專利名稱：一種轉(zhuǎn)子鐵芯及帶有該轉(zhuǎn)子鐵芯的高效變頻調(diào)速永磁同步電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁轉(zhuǎn)子鐵芯，特別是一種轉(zhuǎn)子鐵芯及帶有該轉(zhuǎn)子鐵芯的高效變頻調(diào)速永磁同步電動機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著永磁材料以及電子電力技術(shù)的飛速發(fā)展，永磁同步電動機(jī)在日常生活以及工農(nóng)業(yè)各個領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，并且合理的設(shè)計、制造和應(yīng)用永磁同步電動機(jī)成為了電機(jī)發(fā)展的必然趨勢。眾所周知，永磁電機(jī)和傳統(tǒng)的普通感應(yīng)電機(jī)相比具有明顯的效率優(yōu)勢，但是由于永磁電機(jī)所用永磁材料特性的特殊性在于永磁材料的選用、磁路結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及永磁材料的固定方式等等方面給設(shè)計以及制造都帶來一定的困難。
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在節(jié)能要求越來越高、永磁材料價格高昂的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，永磁同步電動機(jī)將沿著高功率密度、高效率、高可靠性的、低成本的“三高一低”路線發(fā)展下去。根據(jù)永磁電機(jī)的磁路特點，目前常見的永磁轉(zhuǎn)子鐵芯結(jié)構(gòu)有如下幾類
①表貼式結(jié)構(gòu)
如圖I所示，作為磁鋼的永磁體I'通過膠水直接黏貼在轉(zhuǎn)子沖片疊加而成的鐵芯本體2'外側(cè)面，且為一塊一極結(jié)構(gòu)設(shè)置。這種結(jié)構(gòu)設(shè)置可以獲得較高的空氣磁通密度，可以極大可能性提高材料利用率，但是這種結(jié)構(gòu)同時又存在以下幾個明顯的缺陷
I、永磁體I'的裝配定位困難在永磁體I'磁鋼的裝配過程中，需要借助工裝對磁鋼位置預(yù)先定位，再均勻涂上膠水，然后按規(guī)律貼上磁鋼以后再取消工裝，有些還會加上固定塊等，裝配工藝?yán)L、難度加大。同時，表貼式的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)需要對磁路進(jìn)行非常嚴(yán)格的設(shè)計，并且保證相關(guān)尺寸，如果零部件加工精度偏低，電動機(jī)的性能受到較大的影響。2、永磁體可靠性差目前多用的釹鐵硼磁鋼是非常容易氧化的材料，而表貼式的磁鋼是完全外露的一種結(jié)構(gòu)，很容易受煙霧、濕度等因素影響而產(chǎn)生氧化，對其性能產(chǎn)生影響，特別是在防護(hù)等級較低并且使用環(huán)境相對惡劣的永磁電機(jī)中，永磁體I'氧化的可能性會增加，降低了使用壽命。3、強(qiáng)度低、不適合高速運(yùn)行這種用膠水固定的方式，多多少少存在一些問題，比如膠水的均勻度、膠水粘結(jié)強(qiáng)度是否能完全保證磁鋼與磁軛之間不掉落等給轉(zhuǎn)子使用強(qiáng)度帶來了風(fēng)險、特別是在高速旋轉(zhuǎn)或者大扭矩的電機(jī)中，這種結(jié)構(gòu)風(fēng)險系數(shù)進(jìn)一步加大。②嵌入式結(jié)構(gòu)
