专利名称：同步电动机双层聚磁式转子及其安装方法
技术领域：
本发明涉及一种同步电动机双层聚磁式转子及其安装方法，属于永磁同步电动机技术领域。
背景技术：
横向磁通永磁同步电动机是一种新型结构的电机，较普通永磁同步电动机，具有较高的气隙磁通密度，能产生较高的功率密度。相同外形尺寸，该类型电机能输出更大的功率。
传统同步电机是在转子铁芯上绕线圈，线圈通电励磁产生磁场。随着永磁材料的快速发展，越来越多的电机采用永磁体作为励磁源，尤其同步电机，永磁材料励磁应用最为广泛。
四极永磁同步电机转子结构，嵌放于转子中的永磁体，其充磁磁场的取向沿径向，类似该种安放磁体的结构称之为“平板式”安装。
它具有以下特点1、结构简单，易于安排工艺及生产；2、嵌放于转子铁芯内的磁体，不会因转子的旋转而飞逸脱落，较安全可靠。
但“平板式”安装结构方式，由于在磁体的充磁取向方向上进行直接励磁，而永磁体的表面磁感应强度有限，因此在多极电机，尤其是要求较高气隙磁通密度以产生高功率密度时，存在无法弥补的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同步电动机双层聚磁式转子及其安装方法，该转子，使用相同的永磁体，通过合理的几何及尺寸安排，可以克服永磁材料表面磁感应强度的局限，最大程度提高电机的气隙磁通量，电机的功率密度得以增高。
为达到上述目的，本发明的技术方案是同步电动机双层聚磁式转子包括转子铜盘、铁芯磁极及永磁体。其结构用内外层各5只铁芯磁极，4块永磁体示意。与“平板式”安装不同的是，“聚磁式”的结构，磁体的充磁取向为圆周切线方向，两块相邻的磁体同极性相对放置。与C12磁极铁芯相贴的左右均为两块永磁体的S极面，而与C13磁极铁芯相贴的左右均为两块永磁体的N极。按上述规则交替排列，每层转子自然形成60对N、S极。内层同理，只不过在同一角度上，内外层的磁极，其极性正好相反。如外层的C12为S极，而同一相位角上的内层C22则为N极。
上述转子的安装方法先将某相外层的120只磁极铁芯固定于转子铜盘上，再嵌入模拟磁块(尺寸完全等同于永磁体的非导磁材料块)；隔块置换嵌放入永磁体并用强力胶固化(一圈60块磁体)采用特别的方法，嵌放同圈另外60块磁体。由于强大的推斥力，须用特定的工装，保证相邻磁体可靠嵌入并固定；在保证机械尺寸及磁极极性无误后，拧开固定磁极铁芯的螺钉，压上固定圈并重新将螺钉拧紧；其它几层安装基本与上述的相同。
本发明的有益效果“聚磁式”结构使用相同的永磁体，通过合理的几何及尺寸安排，可以克服永磁材料表面磁感应强度的局限，最大程度提高电机的气隙磁通量，电机的功率密度得以增高，从而使同等功率的电机，其外形尺寸更小。其次，它更适用于超低速，大扭矩的工况。
图1为四极永磁同步电动机转子结构示意图；图2为同步电动机双层聚磁式转子结构示意图；图3为同步电动机双层聚磁式转子安装方法的流程图。
具体实施例方式
以下结合附图和实施例对本发明同步电动机双层聚磁式转子和安装方法作比较详细的说明。
参照图1，这是四极永磁同步电动机转子结构示意图。
嵌放于转子中的永磁体，其充磁磁场的取向沿径向，类似该种安放磁体的结构称之为“平板式”安装。
以上为现有技术的同步电动机转子结构的状况。
参照图2，这是同步电动机双层聚磁式转子结构示意图。
如图所示，永磁体1、转子铜盘2、外层转子磁极3、内层转子磁极4、N极面5、S极面6。
该电动机有60对极，沿轴向左右各一相，每相定子有三层，转子二层，组成四层气隙。
电机的转子包括转子铜盘、铁芯磁极及永磁体。其结构内外层各5只铁芯磁极，4块永磁体(，每相每层由120只磁极铁芯及120块永磁体组成)。与“平板式”安装不同的是，采用“聚磁式”安装方式的结构，磁体的充磁取向为圆周切线方向，两块相邻的磁体同极性相对放置。与C12磁极铁芯相贴的左右均为两块永磁体的S极面，而与C13磁极铁芯相贴的左右均为两块永磁体的N极。按如此规则交替排列，每层转子自然形成60对N、S极。内层同理，只不过在同一角度上，内外层的磁极，其极性正好相反。如外层的C12为S极，而同一相位角上的内层C22则为N极。
