外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于永磁電機技術(shù)領(lǐng)域，目的是提供一種制作簡單、降低成本、不易損壞的外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)，其中轉(zhuǎn)子包括極靴、永磁體、隔磁套、機殼，極靴內(nèi)中部安裝鍵條，極靴外部設(shè)置隔磁套，隔磁套外部設(shè)置機殼，極靴、隔磁套和機殼通過緊固件固定連接在一起，相鄰極靴之間嵌裝永磁體，即采用內(nèi)置切向式磁極結(jié)構(gòu)，相比于目前的徑向結(jié)構(gòu)外轉(zhuǎn)子永磁電機，永磁體尺寸不受極弧長度的限制，電機氣隙磁場由相鄰永磁體沿切向共同激勵，氣隙磁密大，適合要求大轉(zhuǎn)矩起動的場合；并且在相同輸出能力的情況下，永磁體用量少，節(jié)省成本。永磁體嵌裝在極靴內(nèi)部，有極靴的保護，可防止機械偏心、軸承損壞等造成的永磁體損壞。
【專利說明】
外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于永磁電機技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機是定子在內(nèi)、轉(zhuǎn)子在外的電機。外轉(zhuǎn)子永磁電機具有體積小、功率密度大、氣隙直徑大、可直接驅(qū)動負載等特點，在礦山、電動汽車等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
[0003]CN204205897U公開了一種外轉(zhuǎn)子永磁電機，包括軸承外套、軸承壓板以及軸承支撐件，所述轉(zhuǎn)子為杯狀轉(zhuǎn)子，所述杯狀轉(zhuǎn)子內(nèi)圈上設(shè)有永磁體，且所述永磁體與定子之間留有間隙，所述杯狀轉(zhuǎn)子底部、軸承的外圈以及軸承外套通過緊固件固定連接，所述軸承的內(nèi)圈與軸承支撐件一端通過熱套過盈配合連接，所述軸承支撐件一端與軸承壓板通過緊固件固定連接，且所述軸承支撐件另一端與定子支撐件通過緊固件固定連接。
[0004]CN105449935A公開了一種外轉(zhuǎn)子電機，所述外轉(zhuǎn)子電機包括定子軸、與所述定子軸相配接的定子、設(shè)于所述定子外圍的動子，所述定子具有電樞，所述電樞上均勻纏繞有電樞繞組，所述動子的內(nèi)壁上設(shè)有永磁體貼片，所述外轉(zhuǎn)子電機還包括編碼器，編碼器包括與所述定子軸配合的光柵片。
[0005]現(xiàn)有外轉(zhuǎn)子永磁電機都如上述專利一樣采用徑向磁極結(jié)構(gòu)，表貼式安裝方式，SP永磁體直接位于轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)表面上，永磁體提供磁通的方向為徑向。表貼式轉(zhuǎn)子磁極結(jié)構(gòu)制造工藝成本低、漏磁少，但這種方式永磁體裸露在氣隙中，在運行和裝配過程中易損壞。且徑向磁極結(jié)構(gòu)永磁體尺寸受極弧長度的限制，電機的最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)低，轉(zhuǎn)矩密度低。在表貼式永磁同步電機中，永磁體通常呈瓦片形，氣隙磁場波形正弦性差，諧波含量高；同時永磁體的制作廢料多，成本高。在氣隙磁場波形優(yōu)化方面，一般通過制作復雜形狀永磁體或永磁體沿圓周方向分段拼接方式優(yōu)化氣隙磁場波形，永磁體制作難度大，成本高。此外，表貼式永磁同步電機的交軸電抗和直軸電抗相等，電機控制困難。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種制作簡單、降低成本、不易損壞的外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]—種外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)，包括定子、轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子安裝在定子外部，其中所述轉(zhuǎn)子包括極靴、永磁體、隔磁套、機殼，極靴內(nèi)中部安裝鍵條，極靴外部設(shè)置隔磁套，隔磁套外部設(shè)置機殼，極靴、隔磁套和機殼通過緊固件固定連接在一起，相鄰極靴之間嵌裝永磁體，永磁體的兩端分別設(shè)置擋板，擋板與極靴固定連接，極靴的氣隙側(cè)設(shè)置為弧形面。
[0009]本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)，進一步的，所述永磁體與定子之間形成最大氣隙，極靴中部與定子之間形成最小氣隙，最大氣隙與最小氣隙的比值為2?2.5。
[0010]本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)，進一步的，所述永磁體為長方體形。
[0011]本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)，進一步的，所述隔磁套采用不導磁材料制成。
[0012]本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)，進一步的，所述隔磁套采用鋁板或不導磁合金鋼制成。
[0013]本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)，進一步的，所述極靴采用硅鋼片疊壓而成。
[0014]本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)，進一步的，所述極靴內(nèi)中部設(shè)置方形通槽，鍵條安裝在方形通槽內(nèi)。
[0015]本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0016]1.本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)子包括極靴、永磁體、隔磁套、機殼，極靴外部設(shè)置隔磁套，隔磁套外部設(shè)置機殼，極靴、隔磁套、機殼固定連接在一起，相鄰極靴之間嵌裝永磁體，即采用內(nèi)置切向式磁極結(jié)構(gòu)，相比于目前的徑向結(jié)構(gòu)外轉(zhuǎn)子永磁電機，永磁體尺寸不受極弧長度的限制，電機氣隙磁場由相鄰永磁體沿切向共同激勵，氣隙磁密大，適合要求大轉(zhuǎn)矩起動的場合，對多極少槽永磁電機尤其適用;并且在相同輸出能力的情況下，永磁體用量少，節(jié)省成本。同時避免了表貼式磁極結(jié)構(gòu)需要裝配轉(zhuǎn)子護套所帶來的加工制作難、永磁體利用率低、易損壞等問題。永磁體嵌裝在極靴內(nèi)部，有極靴的保護，可防止機械偏心、軸承損壞等造成的永磁體損壞;且由于極靴的作用，轉(zhuǎn)子的質(zhì)量較徑向結(jié)構(gòu)大大增加，提高了轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，適合要求大轉(zhuǎn)動慣量的場合。此外，此種結(jié)構(gòu)電機的交直軸磁路不對稱，呈凸極特性，交軸電抗大于直軸電抗，較表貼磁極結(jié)構(gòu)，提高了永磁體的抗不可逆去磁能力，電機易于控制。
