CN109617277A - 永磁电机转子斜极方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了永磁同步电机技术领域内的永磁电机转子斜极方法，包括以下步骤：A、在转子的转轴上设置非对称的多个键槽；B、用转子冲片组成多段转子铁芯，选每两段转子铁芯为一对，选偶数对转子铁芯为一组；C、将偶数组转子铁芯对称安装在转轴上，且每对的两段转子铁芯安装在同一键槽内；D、每组中将相邻两对转子铁芯之间偏转一定角度。本发明可以削弱齿谐波，改善电机齿槽转矩，和转矩脉动，改善现有永磁电机使用过程中存在的齿槽转矩带来的不良影响。
Description
技术领域
本发明涉及永磁同步电机技术领域，具体涉及一种永磁电机转子斜极方法。
背景技术
永磁电机与传统励磁电机相比具有结构简单、损耗小、功率因数高、效率高、功率密度高、起动力矩大、温升低、轻量化等显著特点。随着稀土永磁材料(特别是钕铁硼永磁材料)磁性能的不断提高和完善以及价格的逐步降低，永磁电机研究开发逐步成熟，使永磁电机在国防、工农业生产和日常生活等方面获得了越来越广泛的应用。
与其他类型的电机不同，永磁同步电机的主磁场由固定在转子上按一定规律分布的永磁体产生，为提高永磁体的利用效率，制造结构紧凑的电机，往往气隙较小，因此气隙磁密分布受定子槽的影响较大。这对电机运行而言引来了齿槽转矩，使输出转矩不平稳，会引起转速的波动、电机振动与噪声。尤其在变速驱动时，如果齿槽转矩的频率接近***的固有频率，会引起共振，增加噪声。对电机供电而言造成反电势谐波加重，导致功率因素降低。
发明内容
本发明意在提供永磁电机转子斜极方法，以改善现有永磁电机使用过程中存在的齿槽转矩带来的不良影响。
为达到上述目的，本发明的基础技术方案如下：永磁电机转子斜极方法，包括以下步骤：
A、在转子的转轴上设置非对称的多个键槽；
B、用转子冲片组成多段转子铁芯，选每两段转子铁芯为一对，选偶数对转子铁芯为一组；
C、将偶数组转子铁芯对称安装在转轴上，且每对的两段转子铁芯安装在同一键槽内；
D、每组中将相邻两对转子铁芯之间偏转一定角度。
本方案的原理是：采用转子铁芯分段斜极的方式，使得齿谐波在其360°电角度范围内均匀分布为多个矢量，从而最大程度的削弱齿谐波电势和齿槽转矩。多个非对称的键槽用于多段转子铁芯在转轴上呈不同角度的安装以形成转子斜极角，将转子铁芯成组、成对分配便于在转轴上成对称分布，进而使得多段转子铁芯对应的矢量在360°电角度内均匀分布。
本方案的优点是：利用转轴上设置不对称的键槽将转子铁芯在转轴上形成分段斜极，实现转子斜极目的，可有效削弱齿槽转矩和齿谐波；采用对称安装的偶数组、每组为偶数对、每对为两个转子铁芯使得转轴两端因转子铁芯产生的轴向附加力可相互抵消，既消除齿槽转矩，也消除附加轴向力，降低噪音和振动。
进一步，步骤C中每对转子铁芯中一段转子铁芯相对另一段转子铁芯沿键槽中心线翻转安装。作为优选这样对齿槽转矩的消除效果更好。
进一步，步骤B中在每段转子铁芯的轴孔内壁上的同一位置加工记号槽，步骤C中用记号槽的位置标记引导每段转子铁芯在转轴上的安装位置。作为优选采用这样的方式更便于准确的进行转子铁芯的安装，便于对永磁电机转子斜极结果进行检查。
进一步，步骤C中采用两组转子铁芯，每组用两对转子铁芯，使得转轴上并排有八段转子铁芯。理论上转子分段数越多，斜极的效果越好，然而增加分段数会假打工艺生产的复杂程度，降低电机的可靠性，作为优选采用上述转子铁芯的数量在满足电机性能要求的同时具有较好的工艺操作性。
