電機轉子和永磁電機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種電機轉子和永磁電機。該電機轉子包括沿軸向依次設置的第一轉軸端件(1)、轉軸端件磁鋼(2)和第二轉軸端件(3)，第一轉軸端件(1)和第二轉軸端件(3)之間連接有護套(4)，磁鋼(2)罩設在護套(4)內，磁鋼(2)為偏心實心磁鋼或者切邊實心磁鋼。根據本實用新型的電機轉子，能夠有效降低高度電機轉子的渦流損耗。
【專利說明】
電機轉子和永磁電機
技術領域
[0001]本實用新型涉及電機技術領域，具體而言，涉及一種電機轉子和永磁電機。
【背景技術】
[0002]高速電機由于功率密度高，體積小，散熱相對較困難，永磁體極易因過熱產生不可逆退磁，因此防止高速電機永磁體過熱產生不可逆退磁，對高速永磁電機而言尤為重要。
[0003]轉子表面產生的風摩損耗以及轉子表面附加損耗是高速電機轉子損耗的主要部分。受電機轉子高轉速運行的影響，轉子表面的風摩損耗將會大幅度增加;此外，受氣隙內高頻諧波磁場影響，在轉子永磁體表面將會產生渦流損耗，且對于采用合金護套加固永磁體的高速永磁轉子，則在轉子護套內也容易產生較大的渦流損耗。
[0004]由于高速電機受轉子冷卻條件的限制，轉子內部少量的熱量也會大幅度提高電機轉子永磁體的溫度，雖然轉子部分的損耗占有量相對較小，但是也極易造成永磁體高溫失磁，因此如何降低高速轉子渦流損耗是高速電機設計必須考慮的問題。
[0005]現有的三段式高速轉子采用圓柱形實心磁鋼結構，雖然電機氣隙諧波含量已經較低，但是高速電機轉子渦流損耗對高次諧波非常敏感，因此電機氣隙諧波仍然會對高速電機轉子造成較大渦流損耗。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型實施例中提供一種電機轉子和永磁電機，能夠有效降低高度電機轉子的渦流損耗。
[0007]為解決上述技術問題，根據本實用新型的一個方面，提供了一種電機轉子，其特征在于，包括沿軸向依次設置的第一轉軸端件、磁鋼和第二轉軸端件，第一轉軸端件和第二轉軸端件之間連接有護套，磁鋼罩設在護套內，磁鋼為偏心實心磁鋼或者切邊實心磁鋼。
[0008]作為優選，磁鋼為偏心實心磁鋼，磁鋼的截面為橢圓形，橢圓形的兩個短軸側切邊。
[0009]作為優選，磁鋼為偏心實心磁鋼，磁鋼的截面包括位于兩側的兩個半圓以及連接在兩個半圓之間的矩形，矩形的連接邊長度與半圓的直徑相同。
[0010]作為優選，磁鋼為切邊實心磁鋼，磁鋼的兩側切邊，且兩側切邊的長度相同，兩側切邊沿磁鋼的中心對稱。
[0011]作為優選，護套的內孔截面與磁鋼的截面相匹配。
[0012]作為優選，第一轉軸端件包括有第一軸向凸臺，第二轉軸端件包括有第二軸向凸臺，護套的第一端套設在第一軸向凸臺上，護套的第二端套設在第二軸向凸臺上。
[0013]作為優選，第一轉軸端件與護套一體成型，第二轉軸端件包括有第二軸向凸臺，護套套設在第二軸向凸臺上。
[0014]作為優選，第一轉軸端件為鈦合金或鎳基合金。
[0015]作為優選，第二轉軸端件為非導磁材料制成。
[0016]作為優選，磁鋼采用永磁材料后充磁制成。
[0017]作為優選，磁鋼的充磁方向及取向方向均與切邊平行或與偏心方向平行。
[0018]作為優選，護套與磁鋼和第二轉軸端件均為過盈配合。
[0019]根據本實用新型的另一方面，提供了一種電機，包括電機轉子，該電機轉子為上述的電機轉子。
[0020]根據本實用新型的電機轉子，包括沿軸向依次設置的第一轉軸端件、磁鋼和第二轉軸端件，第一轉軸端件和第二轉軸端件之間連接有護套，磁鋼罩設在護套內，磁鋼為偏心實心磁鋼或者切邊實心磁鋼。針對現有的三段式的高速永磁轉子所采用的圓柱形實心磁鋼，把其設計成切邊實心磁鋼或偏心實心磁鋼，可以非常有效地降低高速電機的高次諧波，從而降低電機轉子渦流損耗，提高電機效率；同時，可以利用磁鋼本身的切邊及偏心方向做充磁取向定位方向，避免了額外加工定位標記，提高了磁鋼的強度。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型第一實施例的電機轉子的分解結構圖；