[0017]2.極靴的氣隙側(cè)設(shè)置為弧形面，實現(xiàn)不均勻氣隙，對減少電機諧波含量、降低損耗、減少振動十分有益。
[0018]3.永磁體為長方體形，避免復雜形狀永磁體，降低了永磁體制作難度，降低了成本。
[0019]4.在電機裝配時，可先進行極靴安裝，再進行定子與轉(zhuǎn)子的裝配，最后進行永磁體裝配，避免了定子與轉(zhuǎn)子裝配時強大吸引力造成的裝配困難，降低定子與轉(zhuǎn)子裝配過程中的損傷。
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)作進一步說明。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為采用本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)的電機的整體圖；
[0022]圖2為本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)中極靴形狀放大圖；
[0024]圖4為本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)的磁力線走向圖。
【具體實施方式】
[0025]如圖1和圖2所不，本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)包括定子1、轉(zhuǎn)子2，轉(zhuǎn)子2安裝在定子I外部，轉(zhuǎn)子2包括極靴21、永磁體22、隔磁套23、機殼24，極靴21采用硅鋼片疊壓而成，極靴21內(nèi)中部設(shè)置方形通槽25，方形通槽25內(nèi)安裝鍵條26，鍵條26在極靴疊壓時起到連接緊固的作用。極靴21外部設(shè)置隔磁套23，隔磁套23采用不導磁材料制成，優(yōu)選鋁板、不導磁合金鋼等。隔磁套23外部設(shè)置機殼24，極靴21、隔磁套23和機殼24上均開設(shè)安裝孔，緊固件如緊固螺釘27穿入安裝孔將極靴21、隔磁套23、機殼24固定連接在一起。緊固螺釘27起到固定作用，同時承受剪切力。
[0026]相鄰極靴21之間嵌裝永磁體22，永磁體22為長方體形，永磁體22的兩端分別設(shè)置擋板28，擋板28通過螺釘與極靴21固定連接。
[0027]結(jié)合圖3所示，極靴21的氣隙側(cè)設(shè)置為弧形面，實現(xiàn)不均勻氣隙，起到優(yōu)化氣隙磁場波形的作用。永磁體22與定子I之間形成最大氣隙，極靴21中部與定子I之間形成最小氣隙，最大氣隙與最小氣隙的比值為2?2.5。
[0028]結(jié)合圖4所示，電機氣隙磁場由相鄰永磁體沿切向共同激勵，氣隙磁密大，適合要求大轉(zhuǎn)矩起動的場合，對多極少槽永磁電機尤其適用。
[0029]本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)，裝配時，先通過緊固螺釘27將極靴21、隔磁套23、機殼24連接在一起，然后將定子I套在定子支撐件5上，并穿入轉(zhuǎn)子2內(nèi)，再在相鄰極靴21之間嵌裝永磁體22，將永磁體22兩端的擋板28通過螺釘與極靴21固定連接，然后再進行軸承4與定子支撐件5、端蓋3的固定，并通過螺釘將機殼24與端蓋3固定連接。
[0030]本發(fā)明外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)制造工藝簡單，機械性能可靠，實用性高，能廣泛應(yīng)用于外轉(zhuǎn)子永磁電機中，有效提高了外轉(zhuǎn)子永磁電機的可靠性和使用壽命，并降低了加工制作成本。
[0031]以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)，包括定子、轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子安裝在定子外部，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子包括極靴、永磁體、隔磁套、機殼，極靴內(nèi)中部安裝鍵條，極靴外部設(shè)置隔磁套，隔磁套外部設(shè)置機殼，極靴、隔磁套和機殼通過緊固件固定連接在一起，相鄰極靴之間嵌裝永磁體，永磁體的兩端分別設(shè)置擋板，擋板與極靴固定連接，極靴的氣隙側(cè)設(shè)置為弧形面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述永磁體與定子之間形成最大氣隙，極靴中部與定子之間形成最小氣隙，最大氣隙與最小氣隙的比值為2?2.5。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述永磁體為長方體形。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述隔磁套采用不導磁材料制成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述隔磁套采用鋁板或不導磁合金鋼制成。6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述極靴采用硅鋼片疊壓而成。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的外轉(zhuǎn)子永磁電機的切向磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述極靴內(nèi)中部設(shè)置方形通槽，鍵條安裝在方形通槽內(nèi)。
【文檔編號】H02K1/27GK105958786SQ201610259567
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】李瑩, 張炳義, 李建軍, 楊立萍
【申請人】河北新四達電機股份有限公司