專利名稱：永磁電機外轉子裝配結構和方法
技術領域：
本發明涉及一種電機裝配結構和方法，特別涉及一種永磁電機外轉子裝配結構和方法。
背景技術：
永磁力矩伺服電動機整體結構形式多種，一般可分為兩種一種是徑向磁路結構，另一種是軸向磁路結構，這是相對于電動機轉軸軸心來說的，而我們常見的結構是徑向磁路結構，電動機呈圓柱狀，定轉子間氣隙也呈圓柱狀。軸向磁路常見的為盤式，軸向尺寸短，徑向尺寸大，外形呈現為扁平型式。徑向磁路電動機制造簡單，價格低。本發明的永磁力矩伺服電動機外轉子制作方法，適用于徑向磁路電動機結構。具有相同外徑的電機，若電機設計成外轉子式，它與內轉子式相比，可以得到較大氣隙直徑。由于電機電磁轉矩與氣隙直徑的二次方成正比關系，從而能減少外轉子電機的長度和重量，具有較高轉矩密度。優化設計·的外轉子電機有效材料重量比內轉子電機大約輕15%左右。另外，采用集中繞組的外轉子電機，因為定子齒朝外，繞制繞組要容易的多，適合于快速機械繞線，特別是采用開口槽的情況下。在外轉子電機設計中，永磁體都采用表貼式結構，在制作中存在較大的難度，為了能實現，電機快速加減速，需要有均勻的氣隙磁場，使轉子的轉動慣量較低，因此表貼的永磁體的內徑必須保證機械尺寸的圓度和與安裝外徑的同軸度，而由于磁場的影響，表貼永磁體一直是電機裝配時的一大難點。中國專利公開號CN1588756A，
公開日2005年3月2日，公開了一種永磁同步電機的磁鋼及其磁鋼的安裝方法。一種永磁同步電機的磁鋼，磁鋼為多段結構，每段磁鋼通過粘合部位連接。此技術方案依然存在有永磁同步電機轉子嵌入一體化磁鋼(稀土磁性材料)，這種一體化結構的磁鋼制造不太方便，尤其是制造大功率永磁同步電機時，必須使用復雜的工裝，不能滿足貼好后永磁體外徑尺寸的圓度和轉子鐵芯內孔的同軸度，無法保證實現均勻的氣隙磁場，容易題使得裝配好的使電機轉動不平穩的問題。

發明內容
本發明的目的在于解決現有技術不能滿足貼好后永磁體外徑尺寸的圓度和轉子鐵芯內孔的同軸度，無法保證實現均勻的氣隙磁場，容易使得裝配好的使電機轉動不平穩的問題，提供一種轉子鐵芯和磁性永磁體裝配好后具有良好的同心度和外徑公差要求的裝配結構和方法。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種永磁電機外轉子裝配結構，適用于永磁電機外轉子的磁鋼裝配，所述的永磁電機外轉子裝配結構包括芯軸和定位座，所述的芯軸與所述的定位座活動連接并同軸且垂直設置，所述的芯軸上設置有若干組固定槽，所有固定槽對應芯軸圓心處距離均相等且所有相鄰固定槽之間的間距均相等，所述的固定槽內填設有外加磁體或線圈。利用此裝配裝置加載了外加磁場，克服了由于永磁體厚度不均勻而帶來的裝配完后尺寸公差和形位公差的問題，從而滿足高精度電機的需要。
作為優選，所述的固定槽數量與外轉子所需表貼的磁鋼數量一致，任意相鄰固定槽的對應圓心角度數均相等。作為優選，所述芯軸上對應軸向中心處向外凸出設置有連接部，所述的定位座上對應連接部設置有連接槽，所述的連接部與所述的連接槽為間隙配合。這樣設置保證了裝配時芯軸與定位座的同心度，安裝時為實現均勻的氣隙磁場，提供了幫助。作為優選,所述磁鋼朝向定位座圓心處的極性與所述外加磁鐵或線圈朝向定位座圓心處的極性相同。這樣設置，外加磁場將磁鋼固有磁場抵消，為磁鋼的貼附降低了難度，克服了由于永磁體厚度不均勻而帶來的裝配完后尺寸公差和形位公差的問題，從而滿足高精度電機的需要。作為優選，所述定位座對應芯軸上的固定槽的槽底開設有頂桿孔，所述頂桿孔為通孔。頂桿孔的作用是待膠水固化后，利用頂桿通過頂桿孔將外加磁體頂出，將定位基座取出，然后再取出外轉子。
