专利名称：永磁电机外转子装配结构和方法
技术领域：
本发明涉及一种电机装配结构和方法，特别涉及一种永磁电机外转子装配结构和方法。
背景技术：
永磁力矩伺服电动机整体结构形式多种，一般可分为两种一种是径向磁路结构，另一种是轴向磁路结构，这是相对于电动机转轴轴心来说的，而我们常见的结构是径向磁路结构，电动机呈圆柱状，定转子间气隙也呈圆柱状。轴向磁路常见的为盘式，轴向尺寸短，径向尺寸大，外形呈现为扁平型式。径向磁路电动机制造简单，价格低。本发明的永磁力矩伺服电动机外转子制作方法，适用于径向磁路电动机结构。具有相同外径的电机，若电机设计成外转子式，它与内转子式相比，可以得到较大气隙直径。由于电机电磁转矩与气隙直径的二次方成正比关系，从而能减少外转子电机的长度和重量，具有较高转矩密度。优化设计·的外转子电机有效材料重量比内转子电机大约轻15%左右。另外，采用集中绕组的外转子电机，因为定子齿朝外，绕制绕组要容易的多，适合于快速机械绕线，特别是采用开口槽的情况下。在外转子电机设计中，永磁体都采用表贴式结构，在制作中存在较大的难度，为了能实现，电机快速加减速，需要有均匀的气隙磁场，使转子的转动惯量较低，因此表贴的永磁体的内径必须保证机械尺寸的圆度和与安装外径的同轴度，而由于磁场的影响，表贴永磁体一直是电机装配时的一大难点。中国专利公开号CN1588756A，
公开日2005年3月2日，公开了一种永磁同步电机的磁钢及其磁钢的安装方法。一种永磁同步电机的磁钢，磁钢为多段结构，每段磁钢通过粘合部位连接。此技术方案依然存在有永磁同步电机转子嵌入一体化磁钢(稀土磁性材料)，这种一体化结构的磁钢制造不太方便，尤其是制造大功率永磁同步电机时，必须使用复杂的工装，不能满足贴好后永磁体外径尺寸的圆度和转子铁芯内孔的同轴度，无法保证实现均匀的气隙磁场，容易题使得装配好的使电机转动不平稳的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术不能满足贴好后永磁体外径尺寸的圆度和转子铁芯内孔的同轴度，无法保证实现均匀的气隙磁场，容易使得装配好的使电机转动不平稳的问题，提供一种转子铁芯和磁性永磁体装配好后具有良好的同心度和外径公差要求的装配结构和方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种永磁电机外转子装配结构，适用于永磁电机外转子的磁钢装配，所述的永磁电机外转子装配结构包括芯轴和定位座，所述的芯轴与所述的定位座活动连接并同轴且垂直设置，所述的芯轴上设置有若干组固定槽，所有固定槽对应芯轴圆心处距离均相等且所有相邻固定槽之间的间距均相等，所述的固定槽内填设有外加磁体或线圈。利用此装配装置加载了外加磁场，克服了由于永磁体厚度不均匀而带来的装配完后尺寸公差和形位公差的问题，从而满足高精度电机的需要。
作为优选，所述的固定槽数量与外转子所需表贴的磁钢数量一致，任意相邻固定槽的对应圆心角度数均相等。作为优选，所述芯轴上对应轴向中心处向外凸出设置有连接部，所述的定位座上对应连接部设置有连接槽，所述的连接部与所述的连接槽为间隙配合。这样设置保证了装配时芯轴与定位座的同心度，安装时为实现均匀的气隙磁场，提供了帮助。作为优选,所述磁钢朝向定位座圆心处的极性与所述外加磁铁或线圈朝向定位座圆心处的极性相同。这样设置，外加磁场将磁钢固有磁场抵消，为磁钢的贴附降低了难度，克服了由于永磁体厚度不均匀而带来的装配完后尺寸公差和形位公差的问题，从而满足高精度电机的需要。作为优选，所述定位座对应芯轴上的固定槽的槽底开设有顶杆孔，所述顶杆孔为通孔。顶杆孔的作用是待胶水固化后，利用顶杆通过顶杆孔将外加磁体顶出，将定位基座取出，然后再取出外转子。
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作为优选，所述的定位座正表面对应外转子的磁钢贴附处，设置有储胶槽。储胶槽的设置，保证了外转子在粘合后，不会与定位座固定在一起。作为优选，所述的永磁电机外转子装配结构还包括有上压板，所述的上压板与所述的定位座相对，所述的上压板与所述的芯轴螺钉连接。这样通过调节锁紧螺钉使外转子铁芯得以固定，避免在不均匀的磁场力作用下发生偏斜，保证了转子铁芯与芯轴的同心度要求，克服了由于永磁体厚度不均匀而带来的装配完后尺寸公差和形位公差的问题，从而满足高精度电机的需要。作为优选，所述的定位座连接槽中心处开设有连接孔，所述的芯轴与所述的定位座通过螺钉连接。这样设置，芯轴与定位座通过螺钉连接，保证了芯轴能与上压板以及定位座牢固固定。—种永磁电机外转子装配方法,适用于永磁电机外转子装配结构,永磁电机外转子装配方法包括以下步骤
