三相永磁同步电机及永磁转子的制作方法

本实用新型涉及一种电机，具体说，涉及一种三相永磁同步电机及永磁转子。

背景技术：

目前现有的电机分两种形式，具体如下：

一种是永磁转子内嵌式电机，即永磁体镶嵌在转子冲片槽中。永磁体全部封闭在转子冲片中，此时由于永磁体有的部分处于磁短路状态，永磁体的漏磁系数较大，永磁体的利用率不高。这种电机具有效率较低、过载能力差等缺陷。

另一种是永磁转子表贴式电机，即永磁体为弧形，粘接或螺钉固定在转子表面。这种结构磁钢容易氧化，机械强度不好，电机可靠性差。

技术实现要素：

本实用新型所解决的技术问题是提供一种三相永磁同步电机、转子及转子加工工艺，电机具有启动速度快、效率高、低速性能好、过载能力强、高速运行平稳、调速范围广、高效工作区宽、运行可靠等优点。

技术方案如下：

一种三相永磁同步电机的永磁转子，包括绝缘挡板、绝缘护套、弧形永磁体、绝缘隔板、转轴、转子冲片；绝缘挡板和转子冲片套装在转轴上，转子冲片位于两个绝缘挡板之间；多个转子冲片压紧后组成转子铁芯；弧形永磁体设置在转子铁芯的外侧，两个弧形永磁体之间利用绝缘隔板隔开；绝缘护套设置在弧形永磁体外侧。

进一步：转子冲片的外侧设置有弧形永磁体槽，多个转子冲片的弧形永磁体槽组成转子铁芯的磁体槽；两个弧形永磁体槽之间为定位筋齿，多个转子冲片的定位筋齿组成转子铁芯的定位筋；弧形永磁体放置在磁体槽内，绝缘隔板位于定位筋外侧。

进一步：弧形永磁体的截面为圆弧面，弧形永磁体的内弧弧度和转子铁芯的外弧弧度相同。

进一步：绝缘护套用环氧树脂胶把绝缘材料绑扎带缠绕在弧形永磁体外侧后固化形成。

进一步：转轴上开有卡槽，卡槽上设置有卡环，利用卡环将转子铁芯固定在转轴上。

一种三相永磁同步电机，包括后端盖、定子、永磁转子、前端盖、防护罩；后端盖连接在定子的后部，前端盖连接在定子的前部；永磁转子安装在定子内，其两端分别安装在后端盖和前端盖的轴承内；防护罩连接在前端盖上，接线座固定在防护罩上，编码器或旋转变压器安装在与永磁转子的转轴同轴连接的连接轴上；永磁转子包括绝缘挡板、绝缘护套、弧形永磁体、绝缘隔板、转轴、转子冲片；绝缘挡板和转子冲片套装在转轴上，转子冲片位于两个绝缘挡板之间；多个转子冲片压紧后组成转子铁芯；弧形永磁体设置在转子铁芯的外侧，两个弧形永磁体之间利用绝缘隔板隔开；绝缘护套设置在弧形永磁体外侧。

优选的：转子冲片的外侧设置有弧形永磁体槽，多个转子冲片的弧形永磁体槽组成转子铁芯的磁体槽；两个弧形永磁体槽之间为定位筋齿，多个转子冲片的定位筋齿组成转子铁芯的定位筋；弧形永磁体放置在磁体槽内，绝缘隔板位于定位筋外侧。

优选的：定子包括机座、定子绕组、定子铁芯；多个定子冲片排列为一组并用扣片夹紧，组成定子铁芯，定子铁芯安装在机座内；定子冲片包括平底槽、齿、扣片槽，平底槽开在定子冲片上，开口位于冲片内圆一侧；齿位于两个平底槽之间；扣片槽开在定子冲片的外圆边，扣片位于扣片槽内，多个定子冲片的平底槽形成定子铁芯的绕组下线槽，定子绕组安装在绕组下线槽内。

