拼塊式的內置磁鋼切向充磁的無刷電機轉子結構及方法
【專利摘要】本發明提供了一種拼塊式的內置磁鋼切向充磁的無刷電機轉子結構，包括：轉子沖片組件、支撐架2、磁鋼3、鉚釘4、隔板5以及轉軸6；轉子沖片組件之間相互獨立，磁鋼3在所述無刷電機轉子結構的內部切向充磁；轉子沖片組件主要由多個轉子沖片1通過鉚釘4穿插疊壓而成，轉子沖片1在鉚釘4的作用下以拼接的方式設置在支撐架2上，轉子沖片1上設置有擋邊；在磁鋼3的兩邊分別設置有隔板5，轉軸6設置在支撐架2的中心孔內。本發明還提供相應的裝配方法和電機。本發明能有效降低轉子漏磁，提高電機性能，且配合牢固，磁鋼不會甩出，磁鋼不正對氣隙，有效提高了抗退磁能力，而且去除了傳統的窄邊隔磁橋，明顯提高了電機的可制造性。
【專利說明】拼塊式的內置磁鋼切向充磁的無刷電機轉子結構及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電機轉子結構，尤其涉及一種永磁無刷內置磁鋼切向充磁的電機轉子結構。
【背景技術】
[0002]傳統的無刷電機轉子結構采用表貼磁鋼或者內置徑向充磁的結構，在實際應用中，在有限的電機體積下，要增大電機的額定輸出功率，徑向式充磁結構受到體積限制不能提供足夠的磁通，而切向充磁可以實現兩塊磁鋼并聯提供磁通，明顯提高了氣隙磁通，使電機額定輸出功率增加，但是切向充磁的隔磁橋尺寸較窄，不易加工，生產成本較貴，且隔磁橋的存在會導致漏磁現象，使電機性能降低。

【發明內容】

[0003]針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種符合實際生產加工且能有效降低電機漏磁，提高電機性能的一種拼塊式的內置磁鋼切向充磁的無刷電機轉子結構。
[0004]本發明提供的拼塊式的內置磁鋼切向充磁的無刷電機轉子結構，由于支撐架采用非導磁材料，且轉子組件相互獨立，可以有效降低轉子漏磁，提高電機性能。另外轉子沖片與支撐架之間采用燕尾槽配合，配合牢固，轉子沖片上設有擋邊，使轉子在高速運轉情況下，磁鋼也不會甩出，磁鋼不正對氣隙，有效提高了抗退磁能力。本發明去除了傳統的窄邊隔磁橋，明顯提高了電機的可制造性。
[0005]具體地，根據本發明提供的拼塊式的內置磁鋼切向充磁的無刷電機轉子結構，包括:轉子沖片組件、支撐架2、磁鋼3、鉚釘4、隔板5以及轉軸6 ；
[0006]支撐架2采用非導磁材料制成，支撐架2上設置有多個轉子沖片組件和磁鋼3，轉子沖片組件和磁鋼3在支撐架2的周向上均勻交替分布；轉子沖片組件之間相互獨立，磁鋼3在所述無刷電機轉子結構的內部切向充磁；
[0007]轉子沖片組件主要由多個轉子沖片I通過鉚釘4穿插疊壓而成，轉子沖片I通過隔板5的定位孔在與隔板5的定位孔相配合的鉚釘4的作用下以拼接的方式設置在支撐架2上，轉子沖片I上設置有擋邊；
[0008]在磁鋼3的兩邊分別設置有隔板5，隔板5采用非導磁材料制成，轉子沖片組件位于磁鋼3兩邊的隔板5之間且通過鉚釘4與隔板5連接定位；轉軸6設置在支撐架2的中心孔內。
[0009]優選地，支撐架2包括燕尾槽，轉子沖片I包括與燕尾槽相配合的定位結構。
[0010]優選地，所述無刷電機轉子結構的每一極磁場由兩片磁鋼3并聯提供。
[0011]優選地，轉子沖片組件圓周均勻拼裝在支撐架2上形成圓周均布的多個磁瓦槽，各個磁鋼3按照N極、S極位置交替的方式依次插入對應的磁瓦槽中。
[0012]優選地，磁鋼3的形狀為長方體。
[0013]根據本發明提供的上述的拼塊式的內置磁鋼切向充磁的無刷電機轉子結構的裝配方法，包括如下步驟:
[0014]步驟1:先將轉子沖片I通過鉚釘4疊壓成多個轉子沖片組件；
[0015]步驟2:將轉子沖片組件圓周均布壓入支撐架2的燕尾槽，使轉子沖片組件安裝在支撐架2上，轉子沖片組件圓周均勻拼裝在支撐架2上形成圓周均布的多個磁瓦槽；
[0016]步驟3:在轉子沖片組件的兩邊中的一邊壓入隔板5至支撐架2上；
