CN104113153A - 电机及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电机技术领域，公开了一种电机及其制造方法。上述电机包括转子，转子包括转子铁芯和磁钢，磁钢设置有多个，各磁钢位于转子铁芯的外侧，转子铁芯设置有自转子铁芯外表面向转子凹陷的槽位，槽位设置于相邻的磁钢之间，槽位的底部相对磁钢的底面更靠转子的中心。上述制造方法包括以下步骤：包括以下步骤：制备定子和外侧面具有槽位的转子铁芯，于槽位内设置定位条，将磁钢贴于转子铁芯的外侧且使磁钢的侧面与定位条的侧面相贴。本发明提供的电机及其制造方法，其通过在转子铁芯上开设槽位，槽位处将产生较大的磁阻，可以显著地提高电机在高温输入大电流时的磁钢抗去磁能力；而且电机的性能好、寿命长。

Description

电机及其制造方法

技术领域

本发明属于电机技术领域，尤其涉及一种电机及其制造方法。

背景技术

目前，永磁电机分为磁钢标贴式和磁钢内置式两种，对于磁钢标贴式永磁电机，由于其本身特性而具有良好的被控制性能，而广泛的应用与工业控制、医疗机械、制药机械各行各业，由于行业的不同，对于这种永磁电机也提出了各种各样的要求，其中就电机本身来说，重要的指标为电机的功率密度（同样体积出力大小），宽的工作区间（电机最大运行的速度和输出的转矩）等。

在现行的趋势中，电机的体积越来越小，但是要求电机的输出转矩不变或者是增大，在材料性能没有大的改变的情况下，这意味着电机在大电流和高温下能够良好的工作，实现这样的要求，永磁电机在高温和大电流时工作，磁钢退磁问题就是制约电机的关键因素。

现有技术中的电机，如图1（a）至图1（d）所示，其磁钢2a贴于转子铁芯1a的外侧，例如专利号为：ZL201220308590.0的专利，其提供的电机中，磁钢固定于转子铁芯，没有设置抗去磁结构，电机在高温条件下、输入大电流（输出大转矩）时，永磁电机磁钢的退磁现象严重，影响电机的性能和寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了电机及其制造方法，其可提高电机的使用寿命。

本发明的技术方案是：一种电机，包括转子，所述转子包括转子铁芯和磁钢，所述磁钢设置有多个，各所述磁钢位于所述转子铁芯的外侧，所述转子铁芯设置有自转子铁芯外表面向所述转子中心凹陷的槽位，所述槽位设置于相邻的磁钢之间，所述槽位的底部相对所述磁钢的底面更靠所述转子铁芯的中心。

可选地，所述磁钢的端部延伸至所述槽位内。

可选地，所述槽位内设置有定位条；所述定位条为非导磁绝缘体，所述非导磁绝缘体凸出于所述槽位，且所述磁钢的侧壁与所述非导磁绝缘体凸出于所述槽位的侧壁相贴。

可选地，所述非导磁绝缘体的上端的两侧凸设有卡扣于所述磁钢上端的凸起部。

可选地，所述非导磁绝缘体采用塑胶或陶瓷材料制成。

可选地，所述磁钢的底面呈平面状，所述转子铁芯的外侧设置有多个与所述磁钢底面相贴的平面，所述槽位设置相邻的平面之间。

本发明还提供了一种电机的制造方法，包括以下步骤：制备定子和外侧面具有槽位的转子铁芯，于所述槽位内设置定位条，将所述磁钢贴于所述转子铁芯的外侧且使所述磁钢的侧面与所述定位条的侧面相贴，并使磁钢由所述槽位隔开。

可选地，于贴设于所述磁钢之后，将所述定位条从所述槽位中取出。

可选地，所述定位条为非导磁绝缘体。

可选地，所述槽位的底部相对所述磁钢的底面更靠所述转子的中心。

本发明提供的电机及其制造方法，其通过在转子铁芯上开设槽位，槽位处将产生较大的磁阻，电机引起的电枢反应所产生的磁场得以避开槽位，磁钢两端的由电枢反应所产生的磁场减弱，电机在高温大电流下的抗退磁能力将大大提高，这时电机的输出转矩变化不大，可以显著地提高电机在高温输入大电流时（高温输出大转矩）的磁钢抗去磁能力，电机的工作区间的扩大，满足了宽工作区域、恶劣环境条件下的要求；而且在相同的散热条件，电机的体积能做的更小，节省了电机的成本和节约了稀土资源，电机的性能好、寿命长。

