CN108566003B - 一种内置径向式永磁转子结构 - Google Patents
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Abstract
一种内置径向式永磁转子结构，包括转轴、套在转轴上转子铁芯，转子铁芯至少由2段铁芯段经笼条和端环连接形成一整体，各铁芯段包括空心转子段、装于空心转子段上的至少2对极的永磁体，相邻两铁芯段的永磁体的磁极相同，空心转子段由多片转子冲片叠加而成；笼条包括多个笼条一、两条以上笼条二，笼条一的截面为圆形，笼条二的截面由圆形部、与圆形部相连的长方形部；笼条一位于相邻两笼条二的圆形部之间，永磁***于与相邻两笼条二的长方形部之间。笼条二的长方形部分为隔磁条，对左右两块永磁体进行隔磁，替代传统的空气气隙隔磁，有效地起到了对相邻永磁体进行隔磁的目的。本发明具有结构紧凑、功率密度大、性能可靠、使用寿命长的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种永磁转子结构。
背景技术
永磁同步电动机按转子上有无起动绕组，可分为无起动绕组的电动机和有起动绕组的电动机，前者常称为调速永磁同步电动机，后者常称为异步起动永磁同步电动机。异步起动永磁电动机既可用于调速运行又可在某一频率和电压下利用起动绕组所产生的异步转矩起动，当使于频率可调、要求起动转矩较大的传动***时，形成一台具有阻尼（起动）绕组的调速永磁同步电动机。
按照永磁体在转子位置的不同，永磁同步电动机的转子磁路结构图一般可分为三种：表面式、内置式和爪极式。表面式转子磁路结构和爪极式转子磁路结构的永磁转子制造工艺简单、成本低，应用较为广泛，但因转子表面无法安放起动绕组，无异步起动能力，不能用于异步起动永磁同步电动机。
内置式转子磁路结构中，永磁体通常位于转子内部，永磁体外表面与定子铁芯内圆之间有铁磁物质制成的极靴中，极靴中有导电体起阻尼和起动作用，动、稳态性能好，广泛应用于要求有异步起动能力的永磁同步电动机。
内置式转子磁路结构又可分为混合式、切向式和径向式。混合式转子磁路结构需采用较多的隔磁磁桥进行隔磁，制造工艺复杂，同时转子冲片的机械强度也有所下降。切向式转子磁路结构可得到更大的每极磁通，但漏磁系数较大，一般采用轴向***永磁体的安装方式时，由于转子端环尺寸的影响，永磁体的径向高度受到一定的限制，这样会使电机的体积增加，电动机的制造工艺和制造成本较高。
径向式转子磁路结构将永磁体沿轴向***永磁体槽，并通过隔磁磁桥的空气气隙来限制漏磁通，工艺简单，但存在隔磁磁桥占用冲片空间尺寸，导致电机体积增大，成本增加。隔磁磁桥宽度越小，越能限制漏磁通，但会使冲片机械强度变差，隔磁磁桥的长度也要保证一定的尺寸，否则磁桥的隔磁效果将明显下降。隔磁磁桥的隔磁能力与转子铁芯的机械强度成反比，即隔磁能力越强，其机械强度越差。尤其当电动机极数较多时，隔磁磁桥会占用较大的尺寸空间，转子铁芯的机械强度差，同时还减少了径向式永磁体的安装尺寸，导致永磁体不能提供足够的每极磁通，最终导致电机体积增大，成本增加、功率密度减少。
发明内容
本发明的目的在于克服内置式转子磁路径向式结构现有技术的上述不足而提供一种结构紧凑、功率密度大、性能可靠、使用寿命长的异步起动永磁同步电动机磁钢内置径向式永磁转子结构。
本发明的技术方案在于：包括转轴、套在转轴上转子铁芯，转子铁芯至少由2段铁芯段经笼条和端环连接形成一整体，各铁芯段包括空心转子段、装于空心转子段上的至少2对极的永磁体，相邻两铁芯段的永磁体的磁极相同，空心转子段由多片转子冲片叠加而成；所述端环位于转子铁芯两端，笼条贯穿转子铁芯，端环和笼条将转子铁芯固定成一整体；
所述笼条包括多个笼条一、两条以上笼条二，所述笼条一的截面为圆形，所述笼条二的截面由圆形部、与圆形部相连的长方形部组成；笼条一位于相邻两笼条二的圆形部之间，永磁***于相邻两笼条二的长方形部之间。
