一种永磁电机用复合永磁体的制作方法

1.本实用新型属于永磁电机制造技术领域，涉及一种永磁电机用复合永磁体。


背景技术：

2.能够长期保持其磁性的磁体称永久磁体。如天然的磁石(磁铁矿)和人造磁钢(铁镍钴磁钢)等。
3.磁体应用范围多种多样，其中包括电视机、扬声器、音响喇叭、收音机、皮包扣、数据线磁环，电脑硬盘，手机震动器，电机等等。扬声器这类永磁体是利用通电线圈在磁场中运动的原理来发声。喇叭上的永磁体则是利用线圈中电流发生变化时，电流产生的磁场与之相作用，使得线圈和磁铁相对位置发生改变，带动喇叭上的纸盆发生振动，推动空气并传播这个振动，人耳从而听到声音。总之，永磁体在人们生活中无所不在，它方便了我们的生产生活。
4.其中，永磁电机因具有效率和功率因数高、转速运行范围宽等突出优点，体积小、重量轻、功率密度高等特点成为我国高端装备发展的核心与关键，特别适合应用于高速高性能电机系统，在高速磨床、空气循环制冷系统、储能飞轮、天然气输送高速离心压缩机以及作为飞机或舰载供电设备的分布式发电系统等领域具有广阔的应用前景。
5.相对于外转子永磁电机，内转子永磁电机具有转子半径小和可靠性高的优点，成为高速永磁电机的首选。
6.但现有永磁电机转子存在涡流损耗大、局部应力，这成为高速永磁电机向更大功率和更高转速发展的瓶颈。
7.因此，我们提出了一种装快速稳定、转子的励磁磁场强、涡流损耗低的永磁电机用复合永磁体。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种永磁电机用复合永磁体，本实用新型要解决的技术问题是：如何使得复合永磁体具备降低电机转子内的涡流损耗和局部应力以及励磁磁场强等功能。
9.本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：
10.一种永磁电机用复合永磁体，包括包覆碳纤维层、两个相对放置的永磁体块和磁粉复合组件，所述两个永磁体块之间设有混合填充体，包覆碳纤维层包覆在两个永磁体块的外侧，磁粉复合组件由内复合部件和设置在内复合部件外侧的外复合部件组成，内侧部件同轴套装在包覆碳纤维层外侧，磁粉复合组件的外侧部件同轴套装有护套。
11.所述包覆碳纤维层、两个相对放置的永磁体块和混合填充体组成永磁体组件，永磁体块的端面设有若干圆周均布的插合凸起，插合凸起之间形成插合间隙，永磁体块的内部设有放置孔一，永磁体块的外侧设有抵挡端轴，插合凸起插合在另一个永磁体块的插合间隙内部，且两个相对放置的永磁体块的插合凸起之间形成放置间隙。
12.采用以上结构，永磁体块的插合凸起和另一个永磁体块的插合间隙，放置孔一用于将永磁体块粘贴在转轴的外表面，以达到最小化永磁体块的旋转半径，实现最小化其高速旋转时的离心力的技术效果，抵挡端轴用于安装包覆碳纤维层，放置间隙用于安装混合填充体。
13.所述包覆碳纤维层的内部两端设有配合凸起，配合凸起卡合在对应永磁体块的抵挡端轴上，配合凸起的内径与抵挡端轴的轴径相等，包覆碳纤维层的内径与永磁体块的外径相等。
14.采用以上结构，配合凸起卡合在对应永磁体块的抵挡端轴上，安装包覆碳纤维层，将永磁体块和混合填充体包裹在内部，保证安装稳定。
15.所述混合填充体的内侧设有放置孔二，放置孔二与放置孔一的孔径相等，混合填充体的外侧设有若干圆周均布的卡合凸起，卡合凸起之间形成卡合间隙，卡合凸起卡合在放置间隙内部，插合凸起卡合在卡合间隙内部。
16.采用以上结构，放置孔二与放置孔一配合，安装在转轴的外表面，卡合凸起卡合在放置间隙内部，插合凸起卡合在卡合间隙内部，混合填充体稳定地安装在两个永磁体块之间，混合填充体可增强转子的励磁磁场，而且可吸收转子高速转动时，在永磁体块上所产生的形变应力，从而降低永磁体块因高转速导致其边沿局部应力过高的风险。
17.所述内复合部件包括由内向外以施加拉应力的方式缠绕的第一磁粉胶膜层、第二磁粉胶膜层和第三磁粉胶膜层，第一磁粉胶膜层包覆在包覆碳纤维层外侧，第三磁粉胶膜层的外侧设有以施加拉应力的方式缠绕的双层碳纤维所形成的第一碳纤维层。
18.采用以上结构，由内向外以施加拉应力的方式缠绕的第一磁粉胶膜层、第二磁粉胶膜层和第三磁粉胶膜层，有效包裹在包覆碳纤维层外侧，第一碳纤维层稳定包裹在第三磁粉胶膜层的外侧。
