一种永磁电机的转子机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于永磁体领域，更具体地，涉及一种永磁电机的转子机构。
【背景技术】
[0002]永磁电机具有结构简单、体积小、质量轻、效率高和电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点。因而应用范围极为广泛，几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。但是永磁电机运行过程中，电机永磁体经常受到振动和冲击，受力环境复杂恶劣，如若永磁体固定不理想，就会在复杂多变的运行环境中松动，导致永磁电机的失效和损坏。因此对永磁电机中永磁体的合理可靠固定直接关系到了永磁电机的可靠性和耐用性。
[0003]表贴式永磁电机的永磁体很常用的固定方式是采用粘接结构胶将永磁体粘接在转子表面上，每块磁钢都必须压紧在转子表面，直到粘接牢靠为止。
[0004]该技术的缺点主要有:1)在粘接过程中，由于粘接结构胶的密度大，流动性差，粘接结构胶通常无法填充到永磁体与支撑结构钢的缝隙中，造成永磁体固定不牢靠，直接导致电机在运行过程中容易发生振动，造成永磁体脱落；2)为了增大永磁体与结构钢的圆形内表面紧密贴合的面积，永磁体一侧表面也需要设计成圆弧形，使得永磁体加工复杂，增加成本；3)粘接结构胶的成本较高，导致永磁电机的制造成本高；4)粘接的设备化率不高，导致永磁电机的生产效率低，特别是对大型直驱永磁风力发电机，由于电机尺寸大，导致需要特定制造的设备来完成粘接，模块化生产效率低下，成本高。
[0005]专利CN200520045576.6实用新型专利公开了一种运用于风力发电机上的汝铁硼永磁转子，该专利采用在磁体中间设有安装孔，在转子表面对应设有固定孔，通过螺钉将磁体固定在转子表面，同时为了增强永磁体固定强度，还在永磁体的外表面设有保护层。该技术虽然解决了粘胶粘接不牢靠的问题，也不需要特定设备，适应性强，可以覆盖所有的表贴式永磁电机的永磁体固定范围，但是存在以下缺点:1)为了增大贴合面积，永磁体一侧也需要加工成与支撑结构的圆形表面相适应的圆弧形，加工复杂，额外增大成本；2)永磁体机械特性是不易变形但受冲击容易损坏，在永磁体中间开固定孔，会增大永磁体的应力集中特性，使得电机在运行过程中，由于振动和冲击，容易造成永磁体的脆性破裂脱落，极大缩短了永磁电机的使用寿命，限制了使用场合，无法在恶劣环境下运行使用。
[0006]专利CN 102315710 A的技术方案是在转子筒表面均匀设有极靴，利用极靴与安装在转子筒表面的绝缘层之间形成的永磁体安装空间来安装永磁体。此方案主要有两点缺点:一是极靴形状特殊，需要占有较大的空间，不适合于磁极间周向间隔小的场合；二是转子筒表面涡流损耗较大，不适合高频永磁电机。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种永磁电机的转子机构，其目的在于提供一种装配工艺简单，磁钢安装可靠牢固，无需特殊工装的转子机构，并且解决磁钢间的漏磁大、涡流损耗大的技术问题，特别能够适应于永磁体安装的级数多，且之间周向间隔小的应用。
[0008]为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种永磁电机的转子机构，其特征在于，该转子机构包括转轴、转子支架、转子铁芯、磁极端部压板、铁芯端部压板、永磁体、永磁体护套、端部挡板、护套压条，其中转子支架套装于转轴上，转子铁芯套装固定于所述转子支架上，端部挡板与铁芯端部压板分别固定于所述转子支架的轴向的两端，用于固定所述转子铁芯；
[0009]所述转子铁芯的外壁周向均匀间隔设置有沿所述转子支架的轴向方向的槽；
[0010]护套压条设置于所述转子支架外壁上的所述槽之间的间隙，永磁体护套固定于所述护套压条上，并且所述永磁体护套与所述槽之间形成插入安装永磁体的空间；
[0011]所述转子支架上安装有铁芯端部压板的一端还固定有磁极端部压板，用于固定实现所述永磁体插入安装后的轴向固定。
[0012]进一步地，所述转子铁芯内壁上开有卡合槽，用于与安装于所述转子支架上的固定条卡合从而实现所述转子铁芯的固定。
[0013]进一步地，所述转子铁芯由圆环型的铁芯叠块叠压而成。
[0014]进一步地，所述转子铁芯上开有通孔，所述永磁体护套和所述护套压条上也开有相应的通孔，从而通过螺钉固定于所述转子支架上实现所述永磁体的压紧固定。
