專利名稱：一種稀土永磁同步電動機轉子的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電動機技術領域，具體是指一種稀土永磁同步電動機的 轉子。
技術背景
交流感應電動機作為現代工業機械和民用設備中的原動機，其用量非常 大，耗費了大量的能源，因此對其的效能及降低能耗的途徑一直是關注的 重點。交流感應電動機除軸上輸出功率外，直接與能耗相關連的兩個參數 是電動機效率和功率因數，例如型號Y225S-8的18. 5kw異步感應電動機的 效率為89.3%,功率因數僅為0.76。同步電動機可以節能，這早已被人們 所熟知，與感應電動機相比同步電動機的功率因數和效率均較高，但之所 以長期未被廣泛使用，其一是以往同步電動機釆用直流勵磁，需用集流環 電刷結構，必會增加維護工作量，失去了交流感應電動機原本無刷結構和 可靠性高的特色，其二是直流勵磁消耗能源，勵磁電流與電動機容量有關， 且勵磁回路有增加功率因數的感性負載，因而形成得失相抵，反而增加維 護、降低了運行的可靠性。高性能稀土永磁材料的出現，被直接引入異步 感應電動機，而成為同步電動機的磁源，避免了上述電流勵磁的缺陷，但 現仍有很多問題尚未得到實質性的解決，例如，如何有針對性地選用稀土 永磁材料，按其各項物理特性，確定永磁體在電動機結構中的合理設置以 優化磁路，同時還要具有良好的工藝結構性，其三是在設定的結構條件下,產品能否實現規模化產量，并達到符合巿場需求的性價比。目前永磁電動 機中的稀土永磁體用量偏大，轉子的結構整體性不強，使結構穩固性差， 如圖1所示是目前已有稀土永磁電動機轉子的結構示意圖，其是釆用內置 式切向磁路結構，其轉子包括導電隔磁板10、永磁體7、實心體沖片1和
隔磁環12及定子13,上述示意的結構難以轉換成具有良好加工工藝的機械 實體，需多種工藝、多道工序加工方式，較難實現常規工藝量產化，且切 向磁路結構釆用嵌入式永磁體，由于強磁作用很難使永磁體7與實心體沖 片l實現無間隙配合，間隙存在會產生磁阻，增加旁路漏磁。 發明內容
本實用新型的發明目的是公開一種易實現規模化量產、結構整體性佳、 運行可靠性高且可節約大量稀土永磁體用量，并提高功率密度和過載能力 的電動機轉子。
實現本實用新型的技術解決方案如下包括轉子軸2、轉子軸2上同軸套 置的硅鋼片沖片1和封裝轉子的端蓋3，關鍵是沖片1外側設有與半徑方向 垂直的偶數組的永磁體7，相鄰永磁體7之間設有導電隔磁板10，永磁體7 外端設有導磁極靴6。
所述的相鄰各組的永磁體7的極性相反，并構成封閉的磁環路。
所述的永磁體7為平板狀。
所述的永磁體7與導電隔磁板IO的接觸端為一緊密接觸面。 所述的永磁體7與導電隔磁板10之間的接觸端為無縫隙接觸，且永磁體 7外側的導磁極靴6與導電隔磁板10的外表面共同構成轉子的外圓柱表面。 所述的導磁極靴6上設置有阻尼條14。所述的端蓋3上設有可隨轉子一起轉動排風冷卻的風葉。 本實用新型釆用改進的永磁體的設置，構成內置式徑向磁路結構。永磁 體為徑向充磁，并鋪設在轉子的導磁體沖片上，永磁體上設置的具有優良 導磁性能的極靴與永磁體形成無間隙結合，極靴既起到導磁的作用又保護 了永磁體。由于極靴材料磁導率很高，可忽略極靴磁阻，可視為永磁體表 面磁勢移到氣隙，這充分發揮稀土永磁體表面高磁勢特性的優良作用，又 可盡量減少永磁體的厚度，可大量節約昂貴的稀土永磁體用量，同時也導 致磁回路的不對稱性增加，產生磁力線緊松即浪涌效應，形成磁阻轉矩， 使電機的過載能力大為增加，功率密度提髙。本實用新型不僅可以節約大 量稀土永磁體的用量，并且結構整體性好、工藝簡化、極易于批量化生產 且易于實現對已有電動機的技術改進。


圖l為已有技術中轉子的結構的斷面示意圖。 圖2為本實用新型的一個實施例的結構斷面示意圖。 圖3為本實用新型的側視局部剖視圖。 圖4為圖3所示的A-A斷面的剖視圖。 圖5為永磁體的分布結構圖。 圖6為圖5的右視圖。
具體實施方式