[0017]步驟4:將各個磁鋼3按照N極、S極位置交替的方式依次插入轉子沖片組件組合后形成的磁瓦槽內，并對磁鋼3進行表面涂膠；
[0018]步驟5:在轉子沖片組件的兩邊中的另一邊壓入隔板5至支撐架2上；
[0019]步驟6:令鉚釘4穿插入轉子沖片組件以及轉子沖片組件兩邊的隔板5，鉚緊鉚釘4端面，使轉子沖片1、支撐架2、磁鋼3以及隔板5在鉚釘4作用下安裝定位在一起；
[0020]步驟7:將轉軸6壓入支撐架2的中心孔；
[0021]步驟8:在隔板5上進行去重動平衡校正，最終得到一個電機轉子組件。
[0022]根據本發明提供的無刷直流電機，所述無刷直流電機包括上述的拼塊式的內置磁鋼切向充磁的無刷電機轉子結構。
[0023]與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果:
[0024](I)轉子沖片上設有與燕尾槽相匹配的定位結構，轉子沖片上設有與鉚釘相結合的定位孔，支撐架和隔板采用非導磁材料，該結構使各轉子沖片組件之間相互獨立，去除了隔磁橋結構，有效降低了電機漏磁，提高了磁鋼利用率，提高了電機性能。
[0025](2)轉子沖片設有擋邊，轉子兩個端蓋設有兩個非導磁隔板，有效提高了磁鋼的固定強度，可適用于高速旋轉的電機。
[0026](3)各個零部件的加工工藝簡單，且裝配過程簡單，另外兩端的端蓋可以用于平衡去重校正，可以較經濟的實現批量生產。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0028]圖1是本發明的結構示意圖；
[0029]圖2是圖1的AA向剖面結構示意圖；
[0030]圖3是本發明的爆炸圖。
[0031]圖中:
[0032]I為轉子沖片；
[0033]2為非導磁材料支撐架；
[0034]3為磁鋼；
[0035]4為鉚釘；
[0036]5為隔板；
[0037]6為轉軸。
【具體實施方式】
[0038]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
[0039]本發明的電機結構由于轉子每一極磁場由兩片磁鋼并聯提供，可以得到很高的氣隙磁場強度，在固定的電機體積下可以達到更高的電機功率；磁鋼由轉子擋邊固定，機械強度高，可以適應高轉速電機；采用新型的組裝方式可以避免隔磁橋過窄導致沖壓工藝不好實現的缺點，便于實現大批量的低成本制造。
[0040]具體地，如圖1、圖2所示，本發明所述的拼塊式的內置磁鋼切向充磁的無刷電機轉子結構，包括轉子沖片1、支撐架2、磁鋼3、鉚釘4、隔板5以及轉軸6。其中，轉子沖片I為硅鋼片，支撐架2和隔板5采用非導磁材料(例如鋁合金、不銹鋼、工程塑料等)制成，磁鋼3采用釹鐵硼材料制成，鉚釘4采用低碳鋼導磁材料制成，轉軸6采用中碳鋼材料制成。
[0041]在優選例中，支撐架2設有燕尾槽定位結構，如圖2所示，燕尾槽數量和電機極數相等，相對應的轉子沖片I也設有定位結構與支撐架2相配合。磁鋼3內置于轉子內部且切向充磁，磁鋼3的形狀為長方體；轉子沖片I在鉚釘4作用下疊壓成一個轉子沖片組件，轉子沖片組件相互獨立，磁鋼3與轉子沖片組件圓周均勻交替分布；支撐架2和隔板5采用非導磁材料且設有定位結構，隔板5上開有定位孔，轉子沖片I通過非導磁材料支撐架2和隔板5的定位孔在鉚釘4的作用下以拼接的方式固定在非導磁材料支撐架2上；磁鋼3在兩邊隔板5的作用下可以防止軸向甩出；轉子沖片I上設計了擋邊，可以防止磁鋼3在高速離心力的作用下飛出。
[0042]本發明提供的拼塊式的內置磁鋼切向充磁的無刷電機轉子結構的裝配過程如下:
[0043]步驟1:先將轉子沖片I通過鉚釘4疊壓成多個轉子沖片組件；
[0044]步驟2:將轉子沖片組件圓周均布壓入支撐架2的燕尾槽，使轉子沖片組件固定在支撐架2上；
[0045]步驟3:在磁鋼3的兩邊(即轉子沖片組件的兩邊)中的一邊壓入隔板5至支撐架2上；
[0046]步驟4:如圖2所示，將各個磁鋼3按照N極、S極位置交替的方式依次插入轉子沖片組件組合后形成的磁瓦槽內，即周向上相鄰的磁鋼3之間的相對極均為N極或者均為S極，并對磁鋼3進行表面涂膠；