[0022]圖2是本實用新型第二實施例的電機轉子的分解結構圖；
[0023]圖3是本實用新型實施例的電機轉子的偏心實心磁鋼的主視圖；
[0024]圖4是本實用新型實施例的電機轉子的偏心實心磁鋼的立體圖；
[0025]圖5是本實用新型實施例的電機轉子的切邊實心磁鋼的主視圖；
[0026]圖6是本實用新型實施例的電機轉子的切邊實心磁鋼的立體圖。
[0027]附圖標記說明:1、第一轉軸端件;2、磁鋼;3、第二轉軸端件;4、護套;5、第二軸向凸臺ο
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。
[0029]圖中箭頭表示磁鋼的充磁方向。
[0030]請參考圖1至圖6所示，根據本實用新型的實施例，電機轉子包括沿軸向依次設置的第一轉軸端件1、磁鋼2和第二轉軸端件3，第一轉軸端件I和第二轉軸端件3之間連接有護套4，磁鋼2罩設在護套4內，磁鋼2為偏心實心磁鋼或者切邊實心磁鋼。
[0031]針對現有的三段式的高速永磁轉子所采用的圓柱形實心磁鋼，把其設計成切邊實心磁鋼或偏心實心磁鋼，可以非常有效地降低高速電機的高次諧波，從而降低電機轉子渦流損耗，提高電機效率；同時，可以利用磁鋼本身的切邊及偏心方向做充磁取向定位方向，避免了額外加工定位標記，提高了磁鋼的強度。
[0032]在一個實施例中，磁鋼2為偏心實心磁鋼，磁鋼2的截面為橢圓形，橢圓形的兩個短軸側切邊。
[0033]結合參見圖3和圖4所示，在本實用新型的第一個實施例中，磁鋼2為偏心實心磁鋼，磁鋼2的截面包括位于兩側的兩個半圓以及連接在兩個半圓之間的矩形，矩形的連接邊長度與半圓的直徑相同。矩形與兩個半圓連接，形成類橢圓形結構，矩形的兩個側邊與半圓相切，兩個側邊形成與切邊類似的結構，從而能夠保證磁鋼有效降低高速電機的高次諧波，降低電機轉子渦流損耗。
[0034]結合參見圖5和圖6所示，在本實用新型的第二個實施例中，磁鋼2為切邊實心磁鋼，磁鋼2的兩側切邊，且兩側切邊的長度相同，兩側切邊沿磁鋼2的中心對稱。兩側切邊中心對稱，使得兩側切邊不僅長度相同，而且相平行，能夠保證磁鋼2在高速電機工作過程中轉動力矩的均衡性，保證高速電機的轉動性能，同時可以保證磁鋼有效降低高速電機的高次諧波，降低電機轉子渦流損耗。
[0035]護套4的內孔截面與磁鋼2的截面相匹配，以保證磁鋼2可以很好地裝入護套4內，并且不會與護套4之間發生相對位移。例如，對于切邊實心磁鋼而言，護套4的內孔也具有切邊，并且與磁鋼的截面形狀一樣，從而保證磁鋼可以很好地與護套4的內壁貼合。
[0036]在本實施例中，第一轉軸端件I與護套4一體成型，第二轉軸端件3包括有第二軸向凸臺5，護套4套設在第二軸向凸臺5上。第一轉軸端件I的端部形成空腔，具有空腔的部分形成護套4，實心磁鋼裝入該空腔內，然后通過第二轉軸端件3的第二軸向凸臺5軸向壓緊，從而將實心磁鋼穩定地固定在第一轉軸端件I的空腔內。
[0037]由于第一轉軸端件I需要安裝磁鋼2，并保證磁鋼2在高速運轉的過程中得到有效保護，因此第一轉軸端件I采用鈦合金或鎳基合金等高強度材料制成。在轉軸高速旋轉時，由于第一轉軸端件I的保護作用，可以保證永磁轉子的安全運行。
[0038]第二轉軸端件3的第二軸向凸臺5的截面形狀與磁鋼2的截面形狀相同，使得第二軸向凸臺5可以順利地安裝入第一轉軸端件I的端部的空腔內。
[0039]第二轉軸端件3為非導磁材料制成，可以起到隔磁的作用，從而有效保證磁鋼的工作性能。
[0040]優選地，磁鋼2采用釹鐵硼等永磁材料后充磁制成。后充磁工藝為裝完磁鋼后再充磁的工藝，可以有效避免轉軸熱裝退磁，保證磁鋼的磁性。
[0041]磁鋼2的充磁方向及取向方向均與切邊平行或與偏心方向平行，可以利用磁鋼本身的切邊及偏心方向做充磁取向定位方向，避免了額外加工定位標記，提高了磁鋼的強度。