[0015]进一步地，所述转子铁芯上的通孔是由所述铁芯叠块叠压完成后冲孔形成。
[0016]进一步地，所述转子铁芯上的通孔是由沿周向分布且之间留有通孔间隙的块状铁芯叠片与所述铁芯叠块叠压从而形成的。
[0017]另外一方面，本发明还公开了一种制作永磁电机的转子机构的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤:
[0018](a)将圆筒体的转子支架套装在转轴上，并在所述转子支架的外表壁周向均匀分布地固定沿轴向的固定条；
[0019](b)在所述转子支架的沿轴向的一个端面上固定端部挡板，将叠压成转子铁芯的圆环型铁芯叠块逐块套入所述转子支架上，通过与所述固定条卡合实现固定，并且在所述转子支架固定所述端部挡板的另一轴向端面上固定铁芯端部压板，从而所述端部挡板与所述铁芯端部压板在轴向上限制所述转子铁芯；
[0020](c)所述叠压完成后的转子铁芯的外壁周向均匀间隔形成有沿所述转子支架的轴向方向的槽，用于安装永磁体，将护套压条填充于所述转子支架外壁上的槽之间的间隙，将永磁体护套固定于所述护套压条上，所述永磁体护套与槽之间形成所述永磁体的安装空间；
[0021](d)在所述永磁体护套与槽之间形成所述永磁体的安装空间内插入所述永磁体，进一步固定压紧所述永磁体护套从而锁紧所述永磁体，在转子支架上安装有铁芯端部压板的一端固定磁极端部压板，用于固定实现所述永磁体插入安装后的轴向固定，由此形成所述转子机构。
[0022]总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于采用了铁芯开槽固定永磁体，能够适应于永磁体安装的级数多，且之间周向间隔小的转子机构中的应用。
【附图说明】
[0023]图1是按照本发明的永磁体机构的电机转子结构示意图；
[0024]图2(a)是按照本发明的永磁体机构的转子支架的A端面示意图；
[0025]图2(b)是按照本发明的永磁体机构的转子支架的B端面示意图；
[0026]图3是按照本发明的永磁体机构的楔形固定条的示意图；
[0027]图4是按照本发明的永磁体机构的端部挡板的示意图；
[0028]图5(a)是按照本发明的永磁体机构的转子铁心3的整体截面示意图；
[0029]图5 (b)是按照本发明的永磁体机构的转子铁心3的局部细节放大图；
[0030]图5(c)是按照本发明的永磁体机构的转子铁心3的三维示意图；
[0031]图5(d)是按照本发明的永磁体机构的转子铁心3的铁心通孔示意图；
[0032]图6 (a)是按照本发明的永磁体机构的永磁体护套的示意图；
[0033]图6(b)是按照本发明的永磁体机构的护套安装在永磁体上的示意图；
[0034]图6(c)是按照本发明的永磁体机构的相邻的永磁体护套安装的局部示意图。
[0035]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中:
[0036]I一转轴2—转子支架3—转子铁芯4一磁极端部压板5—铁芯端部压板；6—永磁体；7—永磁体护套；8—楔形固定条；9一端部挡板；10—护套压条11-圆环型铁芯叠块
12-铁芯叠片
【具体实施方式】
[0037]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0038]本发明所涉及的永磁电机转子机构的示意图如图1所示，其中为了显示楔形固定条8、端部挡板9和永磁体6，转子铁芯3、铁芯端部压板5和磁极端部压板4只显示了一部分，该结构主要包括以下部分:转子支架2套装在转轴I上，与转子支架2连接成一个整体，用于传递电机的转矩；转子支架2两个端面均匀设有螺纹孔，端部挡板9可以通过螺钉固定于转子支架2的一端；楔形固定条8沿圆周均匀固定于转子支架2的表面，转子铁芯叠片内壁开有与楔形固定条8相适应的槽口，使得叠片逐次插入到楔形固定条8中卡合，实现转子铁芯3的径向固定，叠压完成后，在转子支架2另一端面通过螺钉均匀固定铁芯端部压板5，对转子铁芯进行轴向固定；转子支架2圆周表面沿周向均匀设有螺纹孔，转子铁芯3在与转子支架2螺纹孔相应位置也设置有相适应的通孔，同样永磁体护套7和护套压条10也在相应地方设有通孔，通过螺钉可以将护套压条10和永磁体护套7 —起固定在转子支架上，安装好后永磁体护套7和转子铁芯3之间形成安装永磁体的空间，通过靠近铁芯端部压板5一端的通道入口，将分块之后的永磁体逐次插入到永磁体护套7和转子铁芯3之间的安装孔内，在每一极永磁体插入完毕后，在靠近铁芯端部压板5的一端将磁极端部压板4与转子支架2通过螺钉