞組中的渦流損失。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案的超高速小型永磁電機(jī)200的轉(zhuǎn)子21可通過如下方法制成:
[0023]I)分別將鈦合金的空心軸24和未磁化的永磁體25加工成型；
[0024]2)將鈦合金空心軸24高溫加熱至300°C，將未磁化的永磁體25放入液氮中浸10秒(由此，鈦合金空心軸24膨脹，永磁體25冷縮)；
[0025]3)將未磁化的永磁體25塞入鈦合金空心軸24 (在常溫下，鈦合金空心軸24和永磁體25均恢復(fù)原來的尺寸，兩者實(shí)現(xiàn)接合)；
[0026]4)在永磁體25內(nèi)嵌入鈦合金空心軸24之后,將永磁體25磁化。[0027]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易理解，本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案的超高速小型永磁電機(jī)200的轉(zhuǎn)子21也可替代地通過將永磁體25直接壓合進(jìn)入鈦合金空心軸24而制成。
[0028]本實(shí)用新型尤其適用于超高速小型永磁電機(jī)。一般而言，高速永磁電機(jī)是指速度大于IOkrpm的永磁電機(jī)，超高速小型永磁電機(jī)是指速度大于50krpm的永磁電機(jī)。
[0029]應(yīng)理解，上述實(shí)施例僅出于示例和說明的目的，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不偏離本實(shí)用新型范圍的情況下，可以做出許多改型和變體。本實(shí)用新型的范圍僅由所附的權(quán)利要求書限定。
【權(quán)利要求】
1.一種超高速小型永磁電機(jī)，其特征在于，所述超高速小型永磁電機(jī)包括轉(zhuǎn)子、定子、和繞組，所述轉(zhuǎn)子置于所述定子內(nèi)部，并且所述轉(zhuǎn)子包括空心軸和永磁體，所述永磁體內(nèi)嵌在所述空心軸內(nèi)部，所述永磁體具有圓形的橫截面形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速小型永磁電機(jī)，其特征在于，所述空心軸由鈦合金制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速小型永磁電機(jī)，其特征在于，所述永磁體的外徑比所述空心軸的內(nèi)徑大0.01mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速小型永磁電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子采用二極永磁體結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速小型永磁電機(jī)，其特征在于，所述定子采用有槽結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超高速小型永磁電機(jī)，其特征在于，所述定子沿內(nèi)圓周設(shè)有多個(gè)間隔開的槽，所述槽的槽口寬度在0.45mm到0.55mm的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高速小型永磁電機(jī)，其特征在于，所述繞組采用利茲線。
【文檔編號(hào)】H02K1/27GK203434767SQ201320486569
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】劉晗舟, 吳桐, 張瑞明 申請人:北京前沿新銳電機(jī)技術(shù)有限公司