一种表贴式高速永磁电机的永磁体固定结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于永磁电机技术领域，具体涉及一种表贴式高速永磁电机的永磁体固定结构。
【背景技术】
[0002]在高速永磁电机中，表贴式高速永磁电机最为常用。表贴式高速永磁电机的永磁体通常为瓦片形，并贴于转子铁芯的外表面，永磁体可以为一个整体结构，也可以由多个磁体组合而成。表贴式高速永磁电机包括凸出式和插入式，其基本结构如图1所示。通过对永磁体结构的优化设计，可以使表贴凸出式高速永磁电机的气隙磁密波形趋于正弦波的形状，提高电机的性能。表贴插入式高速永磁电机能够充分利用转子磁路的不对称性所产生的磁阻转矩，提高电机的功率密度，改善电机的动态性能。无论是表贴凸出式还是表贴插入式高速永磁电机，转子上永磁体的固定对高速永磁电机的正常运转至关重要。为了防止永磁体在运行过程中发生脱落以及保护套、永磁体、转子铁芯之间的周向移动现象，需要对永磁体进行可靠的固定。目前表贴式高速永磁电机比较常用的永磁体固定的方式是将高强合金或复合材料保护套热套在永磁体的外表面。为了保证转子在高速旋转过程，对永磁体进行保护并防止永磁体周向移动，保护套、永磁体、转子铁芯之间发生周向移动，要求保护套内表面与永磁体外表面之间要有足够大的过盈量。
[0003]如果保护套内表面与永磁体外表面间的过盈量的太小，转子在高速旋转过程中，保护套可能无法保护永磁体或者保护套、永磁体、转子铁芯之间就会发生周向移动，这不仅会影响转子的可靠性，而且还会给电机的控制带来许多问题。如果保护套内表面与永磁体外表面之间的过盈量过大，热套保护套时，保护套的加热温度也就越高。如果保护套的加热温度太高，一方面会导致热套过程十分困难，另一方面保护套的温度太高会对永磁体的性能产生一定的影响，甚至会导致永磁体失磁，此外也可能会使永磁体发生破裂。
【发明内容】
[0004]针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明提供了一种表贴式高速永磁电机的永磁体固定结构，能够降低保护套热套时的温度、永磁体固定可靠、安装简单便捷，能有效地对永磁体进行保护，并能够防止电机在高速运行时保护套、永磁体、转子铁芯之间的周向移动，提高了转子的可靠性。
[0005]一种表贴式高速永磁电机的永磁体固定结构，包括:保护套、转子铁芯、转轴以及η块永磁体；其中:
[0006]所述的转子铁芯套装于转轴上，所述的转子铁芯外表面沿周向分布有η个用于限位的凸台，所述的保护套内表面沿周向也对应分布有η个凸台，η为电机转子周向上的磁瓦数；
[0007]所述的永磁体为瓦片形结构且与转子铁芯上相邻凸台之间的周向槽相匹配，并安装在对应的周向槽内；
[0008]所述的保护套整体套设于η块永磁体的外表面，且保护套内侧凸台与转子铁芯上的凸台对齐。
[0009]进一步地，所述的保护套需高温加热至预定温度，其套在永磁体的外部，对永磁体进行保护。
[0010]进一步地，所述的转子铁芯上凸台的周向宽度与永磁体尺寸相匹配，径向厚度按电机的功率和动态性能确定。
[0011]进一步地，所述的保护套内侧凸台的周向宽度与永磁体尺寸相匹配，径向厚度按照保护套凸台内径与转子铁芯凸台外径之间为间隙配合、过渡配合或不大于保护套内表面与永磁体外表面之间过盈量的过盈配合的原则来确定。
[0012]进一步地，所述的保护套采用高强度非导磁金属材料，比如:钛合金、高强度非导磁合金钢等，或高强度复合材料，如碳纤维、玻璃纤维等。
[0013]进一步地，所述的转子铁芯的凸台上沿轴向设有通风冷却槽，所述的通风冷却槽与保护套内侧的凸台之间形成通风冷却通道，所述的通风冷却槽的截面可以为三角形、四边形或圆弧形。
[0014]进一步地，所述的转子铁芯与转轴可以用导磁材料做成无铁芯的一体式实心结构。
[0015]本发明永磁体固定结构的优点在于:降低了保护套热套时的温度、永磁体固定可靠、安装简单便捷，能够有效地对永磁体进行保护，并能够防止电机在高速运行时保护套、永磁体、转子铁芯之间的周向移动，提高了转子的可靠性；另外充分利用转子磁路的不对称性所产生的磁阻转矩，也可以提高电机的功率密度，改善电机的动态性能。
【附图说明】
[0016]图1 (a)为传统的4极表贴凸出式高速永磁电机的转子结构示意图。
[0017]图1 (b)为传统的4极表贴插入式高速永磁电机的转子结构示意图。
[0018]图2为本发明4极表贴式高速永磁电机的永磁体固定结构示意图。
[0019]图3为本发明4极表贴式高速永磁电机转子上转子铁芯的结构示意图。
[0020]图4为本发明4极表贴式高速永磁电机转子上保护套的结构示意图。
[0021]图5为本发明4极带有通风冷却通道的表贴式高速永磁电机的永磁体固定结构示意图。
[0022]图6为本发明4极带有通风冷却通道的表贴式高速永磁电机转子铁芯的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及【具体实施方式】对本发明的技术方案进行详细说明。
[0024]如图1 (a)所示，传统的4极表贴凸出式高速永磁转子结构，包括保护套1、永磁体2、转子铁芯3、转轴4及非导磁材料的隔磁块5。
[0025]如图1 (b)所示，传统的4极表贴插入式高速永磁转子结构，包括保护套1、永磁体
2、转子铁芯3及转轴4。转子铁芯3的外表面和保护套I的内表面均为圆柱面，通过选择保护套内表面与永磁体外表面间过盈量的大小，来对永磁体进行保护并防止永磁体周向移动以及保护套、永磁体、转子铁芯之间发生周向移动。如果保护套I内表面与永磁体2外表面间的过盈量的太小，转子在高速旋转过程中，保护套I可能无法保护永磁体2或者保护套
1、永磁体2、转子铁芯3之间就会发生周向移动，这不仅会影响转子的可靠性，而且还会给电机的控制带来许多问题。如果保护套I内表面与永磁体2外表面之间的过盈量越大，热套保护套I时，保护套I的加热温度也就越高。如果保护套I的加热温度太高，一方面会导致热套过程十分困难，另一