所述笼条一、笼条二均匀分布。
所述转子冲片上设有转轴安装孔、固定棒孔一、与笼条相对应的安装孔一、安装孔二，中间转子隔片上设有转轴安装孔、固定棒孔二、与笼条相对应的安装孔三、四，固定棒插装于固定棒孔一、固定棒孔二中；所述安装孔一的截面为圆形孔部、与圆形孔部相连通的长方形孔部，转子铸铝时圆形及长方形部分均充满铝。安装孔二的截面为圆形孔，所述安装孔三的结构与安装孔一的结构相同，所述安装孔四的结构与安装孔二的结构相同。端环与笼条的材料可以用铝。
所述永磁体的截面为圆弧形。
所述转子冲片上还设有圆弧形永磁体安装槽，永磁体沿轴向***圆弧形永磁体安装槽。
所述转子铁芯两端分别设有端部转子挡片，相邻两铁芯段之间设有中间转子隔片。
所述固定棒插装于铁芯段、端部转子挡片、中间转子隔片上。
所述固定棒两端与端部转子挡片铆接。
本发明通过特殊设计转子冲片和转子隔片上的两种铸铝笼条尺寸及形状，转子铸铝完成后，笼条二上方为圆柱体，下方为长方体，上下相通。笼条一为圆柱体。所有笼条起到提高永磁同步电动机异步起动的能力，增大起动时起动转矩。笼条二在起到提高永磁同步电动机异步起动能力的同时，笼条二的长方形部分铸铝条为隔磁条，对左右两块永磁体进行隔磁，替代传统的空气气隙隔磁，有效地起到了对相邻永磁体进行隔磁的目的。这种隔磁方式采用铸铝时一次性地将笼条和隔磁条同时铸出，增强转子铁芯的整体机械强度。同时相邻永磁体共用一个铸铝条进行隔磁，可以减少相邻永磁体各自隔磁磁桥的宽度和长度，有效地减少径向式转子磁路结构的漏磁通，减少漏磁系数，为永磁体提供更大的安装空间，提高电动机的功率密度。通过转子隔片以及固定棒的设计、装配，增强了永磁转子的机械强度。本发明径向式永磁转子结构通过铸铝端环以及铸铝笼条将转子铁芯压紧成一实体，这种结构通过增加分段转子冲片与转子隔片的摩擦力以克服转子旋转时转子冲片以及永磁体的离心力的同时，还增加电机的起动转矩，提高了电机的起动性能，适宜用于要求起动转矩大的负载工况。用固定棒拉紧铁芯，增强转子机械强度，同时结构简单，便于安装。
附图说明
图1是转子冲片示意图。
图2是转子隔片示意图。
图3是转子铁芯的结构示意图。
图4是图3的剖视图。
图5是本发明的结构示意图。
具体实施方式
图1中，转子冲片3上有四个内置径向式永磁体槽，外圆均布有16个圆形笼条孔和4个异形笼条孔，该4个异形笼条孔上方为圆形，下方为长方形，上下相通。此结构将4个长方形隔磁磁桥与圆形笼条设计为一体，能提供更大的永磁体空间，提高电动机的功率密度，同时铸铝时一次性地将笼条和隔磁条同时铸出，减少了工艺流程，增强转子铁芯的机械强度。冲片中间均布四个圆孔，用于通过固定棒4，固定棒4将转子冲片3、转子隔片2固定在一体，增强了转子铁芯10的机械强度。转子冲片3采用导磁性能良好的铁磁材料制成。
图2中，转子隔片2外圆均布有16个圆形笼条孔和4个异形笼条孔，该4个异形笼条孔上方为圆形，下方为长方形，上下相通。中间均布四个圆孔，用于通过固定棒4。转子隔片2与转子冲片结构相似，只是没有加工四个内置径向式永磁体槽，转子隔片2采用非导磁材料，将转子铁芯10隔离成二段转子单元，转子隔片2加强转子结构的强度的同时还将永磁体5隔离，减少径向式转子磁路结构的漏磁通，降低漏磁系数。
图3、4中，转子冲片3平均叠压为二段，每段之间由转子隔片2分开。转子冲片3中20个笼条孔采用铸铝笼条，铸铝完成后转子各部件通过16个铸铝笼条1、4个铸铝笼条6和铸铝端环8成为一个坚固的整体，这种结构在增加分段转子单元与转子隔片的摩擦力以克服转子旋转时转子冲片以及永磁体的离心力的同时，还增加电机的起动转矩，提高了电机的起动性能，适宜用于要求起动转矩大的负载工况。沿轴向方向将永磁体5从转子铁芯10的两端依次放入永磁体槽中。将固定棒4轴向依次穿过转子挡片9、转子铁芯10、转子挡片9，两端与转子挡片9铆紧。此结构能加强转子的机械强度，适用于高速旋转的转子，结构简单，便于安装，保证电机的可靠运行。