优选的：平底槽的形状为楔形。

与现有技术相比，本实用新型技术效果包括：

1、永磁转子的永磁体采用截面为圆弧面的弧形永磁体，相同规格的弧形永磁体在永磁转子的圆周上按极性等间距地被固定粘接在转子铁芯表面，弧形永磁体相互之间用非导磁隔板隔开。弧形永磁体的两端用绝缘挡板固定，在永磁转子外层包有一个高强度绝缘护套，固化后使转子形成一个整体。

2、永磁转子的永磁体采用弧形永磁体，减少了永磁体的漏磁系数、提高了永磁体利用率、增加了气隙储能；定子绕组采用软绕组，可以实现多股导线并绕嵌线，减小了铜耗。

3、本实用新型这种结构机械强度高、体积小、效率高、功率密度大、过载能力强、运行可靠、调速方便，适用于几十千瓦以下电机，可广泛应用于各种伺服系统中。电机具有启动速度快、低速性能好、过载能力强、高速运行平稳、调速范围广、高效工作区宽等优点。

附图说明

图1是本实用新型中电机的结构示意图；

图2是本实用新型中定子的结构示意图；

图3是本实用新型中定子冲片的结构示意图；

图4是本实用新型中永磁转子的结构示意图；

图5是本实用新型中永磁转子的剖面结构示意图；

图6是本实用新型中转子铁芯安装在转轴上的结构示意图；

图7是本实用新型中转子铁芯的K向视图。

具体实施方式

下面参考示例实施方式对本实用新型技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

如图1所示，是本实用新型中电机的结构示意图。

三相永磁同步电机，其结构包括：后端盖1、定子2、永磁转子3、前端盖4、防护罩5；后端盖1连接在定子2的后部，前端盖4连接在定子2的前部；永磁转子3安装在定子2内，其两端分别安装在后端盖1和前端盖4的轴承内；防护罩5连接在前端盖4上，接线座6固定在防护罩5上，编码器(或选用旋转变压器)7安装在防护罩5内，编码器7安装在与永磁转子3的转轴306同轴连接的连接轴上。连接轴与转轴306同轴旋转，编码器7产生的转子位置信号经放大处理后反馈到控制器中，控制器控制电机运行。

本优选实施例中，后端盖1通过第一连接螺栓11连接在定子2的后部，前端盖4通过第二连接螺栓41连接在定子2的前部。

如图2所示，是本实用新型中定子的结构示意图；如图3所示，是本实用新型中定子冲片的结构示意图。

定子2的结构包括：机座201、定子绕组202、定子铁芯；多个定子冲片203排列为一组并用扣片204夹紧，组成定子铁芯，定子铁芯安装在机座201内。

定子冲片203的结构包括：平底槽205、齿206、扣片槽207；平底槽205开在定子冲片203上，开口位于冲片内圆一侧；齿206位于两个平底槽205之间；扣片槽207开在定子冲片203的外圆边。

扣片204位于扣片槽207内，扣片204把一组定子冲片203固定在一起，组成定子铁芯。一组定子冲片203固定在一起后，平底槽205形成定子铁芯的绕组下线槽。定子绕组202嵌线在绕组下线槽内。浸漆后的定子铁芯固定在机座201内，组成定子。定子绕组202采用软绕组，多股导线并绕嵌线，端部整形后变短，使电机的整体长度变短，多股导线并绕使得导线的集肤效应较小，从而减少了铜耗。

平底槽205和绕组下线槽的形状为楔形，定子铁芯的绕组下线槽，形成平行齿槽。这种平行齿槽磁路的磁密均匀、槽空间大、易于嵌线，封口牢固。

机座201设置有出线盒210，用于引出定子绕组202的出线端。

如图4所示，是本实用新型中永磁转子3的结构示意图；如图5所示，是本实用新型中永磁转子3的剖面结构示意图；如图6所示，是本实用新型中转子铁芯305安装在转轴306上的结构示意图；如图7所示，是本实用新型中转子铁芯的K向视图。