[0042]護套4與磁鋼2和第二轉軸端件3均為過盈配合。在電機轉子安裝完成后，實心磁鋼的第一端面與第一轉軸端件I的空腔圓底面貼合，第二端面與第二轉軸端件3的第二軸向凸臺的端面貼合，第一轉軸端件I朝向第二轉軸端件3的環面與第二轉軸端件3的臺階面相貼入口 ο
[0043]在一個圖中未示出的實施例中，第一轉軸端件I包括有第一軸向凸臺，第二轉軸端件3包括有第二軸向凸臺5，護套4的第一端套設在第一軸向凸臺上，護套4的第二端套設在第二軸向凸臺5上。護套4與第一軸向凸臺、第二軸向凸臺5以及磁鋼2之間均為過盈配合，以保證護套4與其他結構配合的穩定性，保證磁鋼2的工作性能。
[0044]根據本實用新型的實施例，電機包括電機轉子，該電機轉子為上述的電機轉子。
[0045]當然，以上是本實用新型的優選實施方式。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型基本原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種電機轉子，其特征在于，包括沿軸向依次設置的第一轉軸端件(I)、磁鋼(2)和第二轉軸端件(3)，所述第一轉軸端件(I)和所述第二轉軸端件(3)之間連接有護套(4)，所述磁鋼(2)罩設在護套(4)內，所述磁鋼(2)為偏心實心磁鋼或者切邊實心磁鋼。2.根據權利要求1所述的電機轉子，其特征在于，所述磁鋼(2)為偏心實心磁鋼，所述磁鋼(2)的截面為橢圓形，所述橢圓形的兩個短軸側切邊。3.根據權利要求1所述的電機轉子，其特征在于，所述磁鋼(2)為偏心實心磁鋼，所述磁鋼(2)的截面包括位于兩側的兩個半圓以及連接在兩個半圓之間的矩形，所述矩形的連接邊長度與所述半圓的直徑相同。4.根據權利要求1所述的電機轉子，其特征在于，所述磁鋼(2)為切邊實心磁鋼，所述磁鋼(2)的兩側切邊，且兩側切邊的長度相同，兩側切邊沿所述磁鋼(2)的中心對稱。5.根據權利要求1所述的電機轉子，其特征在于，所述護套(4)的內孔截面與所述磁鋼(2)的截面相匹配。6.根據權利要求1至5中任一項所述的電機轉子，其特征在于，所述第一轉軸端件(I)包括有第一軸向凸臺，所述第二轉軸端件(3)包括有第二軸向凸臺(5)，所述護套(4)的第一端套設在所述第一軸向凸臺上，所述護套(4)的第二端套設在所述第二軸向凸臺(5)上。7.根據權利要求1至5中任一項所述的電機轉子，其特征在于，所述第一轉軸端件(I)與所述護套(4)一體成型，所述第二轉軸端件(3)包括有第二軸向凸臺(5)，所述護套(4)套設在所述第二軸向凸臺(5)上。8.根據權利要求7所述的電機轉子，其特征在于，所述第一轉軸端件(I)為屈服強度大于1050Mpa且抗拉強度大于1280Mpa的金屬合金。9.根據權利要求1至5中任一項所述的電機轉子，其特征在于，所述第二轉軸端件(3)為非導磁材料制成。10.根據權利要求1至5中任一項所述的電機轉子，其特征在于，所述磁鋼(2)采用永磁材料后充磁制成。11.根據權利要求1至5中任一項所述的電機轉子，其特征在于，所述磁鋼(2)的充磁方向及取向方向均與切邊平行或與偏心方向平行。12.根據權利要求7所述的電機轉子，其特征在于，所述護套(4)與所述磁鋼(2)和所述第二轉軸端件(3)均為過盈配合。13.根據權利要求8所述的電機轉子，其特征在于， 所述金屬合金為鈦合金或鎳基合金。14.一種電機，包括電機轉子，其特征在于，所述電機轉子為權利要求1至13中任一項所述的電機轉子。
【文檔編號】H02K1/27GK205647075SQ201620067147
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年1月22日
【發明人】賈金信, 胡余生, 劉健寧, 張芳, 張小波, 鐘成堡, 龔高, 田思園
【申請人】珠海格力節能環保制冷技術研究中心有限公司