“聚磁式”结构的特点在于，使用相同的永磁体，通过合理的几何及尺寸安排，可以克服永磁材料表面磁感应强度的局限，最大程度提高电机的气隙磁通量，电机的功率密度得以增高，从而使同等功率的电机，其外形尺寸更小。其次，它更适用于超低速，大扭矩的工况。
安装工艺特点由于同层相邻的磁体极性相同磁力相斥及内外层同相角的磁体极性相异磁力相吸，加之采用的是高磁能积强磁体，必须采取特殊的安装工艺。该工艺步骤如下第一步，将某相外层的120只磁极铁芯固定于转子铜盘上，再嵌入模拟磁块(尺寸完全等同于永磁体的非导磁材料块)；第二步，隔块置换嵌放入永磁体并用强力胶固化(一圈60块磁体)，采用特别的方法，嵌放同圈另外60块磁体，由于强大的推斥力，须用特定的工装，保证相邻磁体可靠嵌入并固定；第三步，在保证机械尺寸及磁极极性无误后，拧开固定磁极铁芯的螺钉，压上固定圈并重新将螺钉拧紧。
其它几层安装基本相同。
虽然本发明已参照上述的实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员，应当认识到以上的实施例仅是用来说明本发明，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本发明，所以并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述的实施例的变化、变形都将落入本发明权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种同步电动机双层聚磁式转子，包抬转子铜盘(2)、铁芯磁极(2)及永磁体(1)，其特征在于所述的铁芯磁极(2)分为内层转子磁极(4)和外层转子磁极(3)，其结构为每相每层由120只磁极铁芯及120块永磁体，每相两层。
2.如权利要求1所述的同步电动机双层聚磁式转子，其特征在于所述的磁体，磁体的充磁取向为圆周切线方向，两块相邻的磁体同极性相对放置，与C12磁极铁芯相贴的左右均为两块永磁体的S极面，而与C13磁极铁芯相贴的左右均为两块永磁体的N极。
3.如权利要求1所述的同步电动机双层聚磁式转子安装的工艺方法，其特征在于所述的工艺方法包括下述步骤第一步，将某相外层的120只磁极铁芯固定于转子铜盘上，再嵌入模拟磁块(尺寸完全等同于永磁体的非导磁材料块)；第二步，隔块置换嵌放入永磁体并用强力胶固化(一圈60块磁体)，采用特别的方法，嵌放同圈另外60块磁体，由于强大的推斥力，须用特定的工装，保证相邻磁体可靠嵌入并固定；第三步，在保证机械尺寸及磁极极性无误后，拧开固定磁极铁芯的螺钉，压上固定圈并重新将螺钉拧紧。其它几层安装基本相同。
全文摘要
本发明涉及一种同步电动机双层聚磁式转子，包括转子铜盘、铁芯磁极及永磁体。其结构是内外层各5只铁芯磁极，4块永磁体示意。与“平板式”安装不同的是，“聚磁式”的结构，磁体的充磁取向为圆周切线方向，两块相邻的磁体同极性相对放置。与C12磁极铁芯相贴的左右均为两块永磁体的S极面，而与C13磁极铁芯相贴的左右均为两块永磁体的N极。按上述规则交替排列，每层转子自然形成60对N、S极。内层同理，只不过在同一角度上，内外层的磁极，其极性正好相反。如外层的C12为S极，而同一相位角上的内层C22则为N极。
文档编号H02K21/12GK1787334SQ200510111740
公开日2006年6月14日 申请日期2005年12月20日 优先权日2005年12月20日
发明者李世伟 申请人:上海电器科学研究所(集团)有限公司