·
作為優選，所述的定位座正表面對應外轉子的磁鋼貼附處，設置有儲膠槽。儲膠槽的設置，保證了外轉子在粘合后，不會與定位座固定在一起。作為優選，所述的永磁電機外轉子裝配結構還包括有上壓板，所述的上壓板與所述的定位座相對，所述的上壓板與所述的芯軸螺釘連接。這樣通過調節鎖緊螺釘使外轉子鐵芯得以固定，避免在不均勻的磁場力作用下發生偏斜，保證了轉子鐵芯與芯軸的同心度要求，克服了由于永磁體厚度不均勻而帶來的裝配完后尺寸公差和形位公差的問題，從而滿足高精度電機的需要。作為優選，所述的定位座連接槽中心處開設有連接孔，所述的芯軸與所述的定位座通過螺釘連接。這樣設置，芯軸與定位座通過螺釘連接，保證了芯軸能與上壓板以及定位座牢固固定?！N永磁電機外轉子裝配方法,適用于永磁電機外轉子裝配結構,永磁電機外轉子裝配方法包括以下步驟
步驟一將非導磁性材料制成的芯軸和定位座用螺釘固定，把芯軸固定在定位座中，使芯軸與定位座保持同心度和垂直度；
步驟二 芯軸內均勻插入外加磁性體，外加磁性體相對欲安裝的磁鋼形成反相磁場
力；
步驟三然后在外轉子鐵芯上涂覆相對應的膠水，將外轉子鐵芯導入，將磁鋼與外轉子鐵芯進行粘結固定，磁鋼外徑與外轉子鐵芯內徑之間的不規則氣隙就用膠水進行填充；步驟四待膠水初固去掉反相磁場力，然后從芯軸上取出外轉子。作為優選，在步驟二中，預先在芯軸上按順、逆時針間隔繞制線圈并上直流電，在步驟四先執行線圈斷電動作，去掉反相磁場力，然后再取出外轉子。當轉子結構小巧或者外力要求較小時利用永磁材料，當轉子結構龐大或外力要求較大時利用電磁線圈，當采用線圈時，采用如下方式，可以保證線圈能夠順利從芯軸中退出。本發明的實質性效果是本發明采用了在裝配磁鋼時外加磁場的方式解決了磁鋼裝配時磁場的干擾，克服由于永磁體厚度不均勻而帶來的裝配完后尺寸公差和形位公差的問題，從而滿足高精度電機的需要。


圖I是本發明的一種結構示意 圖2是本發明中外加磁場與磁鋼匹配的一種示意 圖3是圖I中F處的放大示意 圖4是本發明的另一種結構示意 圖5是本發明中G處的放大示意圖。圖中I、外轉子鐵芯，2、磁鋼，3、外加磁體，4、芯軸，5、定位座，6、上壓板，7、連接槽，8、連接部，9、螺釘，10、頂桿孔，11、儲膠槽，12、膠層。
具體實施方式
··下面通過具體實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的具體說明。實施例I :
