基于分段磁鋼和變截面軸的高速電機轉子的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于分段磁鋼和變截面軸的高速電機轉子，包括至少一段磁鋼和變截面軸，該變截面軸依次插入各段磁鋼，每段磁鋼孔徑與變截面軸相應軸段軸徑相同，所述的變截面軸的粗端作為輸出軸端。與現有技術相比，本發明具有轉子定位精度高、強度高、剛性好等優點。
【專利說明】
基于分段磁鋼和變截面軸的高速電機轉子
技術領域
[0001]本發明涉及一種高速電機轉子，尤其是涉及一種基于分段磁鋼和變截面軸的高速電機轉子。
【背景技術】
[0002]現在電機轉子普遍采用通軸結構形式，如圖1所示。這種結構，將磁鋼b直接粘結在光軸a上，具有零件工藝簡單，裝配方便，精度高，強度高，剛性好等特點。但是，當小電機的額定轉矩較大且磁鋼外徑較小時，要求轉子具有較大的軸徑，軸徑過大將導致永磁體空間占比小，空間利用率不高，電磁效率下降。此外，為了能夠提供足夠的電磁轉矩，永磁體軸向長度必須增加，進而增大整個電機軸向尺寸。
[0003]為了提高永磁體空間占比，有專利提出利用兩端夾持的轉子結構，見圖2所示。這種結構摒棄了細長孔配合的思路，通過鍵A將永磁體B和軸C連接起來，增大了永磁體的空間占比。但是，鍵A裝配后可能存在較大偏心量，帶來動平衡問題。矩形槽D底部(直角)可能存在應力集中。當膠水失效，鍵A松脫甩出導致電機失效。這類專利最嚴重的問題是:零部件裝配后轉子的跳動精度以及各部件的同軸度很難保證，對裝配工裝要求極高。在高速工況下，永磁體可能變形折斷碎裂。

【發明內容】

[0004]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種轉子定位精度高、強度高、剛性好的基于分段磁鋼和變截面軸的高速電機轉子。
[0005]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0006]一種基于分段磁鋼和變截面軸的高速電機轉子，其特征在于，包括至少一段磁鋼和變截面軸，該變截面軸依次插入各段磁鋼，每段磁鋼孔徑與變截面軸相應軸段軸徑相同，所述的變截面軸的粗端作為輸出軸端。
[0007]較優的，所述的變截面軸通過膠水與各段磁鋼固定。
[0008]較優的，所述的變截面軸為階梯軸。
[0009]較優的，所述的變截面軸為圓臺型軸。
[0010]較優的，所述的磁鋼設有1-6段。
[0011]較優的，所述的磁鋼設有3段。
[0012]較優的，同一段磁鋼內的變截面軸的縱截面為矩形。
[0013]較優的，同一段磁鋼內的變截面軸的縱截面為等腰梯形。
[0014]與現有技術相比，本發明具有以下:
[0015]I)與兩端矩形鍵槽夾持結構，分段磁鋼階梯軸轉子結構裝配方便，定位精度高，強度高，剛性好。
[0016]2)與光軸結構相比相比，分段磁鋼階梯軸轉子結構能夠提高永磁體空間占比，提升電磁轉換效率，減小整機結構尺寸。
[0017]3)與傳統結構相比，本發明夠解決小電機大負載尺寸小與電磁效率高的矛盾。
【附圖說明】
[0018]圖1為現有通軸轉子結構示意圖；
[0019]圖2為圖1的分解結構示意圖；
[0020]圖3為現有兩端矩形鍵槽加持的轉子結構示意圖；
[0021]圖4為本發明三段磁鋼的轉子結構示意圖；
[0022]圖5為本發明三段磁鋼的轉子剖視結構示意圖；
[0023]圖6為本發明三段磁鋼的轉子受力情況示意圖；
[0024]圖7為現有通軸轉子受力情況示意圖；
[0025]圖8為一段磁鋼的轉子剖視結構示意圖；
[0026]圖9為二段磁鋼的轉子剖視結構示意圖；
[0027]圖10為五段磁鋼的轉子剖視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0029]實施例1
[0030]如圖4和5所示，基于分段磁鋼和變截面軸的高速電機轉子，包括三段磁鋼1、3、4和階梯軸2，階梯軸2依次插入各段磁鋼1、3、4，每段磁鋼設有與階梯軸2相應段的匹配軸孔，所述的階梯軸2的粗端作為輸出軸端。所述的階梯軸2通過膠水與各段磁鋼固定，相鄰磁鋼之間互不粘連。
[0031]從圖7可以看出，通軸結構采用一段磁鋼，與光軸配合段軸截面受到扭矩與負載T相等，要求整個軸段軸徑與彎矩最大處(危險截面軸承支撐處)相同。可以看出，危險截面左端彎矩逐漸減小，配合軸徑可以逐步減小。因此，通軸轉子結構侵占了永磁體的空間位置，降低了電磁轉換效率。為了獲得足夠的電磁轉矩，永磁體必然在軸向方向尺寸有所增大。
[0032]從圖6可以看出，在危險截面采用最大軸徑，然后分別利用磁鋼1、3產生的電磁轉矩逐步克服(消耗)部分負載，使遠離輸出端的軸段截面受到的扭矩逐步減小，因此軸的許用軸徑可以逐步減小。采用分段磁鋼階梯軸轉子結構可以最大利用空間效應，提高電磁轉換效率，此時，磁鋼長度可以減小，電機尺寸減小。
[0033]實施例2
[0034]如圖8所示，本發明轉子包括一段磁鋼和階梯軸，其余同實施例1。
[0035]實施例3
[0036]如圖9所示，本發明轉子包括兩段磁鋼和階梯軸，其余同實施例1。
[0037]實施例4
[0038]如圖10所示，本發明轉子包括五段磁鋼和圓臺型軸，其余同實施例1。
【主權項】
1.一種基于分段磁鋼和變截面軸的高速電機轉子，其特征在于，包括至少一段磁鋼和變截面軸，該變截面軸依次插入各段磁鋼，每段磁鋼孔徑與變截面軸相應軸段軸徑相同，所述的變截面軸的粗端作為輸出軸端。2.根據權利要求1所述的一種基于分段磁鋼和變截面軸的高速電機轉子，其特征在于，所述的變截面軸通過膠水與各段磁鋼固定。3.根據權利要求1所述的一種基于分段磁鋼和變截面軸的高速電機轉子，其特征在于，所述的變截面軸為階梯軸。4.根據權利要求1所述的一種基于分段磁鋼和變截面軸的高速電機轉子，其特征在于，所述的變截面軸為圓臺型軸。5.根據權利要求1所述的一種基于分段磁鋼和變截面軸的高速電機轉子，其特征在于，所述的磁鋼設有1-6段。6.根據權利要求5所述的一種基于分段磁鋼和變截面軸的高速電機轉子，其特征在于，所述的磁鋼設有3段。7.根據權利要求1所述的一種基于分段磁鋼和變截面軸的高速電機轉子，其特征在于，同一段磁鋼內的變截面軸的縱截面為矩形。8.根據權利要求1所述的一種基于分段磁鋼和變截面軸的高速電機轉子，其特征在于，同一段磁鋼內的變截面軸的縱截面為等腰梯形。
【文檔編號】H02K1/22GK105990919SQ201510072388
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月11日
【發明人】金萬兵, 聶慧凡, 唐斌松, 何欣, 雍玉芳
【申請人】上海鳴志電器股份有限公司