[0047]步驟5:在磁鋼3的兩邊(即轉子沖片組件的兩邊)中的另一邊壓入隔板5至支撐架2上；
[0048]步驟6:令鉚釘4穿插入轉子沖片組件以及轉子沖片組件兩邊的隔板5，鉚緊鉚釘4端面，使轉子沖片1、支撐架2、磁鋼3以及隔板5在鉚釘4作用下固定在一起；
[0049]步驟7:將轉軸6壓入支撐架2的中心孔；
[0050]步驟8:在隔板5上進行去重動平衡校正，最終得到一個電機轉子組件。
[0051]以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。
【權利要求】
1.一種拼塊式的內置磁鋼切向充磁的無刷電機轉子結構，其特征在于，包括:轉子沖片組件、支撐架(2)、磁鋼(3)、鉚釘(4)、隔板(5)以及轉軸(6); 支撐架(2)采用非導磁材料制成，支撐架(2)上設置有多個轉子沖片組件和磁鋼(3)，轉子沖片組件和磁鋼(3)在支撐架(2)的周向上均勻交替分布；轉子沖片組件之間相互獨立，磁鋼(3)在所述無刷電機轉子結構的內部切向充磁； 轉子沖片組件主要由多個轉子沖片(I)通過鉚釘(4)穿插疊壓而成，轉子沖片(I)通過隔板(5)的定位孔在與隔板(5)的定位孔相配合的鉚釘(4)的作用下以拼接的方式設置在支撐架(2 )上，轉子沖片(I)上設置有擋邊； 在磁鋼(3)的兩邊分別設置有隔板(5)，隔板(5)采用非導磁材料制成，轉子沖片組件位于磁鋼(3)兩邊的隔板(5)之間且通過鉚釘(4)與隔板(5)連接定位；轉軸(6)設置在支撐架(2)的中心孔內。
2.根據權利要求1所述的拼塊式的內置磁鋼切向充磁的無刷電機轉子結構，其特征在于，支撐架(2)包括燕尾槽，轉子沖片(I)包括與燕尾槽相配合的定位結構。
3.根據權利要求1所述的拼塊式的內置磁鋼切向充磁的無刷電機轉子結構，其特征在于，所述無刷電機轉子結構的每一極磁場由兩片磁鋼(3)并聯提供。
4.根據權利要求3所述的拼塊式的內置磁鋼切向充磁的無刷電機轉子結構，其特征在于，轉子沖片組件圓周均勻拼裝在支撐架(2)上形成圓周均布的多個磁瓦槽，各個磁鋼(3)按照N極、S極位置交替的方式依次插入對應的磁瓦槽中。
5.根據權利要求1所述的拼塊式的內置磁鋼切向充磁的無刷電機轉子結構，其特征在于，磁鋼(3)的形狀為長方體。
6.一種根據權利要求1至5中任一項所述的拼塊式的內置磁鋼切向充磁的無刷電機轉子結構的裝配方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1:先將轉子沖片(I)通過鉚釘(4)疊壓成多個轉子沖片組件； 步驟2:將轉子沖片組件圓周均布壓入支撐架(2)的燕尾槽，使轉子沖片組件安裝在支撐架(2)上，轉子沖片組件圓周均勻拼裝在支撐架(2)上形成圓周均布的多個磁瓦槽； 步驟3:在轉子沖片組件的兩邊中的一邊壓入隔板(5)至支撐架(2)上； 步驟4:將各個磁鋼(3)按照N極、S極位置交替的方式依次插入轉子沖片組件組合后形成的磁瓦槽內，并對磁鋼(3)進行表面涂膠； 步驟5:在轉子沖片組件的兩邊中的另一邊壓入隔板(5)至支撐架(2)上； 步驟6:令鉚釘(4)穿插入轉子沖片組件以及轉子沖片組件兩邊的隔板(5)，鉚緊鉚釘(4)端面，使轉子沖片(I)、支撐架(2)、磁鋼(3)以及隔板(5)在鉚釘(4)作用下安裝定位在一起; 步驟7:將轉軸(6)壓入支撐架(2)的中心孔； 步驟8:在隔板(5)上進行去重動平衡校正，最終得到一個電機轉子組件。
7.—種無刷直流電機，其特征在于，所述無刷直流電機包括權利要求1至5中任一項所述的拼塊式的內置磁鋼切向充磁的無刷電機轉子結構。
【文檔編號】H02K1/28GK103730969SQ201310705654
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】黃洪岳, 徐建, 舒偉方, 卓達, 夏業中 申請人:新安乃達驅動技術(上海)有限公司