图5中，转轴7采用不锈钢，转子铁芯10直接套在转轴上，组成一种异步起动永磁同步电动机永磁转子结构。
实施过程如下：
按图1、图2加工转子冲片3及转子隔片2，按图3所示将转子冲片平均叠压为二段，每段之间由转子隔片2分开。
叠压完成后，进行铸铝工艺处理。转子冲片3中笼条孔采用铸铝笼条，铸铝完成后转子单元与转子隔片通过铸铝端环8、16个铸铝笼条1及4个铸铝笼条6成为一个坚固的整体。
沿轴向方向将永磁体5从转子铁芯10的两端依次放入永磁体槽中。
将固定棒4轴向依次穿过转子挡片9、转子铁芯10、转子挡片9，两端与转子挡片9铆紧。固定棒4用以加强转子的机械强度，适宜于高速旋转的转子，保证电机的可靠运行。
转轴7采用不锈钢材料，转子铁芯10直接套在转轴上，结构简单，组成一种异步起动永磁同步电动机永磁转子结构。
Claims (6)
1.一种内置径向式永磁转子结构，其特征在于：包括转轴（7）、套在转轴上转子铁芯（10），转子铁芯（10）至少由2段铁芯段经笼条和端环连接形成一整体，各铁芯段包括空心转子段、装于空心转子段上的至少2对极的永磁体，相邻两铁芯段的永磁体的磁极相同，空心转子段由多片转子冲片（3）叠加而成；所述端环位于转子铁芯两端，笼条贯穿转子铁芯，端环和笼条将转子铁芯固定成一整体；
所述笼条包括多个笼条一、两条以上笼条二，所述笼条一的截面为圆形，所述笼条二的截面由圆形部、与圆形部相连的长方形部组成；笼条一位于相邻两笼条二的圆形部之间，永磁***于相邻两笼条二的长方形部之间；
所述笼条一、笼条二均匀分布；
所述转子冲片（3）上设有转轴安装孔、固定棒孔一、与笼条相对应的安装孔一、安装孔二，中间转子隔片上设有转轴安装孔、固定棒孔二、与笼条相对应的安装孔三、四，固定棒（4）插装于固定棒孔一、固定棒孔二中；所述安装孔一的截面为圆形孔部、与圆形孔部相连通的长方形孔部，安装孔二的截面为圆形孔，所述安装孔三的结构与安装孔一的结构相同，所述安装孔四的结构与安装孔二的结构相同。
2.根据权利要求1所述的内置径向式永磁转子结构，其特征在于：所述永磁体的截面为圆弧形。
3.根据权利要求2所述的内置径向式永磁转子结构，其特征在于：所述转子冲片（3）上还设有圆弧形永磁体安装槽，永磁体沿轴向***圆弧形永磁体安装槽。
4.根据权利要求1所述的内置径向式永磁转子结构，其特征在于：所述转子铁芯（10）两端分别设有端部转子挡片（9），相邻两铁芯段之间设有中间转子隔片（2）。
5.根据权利要求4所述的内置径向式永磁转子结构，其特征在于：固定棒（4）插装于铁芯段、端部转子挡片、中间转子隔片上。
6.根据权利要求5所述的内置径向式永磁转子结构，其特征在于：所述固定棒（4）两端与端部转子挡片铆接。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
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| CN104184284A (zh) * | 2014-01-25 | 2014-12-03 | 赵晓东 | 双磁路异步起动永磁同步电动机转子 |
| CN205356108U (zh) * | 2016-01-22 | 2016-06-29 | 尚勤贵 | 自启动永磁同步电动机的转子 |
| CN207304196U (zh) * | 2017-09-19 | 2018-05-01 | 襄阳航力机电技术发展有限公司 | 一种内置径向式永磁转子结构 |
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