19.所述外复合部件包括由内向外以施加拉应力的方式缠绕的第四磁粉胶膜层、第五磁粉胶膜层和第六磁粉胶膜层，第四磁粉胶膜层包覆在第一碳纤维层外侧，第六磁粉胶膜层的外侧设有以施加拉应力的方式缠绕的双层碳纤维所形成的第二碳纤维层，护套包覆在第二碳纤维层外侧。
20.采用以上结构，由内向外以施加拉应力的方式缠绕的第四磁粉胶膜层、第五磁粉胶膜层和第六磁粉胶膜层，有效包裹在第一碳纤维层外侧，第二碳纤维层包覆在第六磁粉胶膜层的外侧，护套包覆在第二碳纤维层外侧，保证外复合部件稳定包覆在内复合部件外侧，护套包覆在第二碳纤维层外侧，达到紧固保护效果。
21.所述永磁体块采用剩磁密度较高的永磁体制成，第一碳纤维层、第二碳纤维层和包覆碳纤维层均采用t700级碳纤维制成，混合填充体、第一磁粉胶膜层、第二磁粉胶膜层、第三磁粉胶膜层、第四磁粉胶膜层、第五磁粉胶膜层和第六磁粉胶膜层均采用混合磁粉与环氧树脂按按比例均匀混合后固化而成的磁粉胶膜制成，护套由以施加拉应力方式缠绕由若干层碳纤维构成的碳纤维层制成。
22.采用以上结构，可最大化磁粉胶膜的含量，可最小化永磁体块的用量，从而可进一步降低电机转子内的涡流损耗，并间接提升电机转子的临界转速。
23.与现有技术相比，本永磁电机用复合永磁体具有以下优点：
24.通过碳纤维层、永磁体块和混合填充体配合，组成永磁体组件，混合填充体可增强
永磁体组件转子的励磁磁场，而且可吸收转子高速转动时，在永磁体块上所产生的形变应力，从而降低永磁体块因高转速导致其边沿局部应力过高的风险；通过包覆碳纤维层和抵挡端轴配合，快速安装，紧固锁定永磁体组件；通过磁粉复合组件和护套配合，可最大化磁粉胶膜的含量，可最小化永磁体块的用量，从而可进一步降低电机转子内的涡流损耗，并间接提升电机转子的临界转速。
附图说明
25.图1是本实用新型的立体结构示意图；
26.图2是本实用新型的剖面结构示意图；
27.图3是本实用新型的分解结构示意图；
28.图中：1-永磁体块、1a-抵挡端轴、1b-插合凸起、1c-插合间隙、1d-放置孔一、2-包覆碳纤维层、2a-配合凸起、3-磁粉复合组件、3a-第一磁粉胶膜层、3b-第二磁粉胶膜层、3c-第三磁粉胶膜层、3d-第一碳纤维层、3e-第四磁粉胶膜层、3f-第五磁粉胶膜层、3g-第六磁粉胶膜层、3h-第二碳纤维层、4-护套、5-混合填充体、5a-卡合凸起、5b-卡合间隙、5c-放置孔二。
具体实施方式
29.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
30.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
31.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
32.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
33.请参阅图1-3，本实施例提供了一种永磁电机用复合永磁体，包括包覆碳纤维层2、两个相对放置的永磁体块1和磁粉复合组件3，两个永磁体块1之间设有混合填充体5，包覆碳纤维层2包覆在两个永磁体块1的外侧，磁粉复合组件3由内复合部件和设置在内复合部件外侧的外复合部件组成，内侧部件同轴套装在包覆碳纤维层2外侧，磁粉复合组件3的外侧部件同轴套装有护套4。
34.包覆碳纤维层2、两个相对放置的永磁体块1和混合填充体5组成永磁体组件，永磁体块1的端面设有若干圆周均布的插合凸起1b，插合凸起1b之间形成插合间隙1c，永磁体块1的内部设有放置孔一1d，永磁体块1的外侧设有抵挡端轴1a，插合凸起1b插合在另一个永磁体块1的插合间隙1c内部，且两个相对放置的永磁体块1的插合凸起1b之间形成放置间隙；永磁体块1的插合凸起1b和另一个永磁体块1的插合间隙1c，放置孔一1d用于将永磁体
块1粘贴在转轴的外表面，以达到最小化永磁体块1的旋转半径，实现最小化其高速旋转时的离心力的技术效果，抵挡端轴1a用于安装包覆碳纤维层2，放置间隙用于安装混合填充体5。
35.包覆碳纤维层2的内部两端设有配合凸起2a，配合凸起2a卡合在对应永磁体块1的抵挡端轴1a上，配合凸起2a的内径与抵挡端轴1a的轴径相等，包覆碳纤维层2的内径与永磁体块1的外径相等；配合凸起2a卡合在对应永磁体块1的抵挡端轴1a上，安装包覆碳纤维层2，将永磁体块1和混合填充体5包裹在内部，保证安装稳定。