步骤一将非导磁性材料制成的芯轴和定位座用螺钉固定，把芯轴固定在定位座中，使芯轴与定位座保持同心度和垂直度；
步骤二 芯轴内均匀插入外加磁性体，外加磁性体相对欲安装的磁钢形成反相磁场
力；
步骤三然后在外转子铁芯上涂覆相对应的胶水，将外转子铁芯导入，将磁钢与外转子铁芯进行粘结固定，磁钢外径与外转子铁芯内径之间的不规则气隙就用胶水进行填充；步骤四待胶水初固去掉反相磁场力，然后从芯轴上取出外转子。作为优选，在步骤二中，预先在芯轴上按顺、逆时针间隔绕制线圈并上直流电，在步骤四先执行线圈断电动作，去掉反相磁场力，然后再取出外转子。当转子结构小巧或者外力要求较小时利用永磁材料，当转子结构庞大或外力要求较大时利用电磁线圈，当采用线圈时，采用如下方式，可以保证线圈能够顺利从芯轴中退出。本发明的实质性效果是本发明采用了在装配磁钢时外加磁场的方式解决了磁钢装配时磁场的干扰，克服由于永磁体厚度不均匀而带来的装配完后尺寸公差和形位公差的问题，从而满足高精度电机的需要。
图I是本发明的一种结构示意 图2是本发明中外加磁场与磁钢匹配的一种示意 图3是图I中F处的放大示意 图4是本发明的另一种结构示意 图5是本发明中G处的放大示意图。图中I、外转子铁芯，2、磁钢，3、外加磁体，4、芯轴，5、定位座，6、上压板，7、连接槽，8、连接部，9、螺钉，10、顶杆孔，11、储胶槽，12、胶层。
具体实施方式
··下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。实施例I :
一种永磁电机外转子装配结构(参见附图4)，适用于永磁电机外转子的磁钢装配，特别适宜平齐型外转子的制作。本实施例为外定位方式固定，本实施例包括芯轴4和定位座5，芯轴4与定位座5活动连接并同轴设置，芯轴4整体呈圆柱形，芯轴4上设置有六个固定槽，所有固定槽对应芯轴4圆心处距离均相等且所有相邻固定槽之间的间距均相等即所有固定槽可以连接形成一个与芯轴4同心的圆，每个固定槽的形状均相同且固定槽内填设的外加磁体3形状也均相同(参见附图2)。任意相邻固定槽的对应芯轴圆心形成的圆心角的度数均为相等的60度。芯轴4上一端面对应轴向中心处向外凸出设置有连接部8，连接部8也为圆柱形。磁钢2朝向定位座5圆心处的极性与外加磁体3朝向定位座圆心处的极性相同。同时填设的外加磁体符合外转子上磁钢贴附的固有要求，即任意相邻外加磁体3朝向定位座5圆心处的极性均相反。定位座5的边缘凸起形成外部固定圈,夕卜部固定圈的内壁起到固定外转子铁芯I的作用。外转子铁芯I与外部固定圈为间隙配合，定位座5上对应连接部8设置有连接槽9，连接槽9的形状与连接部8的形状相匹配，连接部8与连接槽9为间隙配合。连接部8上和连接槽9上开设有一对相对应的通孔，连接部8与连接槽9通过螺钉固定。螺钉连接时，可以调整芯轴与固定座的连接角度和连接程度，定位座5对应芯轴4上的固定槽的槽底开设有顶杆孔10，顶杆孔10为通孔。定位座5正表面对应外转子的磁钢2贴附处，设置有储胶槽11 (参见附图5)。槽口宽度远大于粘结磁钢2和外转子的胶层的厚度。采用本实施例所述的永磁电机外转子装置的装配方法包括以下步骤
步骤一将非导磁性材料制成的芯轴的连接部和定位座的连接槽匹配后用螺钉固定，把芯轴固定在定位座中，由于连接部和连接槽的间隙配合使芯轴与定位座保持同心度；步骤二 芯轴内均匀插入外加磁性体,外加磁性体填入固定槽内，外加磁性体相对欲安装的磁钢形成反相磁场力；
步骤三然后在外转子铁芯上涂覆相对应的胶水，胶水的选择由产品所需粘结力、工作温度等要求确定，将外转子铁芯导入，将磁钢与外转子铁芯进行粘结固定，磁钢外径与外转子铁芯内径之间的不规则气隙就用胶水进行填充；
步骤四待胶水初固后去掉反相磁场力(利用顶杆装置将外加磁钢顶出)然后从芯轴上取出外转子。
实施例2:
本实施例适用于永磁电机外转子的磁钢装配，特别适宜内凹型外转子的制作。本实施例为内定位方式固定，本实施例基本与实施例I相同，也包括芯轴4和定位座5 (参见附图1)，本实施例中的定位座5边缘处未设置固定圈，本实施例中的芯轴两端面均设置有连接部8，本实施例中的定位座5边缘处对应外转子铁芯壁处整体内凹，所述内凹与外转子铁芯的底壁抵接，磁钢2的顶壁与定位座5的顶面也抵接。定位座5正表面对应外转子的磁钢2贴附处，设置有储胶槽11 (参见附图3)。本实施例中的储胶槽11的截面呈梯形，储胶槽11紧贴外转子铁芯I处不设置槽壁。永磁电机外转子装配结构还包括有上压板6，上压板6与定位座5相对，上压板6与定位座5形状相似，上压板6与芯轴5螺钉连接。本实施例中的一个连接部8与定位座5的连接槽7连接。上压板6对应芯轴5上另一连接部8设置有连接槽7，另一连接部8与上压板6上的连接槽7间隙配合，且通过螺钉9连接。·本实施例使用时，当转子结构庞大或外力要求较大时本实施例装配方法与上述装配方法基本相同，不同之处在于此时需在芯轴内齿上绕制顺、逆时针间隔的线圈并通电形成反相磁场，当胶水初固后，使用者只需切断线圈电源即可去除反向磁场，取出外转子。以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
权利要求
1.一种永磁电机外转子装配结构,适用于永磁电机外转子的磁钢装配,其特征在于所述的永磁电机外转子装配结构包括芯轴和定位座，所述的芯轴与所述的定位座活动连接并同轴且垂直设置，所述的芯轴上设置有若干组固定槽，所有固定槽对应芯轴圆心处距离均相等且所有相邻固定槽之间的间距均相等，所述的固定槽内填设有外加磁体或线圈。
2.根据权利要求I所述的永磁电机外转子装配结构，其特征在于所述的固定槽数量与外转子所需表贴的磁钢数量一致，任意相邻固定槽的对应圆心角度数均相等。
3.根据权利要求I所述的永磁电机外转子装配结构，其特征在于所述芯轴上对应轴向中心处向外凸出设置有连接部，所述的定位座上对应连接部设置有连接槽，所述的连接部与所述的连接槽为间隙配合。
4.根据权利要求I所述的永磁电机外转子装配结构，其特征在于所述磁钢朝向定位座圆心处的极性与所述外加磁铁或线圈朝向定位座圆心处的极性相同。
5.根据权利要求I所述的永磁电机外转子装配结构，其特征在于所述定位座对应芯轴上的固定槽的槽底开设有顶杆孔，所述顶杆孔为通孔。
6.根据权利要求I所述的永磁电机外转子装配结构，其特征在于所述的定位座正表面对应外转子的磁钢贴附处，设置有储胶槽。
7.根据权利要求I所述的永磁电机外转子装配结构，其特征在于所述的永磁电机外转子装配结构还包括有上压板，所述的上压板与所述的定位座相对，所述的上压板与所述的芯轴螺钉连接。
8.根据权利要求3所述的永磁电机外转子装配结构，其特征在于所述的定位座连接槽中心处开设有连接孔，所述的芯轴与所述的定位座通过螺钉连接。
9.一种永磁电机外转子装配方法,适用于永磁电机外转子装配结构,其特征在于永磁电机外转子装配方法包括以下步骤 步骤一将非导磁性材料制成的芯轴和定位座用螺钉固定，把芯轴固定在定位座中，使芯轴与定位座保持同心度和垂直度； 步骤二 芯轴内均匀插入外加磁性体，外加磁性体相对欲安装的磁钢形成反相磁场力； 步骤三然后在外转子铁芯上涂覆相对应的胶水，将外转子铁芯导入，将磁钢与外转子铁芯进行粘结固定，磁钢外径与外转子铁芯内径之间的不规则气隙就用胶水进行填充； 步骤四待胶水初固去掉反相磁场力，然后从芯轴上取出外转子。
10.根据权利要求9所述的永磁电机外转子装配结构，其特征在于在步骤二中，预先在芯轴上按顺、逆时针间隔绕制线圈并上直流电，在步骤四先执行线圈断电动作，去掉反相磁场力，然后再取出外转子。
全文摘要
本发明涉及一种永磁电机外转子装配结构和方法。本发明可以解决现有技术不能满足贴好后永磁体外径尺寸的圆度和转子铁芯内孔的同轴度的问题，其技术方案要点是所述的永磁电机外转子装配结构包括芯轴和定位座，所述的芯轴与所述的定位座活动连接并同轴设置，所述的芯轴上设置有若干组固定槽，所有固定槽对应芯轴圆心处距离均相等且所有相邻固定槽之间的间距均相等，所述的固定槽内填设有外加磁体或线圈。本发明克服了由于永磁体厚度不均匀而带来的装配完后尺寸公差和形位公差的问题，从而满足高精度电机的需要。
文档编号H02K15/03GK102843001SQ20121029243
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者董瑜堂, 韩军, 吴乾军 申请人:宁波菲仕电机技术有限公司