一种拼接型内置永磁同步电动机转子的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于永磁电机技术领域，尤其涉及一种拼接型内置永磁同步电动机转子。
【背景技术】
[0002]永磁同步电动机转子主要分为表面式、内置式两种结构。表面式转子的永磁体被贴在转子表面，漏磁很小，但在高速旋转时永磁体容易脱落，而且转子磁路结构对称，不能有效利用磁阻转矩，另外弱磁提速能力也不强。内置式转子的永磁体被插放在转子内部，永磁体可以得到保护，转子磁路结构不对称性产生的磁阻转矩可提高电动机的过载能力和功率密度，弱磁提速能力也较好。但是内置式转子依靠隔磁桥限制漏磁，抗漏磁效果较差，漏磁依然很大，永磁体材料利用率较低，这对降低电动机生产成本是不利的。而且隔磁桥机械强度较差，影响电动机的运行可靠性。
【发明内容】
[0003]本发明旨在提供一种拼接型内置永磁同步电动机转子，以解决传统内置式转子漏磁较大、机械强度较差的问题。
[0004]本发明的技术方案是以下述方法实现的:
一种拼接型内置永磁同步电动机转子，包括中心铁心、若干弓形铁心、用于榫接中心铁心和弓形铁心的若干铜条、若干永磁体、转轴，所述转轴固定设置在所述中心铁心的对称中心位置;所述中心铁心的横截面呈正多边形，所述中心铁心相邻边的相交处均设置有燕尾形榫槽;所述铜条横截面呈“不”字形，包括与燕尾形榫槽相榫接的燕尾形榫头、对称地位于同一直线上且垂直所述燕尾形榫头的两个矩形榫头、对称的设置在所述燕尾形榫头和两个矩形榫头之间的两个矩形突出部，另外，所述铜条也可换成由其他高强度非铁磁材料制成的具有相同形状的部件;所述弓形铁心的两端设置有与相邻铜条的矩形榫头相榫接的凹槽;所述中心铁心的各边与相对榫接的弓形铁心之间形成有矩形槽，所述矩形槽内插装有形状相对应的永磁体。
[0005]进一步地，所述中心铁心的横截面的正多边形边数、弓形铁心的数量、所述铜条的数量、永磁体的数量与电机极数相同。
[0006]进一步地，所述永磁体包括分别与中心铁心和弓形铁心接触的第一永磁体端面和第二永磁体端面，其充磁方向垂直于第一永磁体端面和第二永磁体端面，其中一半数量的永磁体的充磁方向朝向中心铁心的中心，另一半数量的永磁体的充磁方向背离中心铁心的中心，相邻的永磁体的充磁方向不同。
[0007]进一步地，所述矩形突出部的宽度与永磁体的厚度相同，保证永磁体能够完全填满矩形槽而没有间隙。
[0008]相比现有技术，本发明的技术方案省去了传统内置式转子中的隔磁桥，使转子兼有传统表面式转子和传统内置式转子的优良特性:漏磁小，可充分利用磁阻转矩，具有较高的过载能力、功率密度和弱磁提速能力，并且使转子的机械可靠性优于传统表面式转子和传统内置式转子。
【附图说明】
[0009]图1为本发明实施例的结构示意图。
[0010]图2为本发明实施例的中心铁心的结构示意图。
[0011]图3为本发明实施例的中心铁心和铜条装配在一起时的结构示意图。
[0012]图4为本发明实施例的弓形铁心的结构示意图。
[0013 ]图5为本发明实施例的永磁体的结构示意图。
[0014]图6为本发明实施例的铜条的结构示意图。
[0015]图7为本发明实施例与普通交流电机定子配合在一起组成的电动机整体结构示意图。
[0016]图中所示为:1-中心铁心，2-弓形铁心，3-永磁体，4-铜条，5-转轴，6_定子，11_燕尾形榫槽，12-中心铁心凸出部，13-轴孔，14-矩形槽，21-凹槽，31-第一永磁体端面，32-第一■永磁体?而面，41-燕尾形禪头，42-矩形关出部，43-矩形禪头。
【具体实施方式】
[0017]下面通过具体实施例对本发明的目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
[0018]如图1至图6所示，一种拼接型内置永磁同步电动机转子，包括中心铁心1、若干弓形铁心2、用于榫接中心铁心I和弓形铁心2的若干铜条4、若干永磁体3、转轴5，如图2所示，所述中心铁心I由硅钢片叠压而成，中心铁心I的对称中心位置设置有轴孔13，利用轴孔13将中心铁心I套装在转轴5上。所述转轴5固定设置在所述中心铁心I的;所述中心铁心I的总体呈四棱柱状，其横截面呈正四边形，所述中心铁心I相邻边的相交处，即中心铁心I每条棱处均设置有燕尾形榫槽11，燕尾形榫槽11的形状和尺寸须合理以保证中心铁心I每条棱处的中心铁心凸出部12具有足够的机械强度;如图6所示，所述铜条4横截面呈“不”字形，采用具有高机械强度的铍铜作为材料，包括与燕尾形榫槽11相榫接的燕尾形榫头41、对称地位于同一直线上且垂直所述燕尾形榫头41的两个矩形榫头43、对称的设置在所述燕尾形榫头41和两个矩形榫头43之间的两个矩形突出部42;如图4所示，所述弓形铁心2的由硅钢片叠压而成，弓形铁心2数量与所述铜条4相一致，其两端设置有与相邻铜条4的矩形榫头43相榫接的凹槽21;所述中心铁心I的各边与相对榫接的弓形铁心2之间形成有矩形槽14(见图3)，所述矩形槽14内插装有形状相对应的永磁体3。