附图说明

图1（a）是现有技术中转子的剖面示意图；

图1（b）是现有技术中转子的剖面示意图；

图1（c）是现有技术中转子的剖面示意图；

图1（d）是现有技术中转子的剖面示意图；

图2（a）是本发明实施例一提供的电机中转子的剖面示意图；

图2（b）是本发明实施例一提供的安装定位条的电机中转子的剖面示意图；

图3（a）是本发明实施例二提供的电机中转子的剖面示意图；

图3（b）是本发明实施例二提供的安装定位条的电机中转子的剖面示意图；

图4是本发明实施例三提供的电机中转子的剖面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2（a）和图2（b）所示，本发明实施例提供的一种电机，可为磁钢标贴式电机。上述电机包括定子（图中未示出）和转子10，转子10可转动设置于定子内。转子10包括转子铁芯1和磁钢2，磁钢2设置有多个，例如六个、八个、十个等。各磁钢2环位于转子铁芯1的外侧，转子铁芯1设置有自转子铁芯1外表面向所述转子10中心凹陷的槽位101，槽位101设置于相邻的磁钢2之间。槽位101的底部相对磁钢2的底面更靠所述转子10的中心。槽位101的底端可以低于磁钢2的底面，即槽位101的槽底低于磁钢2和转子铁芯1的接触面。这样，在相邻磁钢2之间的转子铁芯1上开一个较深的槽位101时，由于开设槽位101处将产生较大的磁阻，电机引起的电枢反应所产生的磁场得以避开槽位101，槽位101处的磁场弱，槽位101位于磁钢2的两端处，磁钢2两端的由电枢反应所产生的磁场减弱，而磁钢2两端由电枢反应所产生的磁场是退磁的重要原因，通过设置槽位101减弱由电枢反应所产生的磁场，电机在高温大电流下的抗退磁能力将大大提高，电机在高温条件下、输入大电流（输出大转矩）时，永磁电机磁钢的基本无退磁现象，而且，槽位101可以避免涡流的形成，电机损耗小、效率高，电机的输出转矩变化不大，保证电机的性能和寿命。

具体地，如图2（a）和图2（b）所示，槽位101可轴向贯通于转子铁芯1的两端，即槽位101从转子铁芯1的一端延伸至另一端。

具体地，如图2（a）和图2（b）所示，槽位101的横截面可呈梯形，三角形、半圆形等合适形状。

具体地，如图2（a）和图2（b）所示，转子铁芯1可为整体式的实体或转子冲片叠压轴，磁钢2为下底面为呈平面状，其上端可呈弧形，整体呈面包状。

具体地，如图2（a）和图2（b）所示，槽位101内可以设置有定位条，在安装磁钢2时，磁钢2的侧面可以抵于定位条的侧面，以便于磁钢2的安装。定位条可为非导磁绝缘体3。非导磁绝缘体3可采用塑料、陶瓷等材料制成。

若定位条于磁钢2安装后取出，定位条也可采用导磁材料制成。

具体地，如图2（a）和图2（b）所示，非导磁绝缘体3凸出于槽位101，且磁钢2的侧壁与非导磁绝缘体3凸出于槽位101的侧壁相贴，以便于磁钢2的安装、定位。当完成对磁钢2的定位和安装后，用于定位的非导磁绝缘体3可以保留于槽位101内，也可以将非导磁绝缘体3从槽位101内取出。

本实施例中，如图2（a）和图2（b）所示，磁钢2的底面呈平面状，转子铁芯1的外侧设置有多个与磁钢2底面相贴的平面，槽位101设置相邻的平面之间。本实施例中，磁钢2为面包型磁钢，当然，也可为瓦片型磁钢等。瓦片型磁钢成本较高，面包型磁钢转子10结构容易退磁，本发明中，通过设置槽位101，解决了面包型磁钢转子容易退磁这一技术问题。