如圖2所示，嵌入式結(jié)構(gòu)是在轉(zhuǎn)子沖片疊加而成的鐵芯本體2'內(nèi)開槽再插入永磁體I'磁鋼，且為一塊一極的結(jié)構(gòu)設(shè)計，這類轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、永磁體I'安全性高，但是由于磁鋼內(nèi)置于轉(zhuǎn)子沖片鐵芯本體2'內(nèi)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子永磁體I'距離定子鐵芯距離過大，材料利用率低并且較難得到較高的空氣磁通密度，對于整機(jī)來說需要較多材料來彌補(bǔ)性能，并不經(jīng)濟(jì)，特別是在極數(shù)少的永磁電機(jī)中這種現(xiàn)象尤為明顯。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明設(shè)計了一種轉(zhuǎn)子鐵芯，該轉(zhuǎn)子鐵芯具有強(qiáng)度高、材料省、制造工藝簡單等特點。同時本發(fā)明設(shè)計了一種帶有所述轉(zhuǎn)子鐵芯的變頻調(diào)速永磁同步電動機(jī)，其具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、效率高、成本低等特點。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種轉(zhuǎn)子鐵芯，包括鐵芯本體和多個N極和S極永磁體磁鋼，其特征在于所述鐵芯本體在緊靠外側(cè)面部位圍繞中心均勻分布開設(shè)有2n組磁鋼槽組，n為正整數(shù)，同組內(nèi)的各磁鋼槽中設(shè)置著同極的永磁體磁鋼，而組與組之間的永磁體磁鋼依序采用S極和N極交替設(shè)置。 進(jìn)一步地，上述每組磁鋼槽組中至少包含兩個磁鋼槽。進(jìn)一步地，上述每組中的各磁鋼槽相互間隔設(shè)置。進(jìn)一步地，上述永磁體磁鋼和磁鋼槽之間的縫隙處填充封膠。進(jìn)一步地，上述鐵芯本體由多片轉(zhuǎn)子沖片疊加而成。進(jìn)一步地，上述各轉(zhuǎn)子沖片上的磁鋼槽在沖片沖壓裁剪過程中一次成型。進(jìn)一步地，上述各轉(zhuǎn)子沖片通過鉚接或焊接固連為一體。一種帶有上述轉(zhuǎn)子鐵芯的高效變頻調(diào)速永磁同步電動機(jī)，包括定子和所述轉(zhuǎn)子，其中定子固定安裝在一機(jī)座內(nèi)腔壁上，所述轉(zhuǎn)子通過一轉(zhuǎn)軸定位于定子中心，轉(zhuǎn)軸前端通過軸承定位于一前端蓋上，轉(zhuǎn)軸后端通過軸承定位于一后端蓋上，前后端蓋內(nèi)側(cè)面與基座固連在一起。進(jìn)一步地，上述電動機(jī)還包括一散熱裝置，該散熱裝置由風(fēng)扇和防塵風(fēng)罩構(gòu)成，其中風(fēng)扇與轉(zhuǎn)軸后端固連，防塵風(fēng)罩為多網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，其套置在風(fēng)扇外側(cè)并與后端蓋外側(cè)固連。本發(fā)明的永磁體磁鋼也是一種嵌入式結(jié)構(gòu)，但其采用了多塊一極的結(jié)構(gòu)，可有效減少了永磁體與外界的直接接觸面，可以盡可能保護(hù)永磁體，降低失磁的風(fēng)險。同時，各磁鋼可以在槽內(nèi)磁鋼未填滿的隔磁空間填充灌封膠，極大地避免磁鋼氧化的可能性，可有效延長磁鋼的使用壽命。此外，本發(fā)明的磁鋼槽位置直接隨沖片一次沖壓成型，可以有效保證磁鋼在空間上的均勻分布，有助于提高電機(jī)性能。再者，本發(fā)明磁鋼鑲嵌于轉(zhuǎn)子外側(cè)面內(nèi)部，結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)子強(qiáng)度高，可以適用于較高轉(zhuǎn)速的場合。最后，本發(fā)明所述的每一極磁鋼均由不少于兩塊的相同極磁鋼間隔布局組成，極多塊一極結(jié)構(gòu)，不僅可減少磁鋼與定子的間隔距離，同時可以獲得較高的空氣磁通密度，從而提聞材料利用率有助于提聞電機(jī)的效率。綜上，本發(fā)明克服了現(xiàn)有永磁轉(zhuǎn)子鐵芯技術(shù)上的缺點，重新設(shè)計了一種轉(zhuǎn)子鐵芯，其可有效提聞轉(zhuǎn)子的使用壽命、提聞材料利用率、提聞電動機(jī)效率、降低材料及制造成本。同時本發(fā)明根據(jù)所述永磁轉(zhuǎn)子鐵芯，設(shè)計了一種變頻調(diào)速同步永磁電動機(jī)，其具有材料利用率高、結(jié)構(gòu)簡單、效率高、使用壽命長和制造方便的特點。


