拼块式的内置磁钢切向充磁的无刷电机转子结构及方法
【专利摘要】本发明提供了一种拼块式的内置磁钢切向充磁的无刷电机转子结构，包括：转子冲片组件、支撑架2、磁钢3、铆钉4、隔板5以及转轴6；转子冲片组件之间相互独立，磁钢3在所述无刷电机转子结构的内部切向充磁；转子冲片组件主要由多个转子冲片1通过铆钉4穿插叠压而成，转子冲片1在铆钉4的作用下以拼接的方式设置在支撑架2上，转子冲片1上设置有挡边；在磁钢3的两边分别设置有隔板5，转轴6设置在支撑架2的中心孔内。本发明还提供相应的装配方法和电机。本发明能有效降低转子漏磁，提高电机性能，且配合牢固，磁钢不会甩出，磁钢不正对气隙，有效提高了抗退磁能力，而且去除了传统的窄边隔磁桥，明显提高了电机的可制造性。
【专利说明】拼块式的内置磁钢切向充磁的无刷电机转子结构及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机转子结构，尤其涉及一种永磁无刷内置磁钢切向充磁的电机转子结构。
【背景技术】
[0002]传统的无刷电机转子结构采用表贴磁钢或者内置径向充磁的结构，在实际应用中，在有限的电机体积下，要增大电机的额定输出功率，径向式充磁结构受到体积限制不能提供足够的磁通，而切向充磁可以实现两块磁钢并联提供磁通，明显提高了气隙磁通，使电机额定输出功率增加，但是切向充磁的隔磁桥尺寸较窄，不易加工，生产成本较贵，且隔磁桥的存在会导致漏磁现象，使电机性能降低。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种符合实际生产加工且能有效降低电机漏磁，提高电机性能的一种拼块式的内置磁钢切向充磁的无刷电机转子结构。
[0004]本发明提供的拼块式的内置磁钢切向充磁的无刷电机转子结构，由于支撑架采用非导磁材料，且转子组件相互独立，可以有效降低转子漏磁，提高电机性能。另外转子冲片与支撑架之间采用燕尾槽配合，配合牢固，转子冲片上设有挡边，使转子在高速运转情况下，磁钢也不会甩出，磁钢不正对气隙，有效提高了抗退磁能力。本发明去除了传统的窄边隔磁桥，明显提高了电机的可制造性。
[0005]具体地，根据本发明提供的拼块式的内置磁钢切向充磁的无刷电机转子结构，包括:转子冲片组件、支撑架2、磁钢3、铆钉4、隔板5以及转轴6 ；
[0006]支撑架2采用非导磁材料制成，支撑架2上设置有多个转子冲片组件和磁钢3，转子冲片组件和磁钢3在支撑架2的周向上均匀交替分布；转子冲片组件之间相互独立，磁钢3在所述无刷电机转子结构的内部切向充磁；
[0007]转子冲片组件主要由多个转子冲片I通过铆钉4穿插叠压而成，转子冲片I通过隔板5的定位孔在与隔板5的定位孔相配合的铆钉4的作用下以拼接的方式设置在支撑架2上，转子冲片I上设置有挡边；
[0008]在磁钢3的两边分别设置有隔板5，隔板5采用非导磁材料制成，转子冲片组件位于磁钢3两边的隔板5之间且通过铆钉4与隔板5连接定位；转轴6设置在支撑架2的中心孔内。
[0009]优选地，支撑架2包括燕尾槽，转子冲片I包括与燕尾槽相配合的定位结构。
[0010]优选地，所述无刷电机转子结构的每一极磁场由两片磁钢3并联提供。
[0011]优选地，转子冲片组件圆周均匀拼装在支撑架2上形成圆周均布的多个磁瓦槽，各个磁钢3按照N极、S极位置交替的方式依次插入对应的磁瓦槽中。
[0012]优选地，磁钢3的形状为长方体。
[0013]根据本发明提供的上述的拼块式的内置磁钢切向充磁的无刷电机转子结构的装配方法，包括如下步骤:
[0014]步骤1:先将转子冲片I通过铆钉4叠压成多个转子冲片组件；
[0015]步骤2:将转子冲片组件圆周均布压入支撑架2的燕尾槽，使转子冲片组件安装在支撑架2上，转子冲片组件圆周均匀拼装在支撑架2上形成圆周均布的多个磁瓦槽；
[0016]步骤3:在转子冲片组件的两边中的一边压入隔板5至支撑架2上；