经有限元软件分析及实验验证，在磁钢2间的转子铁芯1上开一个底端深于磁钢2底面的槽位101时，电机在高温大电流下的抗退磁能力将大大提高，这时电机的输出转矩变化不大，可以显著地提高电机在高温输入大电流时（高温输出大转矩）的磁钢2抗去磁能力，这就意味着电机的工作区间的扩大，满足了宽工作区域、恶劣环境（高温环境）条件下的要求；在相同的散热条件，电机的体积能做的更小，节省了电机的成本和节约了稀土资源。

本发明实施例还提供了上述电机的制造方法，包括以下步骤：制备定子和外侧面具有槽位101的转子铁芯1，于所述槽位101内设置定位条，将磁钢2贴于转子铁芯1的外侧且使所述磁钢2的侧面与所述定位条的侧面相贴，并使磁钢2由槽位101隔开。转子铁芯1可为实心式转子铁芯，也可采用冲片叠压而成。

具体地，于贴设于所述磁钢2之后，将所述定位条从所述槽位101中取出，若定位条不保留于转子铁芯1，那么所述定位条为非导磁绝缘体，即定位条可以采用导磁材料制成。

可选地，槽位101的底部相对磁钢2的底面更靠转子10的中心，进一步提高了抗退磁的效果。

具体地，定位条可为凸出于槽位101的非导磁绝缘体3，将磁钢2的侧面与非导磁绝缘体3凸出于槽位101的侧壁相贴。先放入非导磁绝缘体3进转子铁芯1固定，用来给磁钢2定位，然后粘贴磁钢2，等磁钢2固定好以后，用来定位的非导磁绝缘体3可以保留或取出（取出时非导磁绝缘体3不用胶水粘接），而后根据所选取的胶水的强度，可以考虑包扎或不包扎。具体应用中，可选用碳纤维、非导磁不锈钢等材质对磁钢2进行包扎，以避免其在高速运转中脱落。

实施例二：

与实施例一提供的电机中槽位不同，本实施例中，如图3（a）和图3（b）所示，磁钢2的端部延伸至槽位101内。转子10’的转子铁芯1’上的槽位101’的宽度可以大于相邻磁钢2’的间隙，槽位101’开口的宽度较大，使槽位101’延伸至磁钢2’的底部，进一步减弱了磁钢2’两端边角处由于电枢反应所形成的磁场的强度，更有效避免磁钢2’的退磁。

实施例三：

与实施例一、二提供的电机中非导磁绝缘体的形状不同，本实施例中，如图4所示，转子10’’的转子铁芯1’’上的槽位设置有非导磁绝缘体3’’，非导磁绝缘体3’’的上端的两侧凸设有卡扣于磁钢2’’上端的凸起部31’’，非导磁绝缘体3’’的截面大致呈“T”字形，利于提高磁钢2’’的结构可靠性。具体应用中，非导磁绝缘体3’’的形状可根据实际情况设定。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机，包括转子，所述转子包括转子铁芯和磁钢，所述磁钢设置有多个，各所述磁钢位于所述转子铁芯的外表面，其特征在于，所述转子铁芯设置有自所述转子铁芯外表面向所述转子中心凹陷的槽位，所述槽位设置于相邻的磁钢之间，所述槽位的底部相对所述磁钢的底面更靠所述转子的中心。

2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述磁钢的端部延伸至所述槽位内。

3.如权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述槽位内设置有定位条；所述定位条为非导磁绝缘体，所述非导磁绝缘体凸出于所述槽位，且所述磁钢的侧壁与所述非导磁绝缘体凸出于所述槽位的侧壁相贴。

4.如权利要求3所述的电机，其特征在于，所述非导磁绝缘体的上端的两侧设有卡扣所述磁钢上端的凸起部。

5.如权利要求3所述的电机，其特征在于，所述非导磁绝缘体采用塑胶或陶瓷材料制成。

6.如权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述磁钢的底面呈平面状，所述转子铁芯的外侧设置有多个与所述磁钢底面相贴的平面，所述槽位设置相邻的平面之间。

7.一种电机的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：制备定子和外侧面具有槽位的转子铁芯，于所述槽位内设置定位条，将磁钢贴于所述转子铁芯的外侧且使所述磁钢的侧面与所述定位条的侧面相贴，并使所述磁钢由所述槽位隔开。

8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，于贴设于所述磁钢之后，将所述定位条从所述槽位中取出。

9.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述定位条为非导磁绝缘体。

10.如权利要求7至9中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述槽位的底部相对所述磁钢的底面更靠所述转子的中心。