圖I、現(xiàn)有表貼式轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)示意 圖2、現(xiàn)有嵌入式轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)示意 圖3、本發(fā)明轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)示意 圖4、本發(fā)明圖3中A部的局部放大示意 圖5、本發(fā)明轉(zhuǎn)子鐵芯的第二種實施方式；
圖6、本發(fā)明電動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖3所示，一種轉(zhuǎn)子鐵芯，包括鐵芯本體2和多個N極和S極永磁體磁鋼I。所述鐵芯本體2由多片轉(zhuǎn)子沖片疊加而成，每個轉(zhuǎn)子沖片是由長條帶形或者方形·的硅鋼板根據(jù)尺寸沖壓裁剪成形，各轉(zhuǎn)子沖片疊壓后通過鉚接或焊接固連為一體。所述鐵芯本體2在緊貼外側(cè)面部位圍繞中心均勻分布開設(shè)有2n組磁鋼槽組，n為正整數(shù)，在本實施例中，n取值為5，在實際中根據(jù)轉(zhuǎn)子尺寸及需要設(shè)定n。同組內(nèi)的各磁鋼槽21中設(shè)置著同極的永磁體磁鋼I,而組與組之間的永磁體磁鋼I依序采用S極和N極交替設(shè)置。所述每組磁鋼槽組中至少包含兩個磁鋼槽21，且各磁鋼槽21相互間隔設(shè)置。本實施方式中每組中的磁鋼槽21數(shù)為兩個，在實際生產(chǎn)當(dāng)中，根據(jù)需要設(shè)定數(shù)目，如圖5所示，為每組中三個磁鋼槽21的一種結(jié)構(gòu)示意圖。在加工時，所述構(gòu)成鐵芯本體的各轉(zhuǎn)子沖片上的磁鋼槽在沖片沖壓裁剪過程中直接一起一次成型。在此，為進(jìn)一步保護(hù)永磁體1，如圖4所示，可在永磁體I磁鋼和磁鋼槽21之間的縫隙處填充封膠211。從以上結(jié)構(gòu)可知，本發(fā)明的永磁體I磁鋼結(jié)構(gòu)也是一種嵌入式結(jié)構(gòu),但其采用了多塊一極的結(jié)構(gòu)，可有效減少了永磁體I與外界的直接接觸面，可以盡可能保護(hù)永磁體1，降低失磁的風(fēng)險。同時，各磁鋼可以在槽內(nèi)磁鋼未填滿的隔磁空間填充灌封膠211，極大地避免磁鋼氧化的可能性，可有效延長磁鋼的使用壽命。此外，本發(fā)明的磁鋼槽21位置直接隨沖片一次沖壓成型，可以有效保證永磁體I磁鋼在空間上的均勻分布，有助于提聞電機(jī)性能。再者，本發(fā)明永磁體I磁鋼鑲嵌于轉(zhuǎn)子外側(cè)面內(nèi)部，結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)子強(qiáng)度高，可以適用于較高轉(zhuǎn)速的場合。最后，本發(fā)明所述的每一極磁鋼均由不少于兩塊的相同極永磁體I間隔布局組成，即多塊一極的結(jié)構(gòu)設(shè)計，不僅可減少永磁體I磁鋼與定子的間隔距離，同時可以獲得較聞的空氣磁通密度，從而提聞材料利用率有助于提聞電機(jī)的效率。綜上，本發(fā)明克服了現(xiàn)有永磁轉(zhuǎn)子鐵芯技術(shù)上的缺點，重新設(shè)計了一種轉(zhuǎn)子鐵芯，其可有效提聞轉(zhuǎn)子的使用壽命、提聞材料利用率、提聞電動機(jī)效率、降低材料及制造成本。如圖6所示，一種帶有所述轉(zhuǎn)子鐵芯的高效變頻調(diào)速永磁同步電動機(jī)，包括定子3和所述轉(zhuǎn)子4，其中定子3是由定子鐵芯按照一定規(guī)律嵌入漆包線然后浸漆而成，其通過冷壓或者熱套的方式壓入或者套入定位在機(jī)座5的內(nèi)腔壁上，所述轉(zhuǎn)子4通過一轉(zhuǎn)軸6定位于定子3中心，兩者通過冷壓或者熱套工藝進(jìn)行連接，轉(zhuǎn)軸6前端通過軸承61定位于一前端蓋7上,轉(zhuǎn)軸后端通過軸承62定位于一后端蓋8上,前后端蓋7、8內(nèi)側(cè)面桶通過螺栓與基座5固連在一起。所述電動機(jī)還包括一散熱裝置，該散熱裝置由風(fēng)扇91和防塵風(fēng)罩92構(gòu)成，其中風(fēng)扇91與轉(zhuǎn)軸6后端固連，防塵風(fēng)罩92為多網(wǎng)孔結(jié)構(gòu),其套置在風(fēng)扇91外側(cè)并與后端蓋8外側(cè)固連。