專利名稱：一種轉子鐵芯及帶有該轉子鐵芯的高效變頻調速永磁同步電動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種永磁轉子鐵芯，特別是一種轉子鐵芯及帶有該轉子鐵芯的高效變頻調速永磁同步電動機。
背景技術：
隨著永磁材料以及電子電力技術的飛速發展，永磁同步電動機在日常生活以及工農業各個領域的應用日益廣泛，并且合理的設計、制造和應用永磁同步電動機成為了電機發展的必然趨勢。眾所周知，永磁電機和傳統的普通感應電機相比具有明顯的效率優勢，但是由于永磁電機所用永磁材料特性的特殊性在于永磁材料的選用、磁路結構的設計以及永磁材料的固定方式等等方面給設計以及制造都帶來一定的困難。
·
在節能要求越來越高、永磁材料價格高昂的經濟環境下，永磁同步電動機將沿著高功率密度、高效率、高可靠性的、低成本的“三高一低”路線發展下去。根據永磁電機的磁路特點，目前常見的永磁轉子鐵芯結構有如下幾類
①表貼式結構
如圖I所示，作為磁鋼的永磁體I'通過膠水直接黏貼在轉子沖片疊加而成的鐵芯本體2'外側面，且為一塊一極結構設置。這種結構設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，但是這種結構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先定位，再均勻涂上膠水，然后按規律貼上磁鋼以后再取消工裝，有些還會加上固定塊等，裝配工藝拉長、難度加大。同時，表貼式的轉子結構需要對磁路進行非常嚴格的設計，并且保證相關尺寸，如果零部件加工精度偏低，電動機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構，很容易受煙霧、濕度等因素影響而產生氧化，對其性能產生影響，特別是在防護等級較低并且使用環境相對惡劣的永磁電機中，永磁體I'氧化的可能性會增加，降低了使用壽命。3、強度低、不適合高速運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、膠水粘結強度是否能完全保證磁鋼與磁軛之間不掉落等給轉子使用強度帶來了風險、特別是在高速旋轉或者大扭矩的電機中，這種結構風險系數進一步加大。②嵌入式結構
如圖2所示，嵌入式結構是在轉子沖片疊加而成的鐵芯本體2'內開槽再插入永磁體I'磁鋼，且為一塊一極的結構設計，這類轉子結構強度高、永磁體I'安全性高，但是由于磁鋼內置于轉子沖片鐵芯本體2'內，導致轉子永磁體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，對于整機來說需要較多材料來彌補性能，并不經濟，特別是在極數少的永磁電機中這種現象尤為明顯。

發明內容
針對上述問題，本發明設計了一種轉子鐵芯，該轉子鐵芯具有強度高、材料省、制造工藝簡單等特點。同時本發明設計了一種帶有所述轉子鐵芯的變頻調速永磁同步電動機，其具有結構簡單、可靠性高、效率高、成本低等特點。為實現上述目的，本發明采用以下技術方案
一種轉子鐵芯，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面部位圍繞中心均勻分布開設有2n組磁鋼槽組，n為正整數，同組內的各磁鋼槽中設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極交替設置。 進一步地，上述每組磁鋼槽組中至少包含兩個磁鋼槽。進一步地，上述每組中的各磁鋼槽相互間隔設置。進一步地，上述永磁體磁鋼和磁鋼槽之間的縫隙處填充封膠。進一步地，上述鐵芯本體由多片轉子沖片疊加而成。進一步地，上述各轉子沖片上的磁鋼槽在沖片沖壓裁剪過程中一次成型。進一步地，上述各轉子沖片通過鉚接或焊接固連為一體。一種帶有上述轉子鐵芯的高效變頻調速永磁同步電動機，包括定子和所述轉子，其中定子固定安裝在一機座內腔壁上，所述轉子通過一轉軸定位于定子中心，轉軸前端通過軸承定位于一前端蓋上，轉軸后端通過軸承定位于一后端蓋上，前后端蓋內側面與基座固連在一起。進一步地，上述電動機還包括一散熱裝置，該散熱裝置由風扇和防塵風罩構成，其中風扇與轉軸后端固連，防塵風罩為多網孔結構，其套置在風扇外側并與后端蓋外側固連。本發明的永磁體磁鋼也是一種嵌入式結構，但其采用了多塊一極的結構，可有效減少了永磁體與外界的直接接觸面，可以盡可能保護永磁體，降低失磁的風險。同時，各磁鋼可以在槽內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，有助于提高電機性能。再者，本發明磁鋼鑲嵌于轉子外側面內部，結構緊湊，轉子強度高，可以適用于較高轉速的場合。最后，本發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，極多塊一極結構，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的效率。綜上，本發明克服了現有永磁轉子鐵芯技術上的缺點，重新設計了一種轉子鐵芯，其可有效提聞轉子的使用壽命、提聞材料利用率、提聞電動機效率、降低材料及制造成本。同時本發明根據所述永磁轉子鐵芯，設計了一種變頻調速同步永磁電動機，其具有材料利用率高、結構簡單、效率高、使用壽命長和制造方便的特點。


圖I、現有表貼式轉子鐵芯的結構示意 圖2、現有嵌入式轉子鐵芯的結構示意 圖3、本發明轉子鐵芯的結構示意 圖4、本發明圖3中A部的局部放大示意 圖5、本發明轉子鐵芯的第二種實施方式；
圖6、本發明電動機的結構示意圖。