一種永磁電機外轉子裝配結構(參見附圖4)，適用于永磁電機外轉子的磁鋼裝配，特別適宜平齊型外轉子的制作。本實施例為外定位方式固定，本實施例包括芯軸4和定位座5，芯軸4與定位座5活動連接并同軸設置，芯軸4整體呈圓柱形，芯軸4上設置有六個固定槽，所有固定槽對應芯軸4圓心處距離均相等且所有相鄰固定槽之間的間距均相等即所有固定槽可以連接形成一個與芯軸4同心的圓，每個固定槽的形狀均相同且固定槽內填設的外加磁體3形狀也均相同(參見附圖2)。任意相鄰固定槽的對應芯軸圓心形成的圓心角的度數均為相等的60度。芯軸4上一端面對應軸向中心處向外凸出設置有連接部8，連接部8也為圓柱形。磁鋼2朝向定位座5圓心處的極性與外加磁體3朝向定位座圓心處的極性相同。同時填設的外加磁體符合外轉子上磁鋼貼附的固有要求，即任意相鄰外加磁體3朝向定位座5圓心處的極性均相反。定位座5的邊緣凸起形成外部固定圈,夕卜部固定圈的內壁起到固定外轉子鐵芯I的作用。外轉子鐵芯I與外部固定圈為間隙配合，定位座5上對應連接部8設置有連接槽9，連接槽9的形狀與連接部8的形狀相匹配，連接部8與連接槽9為間隙配合。連接部8上和連接槽9上開設有一對相對應的通孔，連接部8與連接槽9通過螺釘固定。螺釘連接時，可以調整芯軸與固定座的連接角度和連接程度，定位座5對應芯軸4上的固定槽的槽底開設有頂桿孔10，頂桿孔10為通孔。定位座5正表面對應外轉子的磁鋼2貼附處，設置有儲膠槽11 (參見附圖5)。槽口寬度遠大于粘結磁鋼2和外轉子的膠層的厚度。采用本實施例所述的永磁電機外轉子裝置的裝配方法包括以下步驟
步驟一將非導磁性材料制成的芯軸的連接部和定位座的連接槽匹配后用螺釘固定，把芯軸固定在定位座中，由于連接部和連接槽的間隙配合使芯軸與定位座保持同心度；步驟二 芯軸內均勻插入外加磁性體,外加磁性體填入固定槽內，外加磁性體相對欲安裝的磁鋼形成反相磁場力；
步驟三然后在外轉子鐵芯上涂覆相對應的膠水，膠水的選擇由產品所需粘結力、工作溫度等要求確定，將外轉子鐵芯導入，將磁鋼與外轉子鐵芯進行粘結固定，磁鋼外徑與外轉子鐵芯內徑之間的不規則氣隙就用膠水進行填充；
步驟四待膠水初固后去掉反相磁場力(利用頂桿裝置將外加磁鋼頂出)然后從芯軸上取出外轉子。
實施例2:
本實施例適用于永磁電機外轉子的磁鋼裝配，特別適宜內凹型外轉子的制作。本實施例為內定位方式固定，本實施例基本與實施例I相同，也包括芯軸4和定位座5 (參見附圖1)，本實施例中的定位座5邊緣處未設置固定圈，本實施例中的芯軸兩端面均設置有連接部8，本實施例中的定位座5邊緣處對應外轉子鐵芯壁處整體內凹，所述內凹與外轉子鐵芯的底壁抵接，磁鋼2的頂壁與定位座5的頂面也抵接。定位座5正表面對應外轉子的磁鋼2貼附處，設置有儲膠槽11 (參見附圖3)。本實施例中的儲膠槽11的截面呈梯形，儲膠槽11緊貼外轉子鐵芯I處不設置槽壁。永磁電機外轉子裝配結構還包括有上壓板6，上壓板6與定位座5相對，上壓板6與定位座5形狀相似，上壓板6與芯軸5螺釘連接。本實施例中的一個連接部8與定位座5的連接槽7連接。上壓板6對應芯軸5上另一連接部8設置有連接槽7，另一連接部8與上壓板6上的連接槽7間隙配合，且通過螺釘9連接?！け緦嵤├褂脮r，當轉子結構龐大或外力要求較大時本實施例裝配方法與上述裝配方法基本相同，不同之處在于此時需在芯軸內齒上繞制順、逆時針間隔的線圈并通電形成反相磁場，當膠水初固后，使用者只需切斷線圈電源即可去除反向磁場，取出外轉子。以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案，并非對本發明作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。
權利要求