36.混合填充体5的内侧设有放置孔二5c，放置孔二5c与放置孔一1d的孔径相等，混合填充体5的外侧设有若干圆周均布的卡合凸起5a，卡合凸起5a之间形成卡合间隙5b，卡合凸起5a卡合在放置间隙内部，插合凸起1b卡合在卡合间隙5b内部；放置孔二5c与放置孔一1d配合，安装在转轴的外表面，卡合凸起5a卡合在放置间隙内部，插合凸起1b卡合在卡合间隙5b内部，混合填充体5稳定地安装在两个永磁体块1之间，混合填充体5可增强转子的励磁磁场，而且可吸收转子高速转动时，在永磁体块1上所产生的形变应力，从而降低永磁体块1因高转速导致其边沿局部应力过高的风险。
37.内复合部件包括由内向外以施加拉应力的方式缠绕的第一磁粉胶膜层3a、第二磁粉胶膜层3b和第三磁粉胶膜层3c，第一磁粉胶膜层3a包覆在包覆碳纤维层2外侧，第三磁粉胶膜层3c的外侧设有以施加拉应力的方式缠绕的双层碳纤维所形成的第一碳纤维层3d；由内向外以施加拉应力的方式缠绕的第一磁粉胶膜层3a、第二磁粉胶膜层3b和第三磁粉胶膜层3c，有效包裹在包覆碳纤维层2外侧，第一碳纤维层3d稳定包裹在第三磁粉胶膜层3c的外侧。
38.外复合部件包括由内向外以施加拉应力的方式缠绕的第四磁粉胶膜层3e、第五磁粉胶膜层3f和第六磁粉胶膜层3g，第四磁粉胶膜层3e包覆在第一碳纤维层3d外侧，第六磁粉胶膜层3g的外侧设有以施加拉应力的方式缠绕的双层碳纤维所形成的第二碳纤维层3h，护套4包覆在第二碳纤维层3h外侧；由内向外以施加拉应力的方式缠绕的第四磁粉胶膜层3e、第五磁粉胶膜层3f和第六磁粉胶膜层3g，有效包裹在第一碳纤维层3d外侧，第二碳纤维层3h包覆在第六磁粉胶膜层3g的外侧，护套4包覆在第二碳纤维层3h外侧，保证外复合部件稳定包覆在内复合部件外侧，护套4包覆在第二碳纤维层3h外侧，达到紧固保护效果。
39.永磁体块1采用剩磁密度较高的永磁体制成，第一碳纤维层3d、第二碳纤维层3h和包覆碳纤维层2均采用t700级碳纤维制成，混合填充体5、第一磁粉胶膜层3a、第二磁粉胶膜层3b、第三磁粉胶膜层3c、第四磁粉胶膜层3e、第五磁粉胶膜层3f和第六磁粉胶膜层3g均采用混合磁粉与环氧树脂按按比例均匀混合后固化而成的磁粉胶膜制成，护套4由以施加拉应力方式缠绕由若干层碳纤维构成的碳纤维层制成；可最大化磁粉胶膜的含量，可最小化永磁体块1的用量，从而可进一步降低电机转子内的涡流损耗，并间接提升电机转子的临界转速。
40.本实用新型的工作原理：
41.将混合填充体5放置在两个永磁体块1之间，两个永磁体块1的插合凸起1b和插合间隙1c插接配合，形成放置间隙，卡合凸起5a卡合在放置间隙内部，插合凸起1b卡合在卡合间隙5b内部，放置孔二5c与放置孔一1d配合，用于将永磁体块1粘贴在转轴的外表面，以达到最小化永磁体块1的旋转半径，实现最小化其高速旋转时的离心力的技术效果，配合凸起
2a卡合在对应永磁体块1的抵挡端轴1a上，将永磁体块1和混合填充体5包裹在包覆碳纤维层2的内部，由内向外以施加拉应力的方式缠绕的第一磁粉胶膜层3a、第二磁粉胶膜层3b和第三磁粉胶膜层3c形成的内复合部件包覆在包覆碳纤维层2的外侧，第一碳纤维层3d包覆在第三磁粉胶膜层3c外侧，由内向外以施加拉应力的方式缠绕的第四磁粉胶膜层3e和第五磁粉胶膜层3f形成的外复合部件包覆在第一碳纤维层3d外侧，再将第二碳纤维层3h包覆在第六磁粉胶膜层3g的外侧，护套4包覆在第二碳纤维层3h外侧，达到紧固保护效果的同时，最大化磁粉胶膜的含量，可最小化永磁体块1的用量，从而可进一步降低电机转子内的涡流损耗，并间接提升电机转子的临界转速。
42.综上，通过碳纤维层2、永磁体块1和混合填充体5配合，组成永磁体组件，混合填充体5可增强永磁体组件转子的励磁磁场，而且可吸收转子高速转动时，在永磁体块1上所产生的形变应力，从而降低永磁体块1因高转速导致其边沿局部应力过高的风险；通过包覆碳纤维层2和抵挡端轴1a配合，快速安装，紧固锁定永磁体组件；通过磁粉复合组件3和护套4配合，可最大化磁粉胶膜的含量，可最小化永磁体块1的用量，从而可进一步降低电机转子内的涡流损耗，并间接提升电机转子的临界转速。
43.上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。