永磁转子3的结构包括：绝缘挡板301、绝缘护套302、弧形永磁体303、绝缘隔板304、转子铁芯305、转轴306、转子冲片307。

绝缘挡板301开有转轴通孔，转轴306穿过两个绝缘挡板301的转轴通孔，多个转子冲片307套装在转轴306上，并位于两个绝缘挡板301之间；转轴306开有卡槽，卡槽上设置有卡环311，利用卡环311将转子铁芯305固定；多个转子冲片307压紧后组成转子铁芯305；多个弧形永磁体303粘接在转子铁芯305外侧，两个弧形永磁体303之间利用绝缘隔板304隔开。绝缘护套302设置在弧形永磁体303外侧。固化后形成绝缘保护层。

转子冲片307在外侧设置有弧形永磁体槽309，一组转子冲片307的弧形永磁体槽309组成转子铁芯305的磁体槽；两个弧形永磁体槽309之间为定位筋齿308，一组转子冲片307的定位筋齿308组成转子铁芯305的定位筋。弧形永磁体303放置在磁体槽内，绝缘隔板304位于定位筋外侧。

本实用新型中，按照电机不同极对数，选用多个相同的弧形永磁体303，按照极性定位粘接在磁体槽内。

弧形永磁体303截面为圆弧面，弧形永磁体303的内弧弧度和转子铁芯305的外弧弧度相同，可以使弧形永磁体303粘贴在转子铁芯305上，提高永磁体的利用率，减少永磁体的漏磁系数，增加气隙储能。

弧形永磁体303规格相同厚度一样，这样就保证了粘接固定在转子铁芯305表面的弧形永磁体303在同一个圆周上，弧形永磁体303沿轴向的两端用绝缘挡板301固定，再使用绝缘护套302固化成整体。这种结构机械强度高，弧形永磁体303不氧化，适用于各种容量各种转速的永磁电机中。本实用新型的漏磁系数为10％-20％，而内嵌式永磁体的漏磁系数为50％-60％。

转子冲片307由硅钢片冲制而成，磁体槽和定位筋可以保证弧形永磁体303粘接的工艺性和粘接位置的准确性。

永磁转子3的生产工艺步骤如下：

步骤1：将一个绝缘挡板301套装在转轴306上，并置于转轴306前端的环形凸台内侧；将转子铁芯305套装在转轴306上，利用卡环311将转子铁芯305压紧并固定在转轴306上；

转子铁芯305的组装过程：将转子冲片307套装在转轴306上并排列整齐，使得每个转子冲片307同轴并且弧形永磁体槽309在同一直线上，形成磁体槽。

步骤2：将弧形永磁体303按照极数排列并粘接在磁体槽内，将绝缘隔板304粘接在定位筋外侧，绝缘隔板304填补了两个弧形永磁体303之间的间隙；

步骤3：将另一个绝缘挡板301套装在转轴306的后端，用环氧树脂胶把绑扎带缠绕在弧形永磁体303外侧，固化后形成绝缘护套302。

采用绝缘材料绑扎带缠绕在弧形永磁体303外侧后，固化形成绝缘护套302，使永磁转子3成为实体结构。绝缘护套302可以防止弧形永磁体303的氧化，并增加机械强度，提高电机转速。

以上的结构适用于极对数为1、2、3、4、5、6、8等各种极对数的电机，适用各种转速、各种功率、各种电压的三相永磁同步电机中。

根据以上的电机结构先后设计制造出了功率为0.4Kw、0.5Kw、1.0Kw、1.5Kw、2.2Kw、3.0Kw、3.5Kw、4Kw、5Kw、6Kw、10Kw、20Kw、30Kw等不同电压和转速的三相永磁同步电机。

三相永磁同步电机的功率范围在几十瓦到几十千瓦，转速从每分钟几转到一万转，电压从几伏到几百伏，电流从几安到几百安。电机效率不小于90％，电机的过载能力为3～5倍。电机为连续工作制，绝缘等级为F级、H级2种。电机具有很宽的高效工作区。

本实用新型所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。