1.一種永磁電機外轉子裝配結構,適用于永磁電機外轉子的磁鋼裝配,其特征在于所述的永磁電機外轉子裝配結構包括芯軸和定位座，所述的芯軸與所述的定位座活動連接并同軸且垂直設置，所述的芯軸上設置有若干組固定槽，所有固定槽對應芯軸圓心處距離均相等且所有相鄰固定槽之間的間距均相等，所述的固定槽內填設有外加磁體或線圈。
2.根據權利要求I所述的永磁電機外轉子裝配結構，其特征在于所述的固定槽數量與外轉子所需表貼的磁鋼數量一致，任意相鄰固定槽的對應圓心角度數均相等。
3.根據權利要求I所述的永磁電機外轉子裝配結構，其特征在于所述芯軸上對應軸向中心處向外凸出設置有連接部，所述的定位座上對應連接部設置有連接槽，所述的連接部與所述的連接槽為間隙配合。
4.根據權利要求I所述的永磁電機外轉子裝配結構，其特征在于所述磁鋼朝向定位座圓心處的極性與所述外加磁鐵或線圈朝向定位座圓心處的極性相同。
5.根據權利要求I所述的永磁電機外轉子裝配結構，其特征在于所述定位座對應芯軸上的固定槽的槽底開設有頂桿孔，所述頂桿孔為通孔。
6.根據權利要求I所述的永磁電機外轉子裝配結構，其特征在于所述的定位座正表面對應外轉子的磁鋼貼附處，設置有儲膠槽。
7.根據權利要求I所述的永磁電機外轉子裝配結構，其特征在于所述的永磁電機外轉子裝配結構還包括有上壓板，所述的上壓板與所述的定位座相對，所述的上壓板與所述的芯軸螺釘連接。
8.根據權利要求3所述的永磁電機外轉子裝配結構，其特征在于所述的定位座連接槽中心處開設有連接孔，所述的芯軸與所述的定位座通過螺釘連接。
9.一種永磁電機外轉子裝配方法,適用于永磁電機外轉子裝配結構,其特征在于永磁電機外轉子裝配方法包括以下步驟 步驟一將非導磁性材料制成的芯軸和定位座用螺釘固定，把芯軸固定在定位座中，使芯軸與定位座保持同心度和垂直度； 步驟二 芯軸內均勻插入外加磁性體，外加磁性體相對欲安裝的磁鋼形成反相磁場力； 步驟三然后在外轉子鐵芯上涂覆相對應的膠水，將外轉子鐵芯導入，將磁鋼與外轉子鐵芯進行粘結固定，磁鋼外徑與外轉子鐵芯內徑之間的不規則氣隙就用膠水進行填充； 步驟四待膠水初固去掉反相磁場力，然后從芯軸上取出外轉子。
10.根據權利要求9所述的永磁電機外轉子裝配結構，其特征在于在步驟二中，預先在芯軸上按順、逆時針間隔繞制線圈并上直流電，在步驟四先執行線圈斷電動作，去掉反相磁場力，然后再取出外轉子。
全文摘要
本發明涉及一種永磁電機外轉子裝配結構和方法。本發明可以解決現有技術不能滿足貼好后永磁體外徑尺寸的圓度和轉子鐵芯內孔的同軸度的問題，其技術方案要點是所述的永磁電機外轉子裝配結構包括芯軸和定位座，所述的芯軸與所述的定位座活動連接并同軸設置，所述的芯軸上設置有若干組固定槽，所有固定槽對應芯軸圓心處距離均相等且所有相鄰固定槽之間的間距均相等，所述的固定槽內填設有外加磁體或線圈。本發明克服了由于永磁體厚度不均勻而帶來的裝配完后尺寸公差和形位公差的問題，從而滿足高精度電機的需要。
文檔編號H02K15/03GK102843001SQ20121029243
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月17日 優先權日2012年8月17日
發明者董瑜堂, 韓軍, 吳乾軍 申請人:寧波菲仕電機技術有限公司