[0017]步骤4:将各个磁钢3按照N极、S极位置交替的方式依次插入转子冲片组件组合后形成的磁瓦槽内，并对磁钢3进行表面涂胶；
[0018]步骤5:在转子冲片组件的两边中的另一边压入隔板5至支撑架2上；
[0019]步骤6:令铆钉4穿插入转子冲片组件以及转子冲片组件两边的隔板5，铆紧铆钉4端面，使转子冲片1、支撑架2、磁钢3以及隔板5在铆钉4作用下安装定位在一起；
[0020]步骤7:将转轴6压入支撑架2的中心孔；
[0021]步骤8:在隔板5上进行去重动平衡校正，最终得到一个电机转子组件。
[0022]根据本发明提供的无刷直流电机，所述无刷直流电机包括上述的拼块式的内置磁钢切向充磁的无刷电机转子结构。
[0023]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0024](I)转子冲片上设有与燕尾槽相匹配的定位结构，转子冲片上设有与铆钉相结合的定位孔，支撑架和隔板采用非导磁材料，该结构使各转子冲片组件之间相互独立，去除了隔磁桥结构，有效降低了电机漏磁，提高了磁钢利用率，提高了电机性能。
[0025](2)转子冲片设有挡边，转子两个端盖设有两个非导磁隔板，有效提高了磁钢的固定强度，可适用于高速旋转的电机。
[0026](3)各个零部件的加工工艺简单，且装配过程简单，另外两端的端盖可以用于平衡去重校正，可以较经济的实现批量生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0028]图1是本发明的结构示意图；
[0029]图2是图1的AA向剖面结构示意图；
[0030]图3是本发明的爆炸图。
[0031]图中:
[0032]I为转子冲片；
[0033]2为非导磁材料支撑架；
[0034]3为磁钢；
[0035]4为铆钉；
[0036]5为隔板；
[0037]6为转轴。
【具体实施方式】
[0038]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0039]本发明的电机结构由于转子每一极磁场由两片磁钢并联提供，可以得到很高的气隙磁场强度，在固定的电机体积下可以达到更高的电机功率；磁钢由转子挡边固定，机械强度高，可以适应高转速电机；采用新型的组装方式可以避免隔磁桥过窄导致冲压工艺不好实现的缺点，便于实现大批量的低成本制造。
[0040]具体地，如图1、图2所示，本发明所述的拼块式的内置磁钢切向充磁的无刷电机转子结构，包括转子冲片1、支撑架2、磁钢3、铆钉4、隔板5以及转轴6。其中，转子冲片I为硅钢片，支撑架2和隔板5采用非导磁材料(例如铝合金、不锈钢、工程塑料等)制成，磁钢3采用钕铁硼材料制成，铆钉4采用低碳钢导磁材料制成，转轴6采用中碳钢材料制成。
[0041]在优选例中，支撑架2设有燕尾槽定位结构，如图2所示，燕尾槽数量和电机极数相等，相对应的转子冲片I也设有定位结构与支撑架2相配合。磁钢3内置于转子内部且切向充磁，磁钢3的形状为长方体；转子冲片I在铆钉4作用下叠压成一个转子冲片组件，转子冲片组件相互独立，磁钢3与转子冲片组件圆周均匀交替分布；支撑架2和隔板5采用非导磁材料且设有定位结构，隔板5上开有定位孔，转子冲片I通过非导磁材料支撑架2和隔板5的定位孔在铆钉4的作用下以拼接的方式固定在非导磁材料支撑架2上；磁钢3在两边隔板5的作用下可以防止轴向甩出；转子冲片I上设计了挡边，可以防止磁钢3在高速离心力的作用下飞出。
[0042]本发明提供的拼块式的内置磁钢切向充磁的无刷电机转子结构的装配过程如下:
[0043]步骤1:先将转子冲片I通过铆钉4叠压成多个转子冲片组件；
[0044]步骤2:将转子冲片组件圆周均布压入支撑架2的燕尾槽，使转子冲片组件固定在支撑架2上；
[0045]步骤3:在磁钢3的两边(即转子冲片组件的两边)中的一边压入隔板5至支撑架2上；
[0046]步骤4:如图2所示，将各个磁钢3按照N极、S极位置交替的方式依次插入转子冲片组件组合后形成的磁瓦槽内，即周向上相邻的磁钢3之间的相对极均为N极或者均为S极，并对磁钢3进行表面涂胶；