具體實施例方式如圖3所示，一種轉子鐵芯，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由多片轉子沖片疊加而成，每個轉子沖片是由長條帶形或者方形·的硅鋼板根據尺寸沖壓裁剪成形，各轉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在緊貼外側面部位圍繞中心均勻分布開設有2n組磁鋼槽組，n為正整數，在本實施例中，n取值為5，在實際中根據轉子尺寸及需要設定n。同組內的各磁鋼槽21中設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相互間隔設置。本實施方式中每組中的磁鋼槽21數為兩個，在實際生產當中，根據需要設定數目，如圖5所示，為每組中三個磁鋼槽21的一種結構示意圖。在加工時，所述構成鐵芯本體的各轉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，為進一步保護永磁體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。從以上結構可知，本發明的永磁體I磁鋼結構也是一種嵌入式結構,但其采用了多塊一極的結構，可有效減少了永磁體I與外界的直接接觸面，可以盡可能保護永磁體1，降低失磁的風險。同時，各磁鋼可以在槽內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，有助于提聞電機性能。再者，本發明永磁體I磁鋼鑲嵌于轉子外側面內部，結構緊湊，轉子強度高，可以適用于較高轉速的場合。最后，本發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，即多塊一極的結構設計，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的效率。綜上，本發明克服了現有永磁轉子鐵芯技術上的缺點，重新設計了一種轉子鐵芯，其可有效提聞轉子的使用壽命、提聞材料利用率、提聞電動機效率、降低材料及制造成本。如圖6所示，一種帶有所述轉子鐵芯的高效變頻調速永磁同步電動機，包括定子3和所述轉子4，其中定子3是由定子鐵芯按照一定規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座5的內腔壁上，所述轉子4通過一轉軸6定位于定子3中心，兩者通過冷壓或者熱套工藝進行連接，轉軸6前端通過軸承61定位于一前端蓋7上,轉軸后端通過軸承62定位于一后端蓋8上,前后端蓋7、8內側面桶通過螺栓與基座5固連在一起。所述電動機還包括一散熱裝置，該散熱裝置由風扇91和防塵風罩92構成，其中風扇91與轉軸6后端固連，防塵風罩92為多網孔結構,其套置在風扇91外側并與后端蓋8外側固連。本電動機采用本發明設計的永磁轉子鐵芯，設計了一種變頻調速同步永磁電動機，其具有材料利用率高、結構簡單、效率高、使用壽命長和制造方便的特點。以上所述，僅是本發明的較佳實施方式，并非對發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術原理對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化或修飾，仍屬于本發明技術方案的范圍內。·
權利要求
1.一種轉子鐵芯，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有2η組磁鋼槽組，η為正整數，同組內的各磁鋼槽中設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極交替設置。
2.如權利要求I所述的一種轉子鐵芯，其特征在于所述每組磁鋼槽組中至少包含兩個磁鋼槽。
3.如權利要求I所述的一種轉子鐵芯，其特征在于所述每組中的各磁鋼槽相互間隔設置。
4.如權利要求1-3任一權項所述的一種轉子鐵芯，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.如權利要求I所述的一種轉子鐵芯，其特征在于所述鐵芯本體由多片轉子沖片疊加而成。
6.如權利要求5所述的一種轉子鐵芯，其特征在于所述各轉子沖片上的磁鋼槽在沖片沖壓裁剪過程中一次成型。
7.如權利要求5或6所述的一種轉子鐵芯，其特征在于所述各轉子沖片通過鉚接或焊接固連為一體。
8.一種帶有權利要求I所述轉子鐵芯的高效變頻調速永磁同步電動機，其特征在于包括定子和所述轉子，其中定子固定安裝在一機座內腔壁上，所述轉子通過一轉軸定位于定子中心，轉軸前端通過軸承定位于一前端蓋上，轉軸后端通過軸承定位于一后端蓋上，前后端蓋內側面與基座固連在一起。
9.如權利要求8所述的一種永磁轉子鐵芯，其特征在于所述電動機還包括一散熱裝置，該散熱裝置由風扇和防塵風罩構成，其中風扇與轉軸后端固連，防塵風罩為多網孔結構，其套置在風扇外側并與后端蓋外側固連。
全文摘要
本發明公開了一種轉子鐵芯及帶有該轉子鐵芯的高效變頻調速永磁同步電動機，所述轉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有2n組磁鋼槽組，n為正整數，同組內的各磁鋼槽中設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極交替設置。本發明設計的轉子鐵芯，其具有強度高、材料省、制造工藝簡單等特點。本發明設計的變頻調速永磁同步電動機，其具有結構簡單、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 優先權日2012年1月12日
發明者尹興滿 申請人:信質電機股份有限公司