本實用新型的具體實施例可參見圖2 圖6，具體如下包括轉子軸2， 轉子軸2上有"一"型鍵5,轉子軸2上套置有硅鋼片的沖片1和封裝轉子 的端蓋3，關鍵是沖片1外側設有與半徑方向垂直的偶數組的永磁體7，相鄰永磁體7之間設有導電隔磁板10，永磁體7外端設有導磁極靴6;上述 的永磁體7被沖片1和導磁極靴6夾持，永磁體7可做成片形，則制作工 藝性或安裝工藝均可極大簡化；相鄰組設置的永磁體7的極性相反，且與 相鄰組的永磁體7構成封閉的磁環路，永磁體7的極性是按轉子的徑向設 定，有助于磁力線的調整設置，且不會產生相鄰組設置的永磁體7之間的 相互斥力，對結構穩固性和避免產生間隙有利；永磁體7在轉子的圓周上 可設置為相對的二組或四組或六組(參見圖2),當然不排除更多的偶數組 的設置，這視對電動機設計的要求選定；永磁體7與導電隔磁板10的接觸 端為 一緊密接觸面，亦是指多塊永磁體7和多塊導電隔磁板10構成一基本 封閉的環狀，以保證不漏磁，且利于對磁力線的密度設計，更進一步永磁 體7與導電隔磁板10之間的接觸端為無縫隙接觸，即永磁體7與導電隔磁 板10的接觸面形狀是完全吻合的，如可為平面接觸，或是曲面接觸或是相 互的嵌合接觸，并且永磁體7外側的導磁極靴6與導電隔磁板IO的外表面 共同構成轉子的外圓柱表面；在導磁極靴6的外表面可設置至少一條阻尼 條14，優選可設有二條阻尼條14,由于阻尼條14的存在，既起到阻尼作 用，也增加了啟動轉矩，改善了永磁同步電動機動態和穩態性能；轉子的 左右端蓋3上設有可隨轉子一起轉動排風冷卻的風葉(圖中未示出)，上述 端蓋3為鉬壓鑄件，當電動機運行時，風葉可使內部空氣交換對流形成均 勻溫度場，避免出現局部高溫，且可由殼體傳導散熱；轉子的端蓋3通過 螺釘8與沖片1固定，并通過螺釘ll與導電隔磁板IO、導磁極靴6連接， 為提高穩定性，導電隔磁板10還設有隔磁墊料4，轉子軸2的兩端設有密 封環9，所述的轉子置于定子13中。總體而言，本實用新型的結構件少，易于標準化，工藝設備以沖床、壓鑄機、車床為主，可確保產品一致性和 品質穩定，相對交流異步電動機功率因數可提高9°/。，效率提高7%，僅此 兩項總體可節能16%左右。
權利要求1. 一種稀土永磁同步電動機轉子，包括轉子軸(2)、轉子軸(2)上同軸套置的硅鋼片沖片(1)和封裝轉子的端蓋(3)，其特征在于沖片(1)外側設有與半徑方向垂直的偶數組的永磁體(7)，相鄰永磁體(7)之間設有導電隔磁板(10)，永磁體(7)外端設有導磁極靴(6)。
2. 根據權利要求1所述的稀土永磁同步電動機轉子，其特征在于所述的相鄰 各組的永磁體(7)的極性相反，并構成封閉的磁環路。
3. 根據權利要求1或2所述的稀土永磁同步電動機轉子，其特征在于所述 的永磁體(7)為平板狀。
4. 根據權利要求3所述的稀土永磁同步電動機轉子，其特征在于所述的永 磁體(7)與導電隔磁板(10)的接觸端為一緊密接觸面。
5. 根據權利要求1或2或4所述的稀土永磁同步電動機轉子，其特征在于 所述的永磁體(7)與導電隔磁板(10)之間的接觸端為無縫隙接觸，且 永磁體(7)外側的導磁極靴(6)與導電隔磁板(10)的外表面共同構 成轉子的外圓柱表面。
6. 根據權利要求3所述的稀土永磁同步電動機轉子，其特征在于所述的導 磁極靴(6)上設置有阻尼條(14)。
7. 根據權利要求5所述的稀土永磁同步電動機轉子，其特征在于所述的導 磁極靴(6)上設置有阻尼條(14)。
8. 根據權利要求2或4或6或7所述的稀土永磁同步電動機轉子，其特征 在于所述的端蓋(3)上設有可隨轉子一起轉動排風冷卻的風葉。
專利摘要本實用新型公開了一種易實現規模化量產、結構整體性佳、運行可靠性高且可節約大量稀土永磁體用量，并提高功率密度和過載能的電動機轉子。包括轉子軸2、轉子軸2上同軸套置的硅鋼片沖片1和封裝轉子的端蓋3，特別是沖片1外側設有與半徑方向垂直的偶數組的永磁體7，相鄰永磁體7之間設有導電隔磁板10，永磁體7外端設有導磁極靴6。本實用新型采用改進的永磁體的設置使電機的過載能力大為增加，功率密度提高，可節約稀土永磁體的用量，且結構整體性好、工藝簡化、易于批量化生產。
文檔編號H02K21/02GK201234194SQ20082010686
公開日2009年5月6日 申請日期2008年3月20日 優先權日2008年3月20日
發明者樂秀峰 申請人:山西華鑫變壓器有限公司