进一步，步骤C中从转轴远离旋转变压器的一端开始安装转子铁芯，第一段转子铁芯安装后其上的记号槽位于其安装的键槽的左侧。作为优选方案，这样对第一段转子铁芯的安装作为其他转子铁芯安装的基准，可对后续转子铁芯的安装进行引导。
进一步，第二段转子铁芯的安装以第一段转子铁芯为基准，第二段转子铁芯以第一段转子铁芯安装的键槽的中心线翻转一面后与第一段转子铁芯安装在同一条键槽内，第二段转子铁芯上的记号槽位于其安装的键槽的右侧。作为优选这样设置第二段转子铁芯与第一段转子铁芯以同一键槽的中心线翻转对称，利用键槽在转轴上的不对称性使得第一段转子铁芯与第二段转子铁芯之间产生偏转形成斜极。
进一步，第三段转子铁芯以第一段转子铁芯为基准旋转176.25°，安装在转轴上另一键槽内，第三段转子铁芯上的记号槽位于其安装的键槽的左侧。作为优选这样保持以第一段转子铁芯为基准，以确定的角度进行第三段转子铁芯的斜极，使得形成的转子斜极具有一定的连续性，具有更好的齿槽转矩消除效果。
进一步，第四段转子铁芯的安装以第三段转子铁芯为基准，第四段转子铁芯以第三段转子铁芯安装的键槽的中心线翻转一面后与第三段转子铁芯安装在同一条键槽内，第四段转子铁芯上的记号槽位于其安装的键槽的右侧。作为优选这样第四段转子铁芯与第三段转子铁芯以同一键槽的中心线翻转对称，利用键槽在转轴上的不对称性使得第一段转子铁芯与第二段转子铁芯之间产生偏转形成斜极。
进一步，第五段转子铁芯的安装重复第四段转子铁芯的安装步骤，第六段转子铁芯的安装重复第三段转子铁芯的安装步骤，第七段转子铁芯的安装重复第二段转子铁芯的安装步骤，第八段转子铁芯的安装重复第一段转子铁芯的安装步骤。作为优选这样采用同样的安装方式进行第五、六、七、八段转子铁芯的安装，以第四段转子铁芯和第五段转子铁芯之间的间隙对称分布两组转子铁芯，两组转子铁芯共同形成类似V型的斜极结构，八个转子铁芯在转轴上呈相反倾斜方向，产生的附加轴向力相互抵消，既消除齿槽转矩，也消除附加脉动轴向力，降低了噪声与振动，且转子铁芯的冲片为相同规格，加工方便，便于控制成本。
附图说明
图1为本发明实施例中安装转子铁芯后的转轴的主视图；
图2为图1中A-A方向的剖视图；
图3为图1中B-B方向的剖视图；
图4为图1中C-C方向的剖视图；
图5为图1中D-D方向的剖视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：转子铁芯1、转轴2、键槽3、记号槽4。
实施例基本如附图1所示：永磁电机转子斜极方法，包括以下步骤：
A、在转子的转轴2上加工非对称的两个键槽3；
B、用转子冲片组成八段转子铁芯1，每段转子铁芯1均为圆筒状，选每两段转子铁芯1为一对，选两对转子铁芯1为一组，在每段转子铁芯1的轴孔内壁的同一位置加工记号槽4，记号槽4为半圆槽；
C、将两组转子铁芯1对称安装在转轴2上，且每对的两段转子铁芯1安装在同一键槽3内；
C-1、结合图2所示，从转轴2左端开始安装转子铁芯1，第一段转子铁芯1安装后其上的记号槽4位于其安装的键槽3的左上侧；
C-2、结合图3所示，第二段转子铁芯1的安装以第一段转子铁芯1为基准，第二段转子铁芯1以第一段转子铁芯1安装的键槽3的中心线翻转一面后与第一段转子铁芯1安装在同一条键槽3内，第二段转子铁芯1上的记号槽4位于其安装的键槽3的左下侧；