[0019]所述中心铁心I的横截面的正多边形边数、弓形铁心2的数量、所述铜条4的数量、永磁体3的数量与电机极数相同，本实施例中，所述中心铁心I的横截面为正四边形，弓形铁心2的数量、所述铜条4的数量、永磁体3的数量与电机极数均为4。
[0020]如图5所示，所述永磁体3包括分别与中心铁心I和弓形铁心2接触的第一永磁体端面31和第二永磁体端面32，其充磁方向垂直于第一永磁体端面31和第二永磁体端面32，可根据需要选用合适的钕铁硼材料作为永磁体3的材料，其中一半数量的永磁体3的充磁方向朝向中心铁心I的中心，另一半数量的永磁体3的充磁方向背离中心铁心I的中心，相邻的永磁体3的充磁方向不同。
[0021]所述矩形突出部42的宽度与永磁体3的厚度相同，保证永磁体3能够完全填满矩形槽14而没有间隙，铜条4的两个矩形榫头43的宽度须足够大以保证铜条4具有足够的机械强度。
[0022]本实施例中，中心铁心1、弓形铁心2、永磁体3、铜条4的轴向长度相同。所述的拼接型内置永磁同步电动机转子与普通交流电机定子6配合在一起就可构成一台永磁同步电动机，如图7所示，同时，所述的中心铁心1、弓形铁心2、永磁体3、铜条4、转轴5的横截面可以完全互补，实现无缝无孔配合，构成一个实心面域。
[0023]本实施例提供的转子与传统内置式永磁同步电动机转子相比，省去了机械强度较差、抗漏磁效果较差的隔磁桥，机械强度大大提高，铜条4的导磁性能与空气相同，可以使漏磁显著降低。所以本发明提供的转子在电动机运行时具有更高的机械可靠性，使用同样多的永磁体材料可产生的气隙磁通更大，对提高电动机性能、节省永磁体材料、降低生产成本都非常有利，各组件也易于组装。
[0024]本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种拼接型内置永磁同步电动机转子，其特征在于，包括中心铁心(I)、若干弓形铁心(2)、用于榫接中心铁心(I)和弓形铁心(2)的若干铜条(4)、若干永磁体(3)、转轴(5)， 所述转轴(5)固定设置在所述中心铁心(I)的对称中心位置； 所述中心铁心(I)的横截面呈正多边形，所述中心铁心(I)相邻边的相交处均设置有燕尾形榫槽(11); 所述铜条(4)横截面呈“不”字形，包括与燕尾形榫槽(11)相榫接的燕尾形榫头(41)、对称地位于同一直线上且垂直所述燕尾形榫头(41)的两个矩形榫头(43)、对称的设置在所述燕尾形榫头(41)和两个矩形榫头(43)之间的两个矩形突出部(42);所述弓形铁心(2)两端设置有与相邻铜条(4)的矩形榫头(43)相榫接的凹槽(21); 所述中心铁心(I)的各边与相对榫接的弓形铁心(2)之间形成有矩形槽(14)，所述矩形槽(14)内插装有形状相对应的永磁体(3)。2.根据权利要求1所述的拼接型内置永磁同步电动机转子，其特征在于: 所述中心铁心(I)的横截面的正多边形边数、弓形铁心(2)的数量、所述铜条(4)的数量、永磁体(3)的数量与电机极数相同。3.根据权利要求1所述的拼接型内置永磁同步电动机转子，其特征在于:所述永磁体(3)包括分别与中心铁心(I)和弓形铁心(2)接触的第一永磁体端面(31)和第二永磁体端面(32),其充磁方向垂直于第一永磁体端面(31)和第二永磁体端面(32)，其中一半数量的永磁体(3)的充磁方向朝向中心铁心(I)的中心，另一半数量的永磁体(3)的充磁方向背离中心铁心(I)的中心，相邻的永磁体(3)的充磁方向不同。4.根据权利要求1所述的拼接型内置永磁同步电动机转子，其特征在于:所述矩形突出部(42)的宽度与永磁体(3)的厚度相同。
【专利摘要】一种拼接型内置永磁同步电动机转子，包括中心铁心、若干弓形铁心、用于榫接中心铁心和弓形铁心的若干铜条、若干永磁体、转轴，所述中心铁心和弓形铁心相互独立，利用燕尾形榫槽将中心铁心、弓形铁心与铜条配合在一起，使这三种组件通过简单的拼接方式组装成为一个牢固的整体，能够很好地抵抗旋转时的离心力而不解体，永磁体插放在中心铁心、中心铁心和铜条共同形成的矩形槽内。本发明省去了机械强度较差、抗漏磁效果较差的隔磁桥，机械强度大大提高，铜条的导磁性能与空气相同，漏磁显著降低，电动机运行时具有更高机械可靠性，使用同样多的永磁体材料可产生更大气隙磁通，提高电动机性能、节省永磁体材料、降低生产成本且易于组装。
【IPC分类】H02K1/27
【公开号】CN105576868
【申请号】CN201610091326
【发明人】司萌, 杨向宇, 谢宝忠, 何智荣
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年2月18日