本電動機(jī)采用本發(fā)明設(shè)計的永磁轉(zhuǎn)子鐵芯，設(shè)計了一種變頻調(diào)速同步永磁電動機(jī)，其具有材料利用率高、結(jié)構(gòu)簡單、效率高、使用壽命長和制造方便的特點。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施方式，并非對發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)原理對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化或修飾，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)?！?br> 權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)子鐵芯，包括鐵芯本體和多個N極和S極永磁體磁鋼，其特征在于所述鐵芯本體外表面圍繞中心均勻分布開設(shè)有2η組磁鋼槽組，η為正整數(shù)，同組內(nèi)的各磁鋼槽中設(shè)置著同極的永磁體磁鋼，而組與組之間的永磁體磁鋼依序采用S極和N極交替設(shè)置。
2.如權(quán)利要求I所述的一種轉(zhuǎn)子鐵芯，其特征在于所述每組磁鋼槽組中至少包含兩個磁鋼槽。
3.如權(quán)利要求I所述的一種轉(zhuǎn)子鐵芯，其特征在于所述每組中的各磁鋼槽相互間隔設(shè)置。
4.如權(quán)利要求1-3任一權(quán)項所述的一種轉(zhuǎn)子鐵芯，其特征在于所述永磁體磁鋼和磁鋼槽之間的縫隙處填充封膠。
5.如權(quán)利要求I所述的一種轉(zhuǎn)子鐵芯，其特征在于所述鐵芯本體由多片轉(zhuǎn)子沖片疊加而成。
6.如權(quán)利要求5所述的一種轉(zhuǎn)子鐵芯，其特征在于所述各轉(zhuǎn)子沖片上的磁鋼槽在沖片沖壓裁剪過程中一次成型。
7.如權(quán)利要求5或6所述的一種轉(zhuǎn)子鐵芯，其特征在于所述各轉(zhuǎn)子沖片通過鉚接或焊接固連為一體。
8.一種帶有權(quán)利要求I所述轉(zhuǎn)子鐵芯的高效變頻調(diào)速永磁同步電動機(jī)，其特征在于包括定子和所述轉(zhuǎn)子，其中定子固定安裝在一機(jī)座內(nèi)腔壁上，所述轉(zhuǎn)子通過一轉(zhuǎn)軸定位于定子中心，轉(zhuǎn)軸前端通過軸承定位于一前端蓋上，轉(zhuǎn)軸后端通過軸承定位于一后端蓋上，前后端蓋內(nèi)側(cè)面與基座固連在一起。
9.如權(quán)利要求8所述的一種永磁轉(zhuǎn)子鐵芯，其特征在于所述電動機(jī)還包括一散熱裝置，該散熱裝置由風(fēng)扇和防塵風(fēng)罩構(gòu)成，其中風(fēng)扇與轉(zhuǎn)軸后端固連，防塵風(fēng)罩為多網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，其套置在風(fēng)扇外側(cè)并與后端蓋外側(cè)固連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)子鐵芯及帶有該轉(zhuǎn)子鐵芯的高效變頻調(diào)速永磁同步電動機(jī)，所述轉(zhuǎn)子鐵芯包括鐵芯本體和多個N極和S極永磁體磁鋼，所述鐵芯本體外表面圍繞中心均勻分布開設(shè)有2n組磁鋼槽組，n為正整數(shù)，同組內(nèi)的各磁鋼槽中設(shè)置著同極的永磁體磁鋼，而組與組之間的永磁體磁鋼依序采用S極和N極交替設(shè)置。本發(fā)明設(shè)計的轉(zhuǎn)子鐵芯，其具有強(qiáng)度高、材料省、制造工藝簡單等特點。本發(fā)明設(shè)計的變頻調(diào)速永磁同步電動機(jī)，其具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、效率高、成本低等特點。
文檔編號H02K21/14GK102790455SQ201210007848
公開日2012年11月21日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者尹興滿 申請人:信質(zhì)電機(jī)股份有限公司