C-3、结合图4所示，第三段转子铁芯1以第一段转子铁芯1为基准旋转176.25°，安装在转轴2上另一键槽3内，第三段转子铁芯1上的记号槽4位于其安装的键槽3的右下侧；
C-4、结合图5所示，第四段转子铁芯1的安装以第三段转子铁芯1为基准，第四段转子铁芯1以第三段转子铁芯1安装的键槽3的中心线翻转一面后与第三段转子铁芯1安装在同一条键槽3内，第四段转子铁芯1上的记号槽4位于其安装的键槽3的右上侧；
C-5、结合图1所示，第五段转子铁芯1的安装重复第四段转子铁芯1的安装步骤，第六段转子铁芯1的安装重复第三段转子铁芯1的安装步骤，第七段转子铁芯1的安装重复第二段转子铁芯1的安装步骤，第八段转子铁芯1的安装重复第一段转子铁芯1的安装步骤；
D、转子装配完毕后，用减重法校动平衡，转子铁芯1位刷铁红防锈漆，在转轴2轴承位、油封位涂防锈油。
Claims (9)
1.永磁电机转子斜极方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、在转子的转轴上设置非对称的多个键槽；
B、用转子冲片组成多段转子铁芯，选每两段转子铁芯为一对，选偶数对转子铁芯为一组；
C、将偶数组转子铁芯沿转轴中部的径向面对称安装在转轴上，且每对的两段转子铁芯安装在同一键槽内；
D、将每组中相邻两对转子铁芯之间偏转角度。
2.根据权利要求1所述的永磁电机转子斜极方法，其特征在于：所述步骤C中将每对的两段转子铁芯安装在同一键槽内的步骤中每对转子铁芯中一段转子铁芯相对另一段转子铁芯沿键槽中心线翻转安装。
3.根据权利要求2所述的永磁电机转子斜极方法，其特征在于：所述步骤B中在每段转子铁芯的轴孔内壁上的同一位置加工记号槽，所述步骤C中用记号槽的位置标记引导每段转子铁芯在转轴上的安装位置。
4.根据权利要求3所述的永磁电机转子斜极方法，其特征在于：所述步骤C中采用两组转子铁芯，每组用两对转子铁芯，使得转轴上并排有八段转子铁芯。
5.根据权利要求4所述的永磁电机转子斜极方法，其特征在于：所述步骤C中从转轴远离旋转变压器的一端开始安装转子铁芯，第一段转子铁芯安装后其上的记号槽位于其安装的键槽的左侧。
6.根据权利要求5所述的永磁电机转子斜极方法，其特征在于：第二段转子铁芯的安装以第一段转子铁芯为基准，第二段转子铁芯以第一段转子铁芯安装的键槽的中心线翻转一面后与第一段转子铁芯安装在同一条键槽内，第二段转子铁芯上的记号槽位于其安装的键槽的右侧。
7.根据权利要求6所述的永磁电机转子斜极方法，其特征在于：第三段转子铁芯以第一段转子铁芯为基准旋转176.25°，安装在转轴上另一键槽内，第三段转子铁芯上的记号槽位于其安装的键槽的左侧。
8.根据权利要求7所述的永磁电机转子斜极方法，其特征在于：第四段转子铁芯的安装以第三段转子铁芯为基准，第四段转子铁芯以第三段转子铁芯安装的键槽的中心线翻转一面后与第三段转子铁芯安装在同一条键槽内，第四段转子铁芯上的记号槽位于其安装的键槽的右侧。
9.根据权利要求8所述的永磁电机转子斜极方法，其特征在于：第五段转子铁芯的安装重复第四段转子铁芯的安装步骤，第六段转子铁芯的安装重复第三段转子铁芯的安装步骤，第七段转子铁芯的安装重复第二段转子铁芯的安装步骤，第八段转子铁芯的安装重复第一段转子铁芯的安装步骤。
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