[0047]步骤5:在磁钢3的两边(即转子冲片组件的两边)中的另一边压入隔板5至支撑架2上；
[0048]步骤6:令铆钉4穿插入转子冲片组件以及转子冲片组件两边的隔板5，铆紧铆钉4端面，使转子冲片1、支撑架2、磁钢3以及隔板5在铆钉4作用下固定在一起；
[0049]步骤7:将转轴6压入支撑架2的中心孔；
[0050]步骤8:在隔板5上进行去重动平衡校正，最终得到一个电机转子组件。
[0051]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【权利要求】
1.一种拼块式的内置磁钢切向充磁的无刷电机转子结构，其特征在于，包括:转子冲片组件、支撑架(2)、磁钢(3)、铆钉(4)、隔板(5)以及转轴(6); 支撑架(2)采用非导磁材料制成，支撑架(2)上设置有多个转子冲片组件和磁钢(3)，转子冲片组件和磁钢(3)在支撑架(2)的周向上均匀交替分布；转子冲片组件之间相互独立，磁钢(3)在所述无刷电机转子结构的内部切向充磁； 转子冲片组件主要由多个转子冲片(I)通过铆钉(4)穿插叠压而成，转子冲片(I)通过隔板(5)的定位孔在与隔板(5)的定位孔相配合的铆钉(4)的作用下以拼接的方式设置在支撑架(2 )上，转子冲片(I)上设置有挡边； 在磁钢(3)的两边分别设置有隔板(5)，隔板(5)采用非导磁材料制成，转子冲片组件位于磁钢(3)两边的隔板(5)之间且通过铆钉(4)与隔板(5)连接定位；转轴(6)设置在支撑架(2)的中心孔内。
2.根据权利要求1所述的拼块式的内置磁钢切向充磁的无刷电机转子结构，其特征在于，支撑架(2)包括燕尾槽，转子冲片(I)包括与燕尾槽相配合的定位结构。
3.根据权利要求1所述的拼块式的内置磁钢切向充磁的无刷电机转子结构，其特征在于，所述无刷电机转子结构的每一极磁场由两片磁钢(3)并联提供。
4.根据权利要求3所述的拼块式的内置磁钢切向充磁的无刷电机转子结构，其特征在于，转子冲片组件圆周均匀拼装在支撑架(2)上形成圆周均布的多个磁瓦槽，各个磁钢(3)按照N极、S极位置交替的方式依次插入对应的磁瓦槽中。
5.根据权利要求1所述的拼块式的内置磁钢切向充磁的无刷电机转子结构，其特征在于，磁钢(3)的形状为长方体。
6.一种根据权利要求1至5中任一项所述的拼块式的内置磁钢切向充磁的无刷电机转子结构的装配方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1:先将转子冲片(I)通过铆钉(4)叠压成多个转子冲片组件； 步骤2:将转子冲片组件圆周均布压入支撑架(2)的燕尾槽，使转子冲片组件安装在支撑架(2)上，转子冲片组件圆周均匀拼装在支撑架(2)上形成圆周均布的多个磁瓦槽； 步骤3:在转子冲片组件的两边中的一边压入隔板(5)至支撑架(2)上； 步骤4:将各个磁钢(3)按照N极、S极位置交替的方式依次插入转子冲片组件组合后形成的磁瓦槽内，并对磁钢(3)进行表面涂胶； 步骤5:在转子冲片组件的两边中的另一边压入隔板(5)至支撑架(2)上； 步骤6:令铆钉(4)穿插入转子冲片组件以及转子冲片组件两边的隔板(5)，铆紧铆钉(4)端面，使转子冲片(I)、支撑架(2)、磁钢(3)以及隔板(5)在铆钉(4)作用下安装定位在一起; 步骤7:将转轴(6)压入支撑架(2)的中心孔； 步骤8:在隔板(5)上进行去重动平衡校正，最终得到一个电机转子组件。
7.—种无刷直流电机，其特征在于，所述无刷直流电机包括权利要求1至5中任一项所述的拼块式的内置磁钢切向充磁的无刷电机转子结构。
【文档编号】H02K1/28GK103730969SQ201310705654
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】黄洪岳, 徐建, 舒伟方, 卓达, 夏业中 申请人:新安乃达驱动技术(上海)有限公司