转子、转子的制造方法和包括转子的电机与流程

文档序号:11622785阅读:324来源:国知局
转子、转子的制造方法和包括转子的电机与流程

本发明涉及电机领域,更具体地讲,涉及一种转子、该转子的制造方法和包括该转子的电机。



背景技术:

低速大直径发电机(例如,风力发电机)由定子和转子组成。在大型发电机中,转子包括转子磁轭和安装并紧固到转子磁轭上的充磁的磁体。

在公布号为cn106165260a的专利申请中,通过在转子磁轭上加工出t形或l形的突出部形成槽,然后将磁体装配到槽中。该槽通过对转子磁轭进行复杂的机加工而形成,导致加工量大,特别是对于直径较大的转子,对机加工设备的要求高,必然导致生产成本较高。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种可降低生产成本的转子、该转子的制造方法和包括该转子的电机。

根据本发明的一方面,提供一种转子,所述转子包括:转子磁轭;多个第一压条,所述多个第一压条成列地布置在所述转子磁轭的安装表面上,所述多个第一压条沿着所述转子磁轭的圆周方向按照预定间隔设置,以在所述多个第一压条中相邻的两列第一压条之间形成槽;磁极模块,包括固定有磁体的载体板,所述磁极模块设置在所述槽中,其中,在所述转子磁轭的径向上,所述多个第一压条中的每个第一压条与所述载体板中对应的载体板之间具有预定间隙;多个第二压条,所述多个第二压条成列地布置,与成列地布置的所述多个第一压条对应并配合,从而填充所述预定间隙。

可选地,所述多个第一压条中的每个第一压条可包括主体部和从主体部朝向主体部两侧的槽延伸的叠置部,所述叠置部可分别与相邻的两个载体板部分地叠置,所述第二压条可包括主体部以及从所述主体部延伸以分别与所述叠置部配合的第一配合部和第二配合部。

可选地,所述叠置部可包括在每个第一压条的宽度方向上沿彼此相反的方向突出的第一突出部和第二突出部,所述第一配合部和所述第二配合部可具有分别包围所述第一突出部和所述第二突出部的l型结构。

可选地,所述第一压条的横截面可以为梯形形状。

可选地,所述第一配合部和所述第二配合部可由受热膨胀的弹性材料形成。

可选地,所述载体板可包括第一台阶部,所述第一台阶部通过使所述载体板沿着所述载体板的宽度方向的两侧向内凹入而形成。

可选地,所述成列地布置的第一压条可平行于所述转子磁轭的轴向或与所述转子磁轭的所述轴向成预定角度。

可选地,每列所述第一压条包括多个第一压条,每列所述第二压条包括多个第二压条,其中,单个所述第二压条的长度可以比单个所述第一压条的长度短,每列所述第二压条的总长度可以与每列所述第一压条的总长度相等。

可选地,每个第一压条可通过焊接固定到所述转子磁轭,每个第二压条可通过焊接固定到所述第一压条。

可选地,所述转子还可包括在所述转子磁轭的轴向上固定每列磁极模块的一端和另一端的第一固定部和第二固定部,其中,所述第一固定部为设置在所述转子磁轭上的环状突起。

可选地,所述磁极模块还可包括磁极盒,所述磁极盒固定到所述载体板,所述磁体密封在所述磁极盒中。

可选地,所述转子还可包括覆层,所述覆层可覆盖所述磁极模块、所述第一压条和所述第二压条,所述覆层可包括树脂。

根据本发明的另一方面,提供一种转子的制造方法,所述制造方法包括:在转子的转子磁轭的安装表面上成列地布置多个第一压条,所述多个第一压条沿着所述转子磁轭的圆周方向按照预定间隔设置,以在所述多个第一压条中相邻的两列第一压条之间形成槽;将磁极模块推入所述槽中,其中,所述磁极模块包括固定有磁体的载体板,在所述转子磁轭的径向上,所述多个第一压条中的每个第一压条与所述载体板中对应的载体板之间具有预定间隙;在相邻的两列磁极模块之间推入第二压条,所述第二压条与多个第一压条中对应的第一压条相配合并填充所述预定间隙。

可选地,可通过焊接将每个第一压条固定在所述转子磁轭的所述安装表面上,并可通过焊接将所述第二压条固定到所述第一压条。

可选地,所述制造方法还可包括在所述磁极模块、所述第一压条和所述第二压条上形成覆层,所述覆层可包括树脂。

根据本发明的另一方面,提供一种电机,所述电机包括如上所述的转子。

根据本发明的实施例,通过利用第一压条和第二压条的双压条结构来定位并固定磁极模块,可避免对转子进行复杂的加工,从而可降低生产成本,并可保证安装精度。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述,本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚,其中:

图1是示出根据本发明的实施例的转子的局部示意图;

图2是示出图1的p部分的放大示意图;

图3是示出根据本发明的实施例的磁极盒的示意图;

图4是示出根据本发明的实施例的载体板的示意图;

图5是示出在转子磁轭上安装第一压条的局部示意图;

图6是示出在转子磁轭上安装第一压条的局部示意图;

图7是示出在转子磁轭上安装第一压条的示意性局部截面图;

图8是示出根据本发明的实施例的第二压条的俯视图;

图9是示出根据本发明的实施例的第二压条的截面图。

在附图中:1000为转子,100为转子磁轭,110为第一部分,120为第二部分,200为第一压条,210为主体部,220为第一突出部,230为第二突出部,300为磁极模块,310为载体板,320为磁极盒,330为磁体,311为第一台阶部,312为第二台阶部,400为第二压条,410为主体部,420为第一配合部,430为第二配合部,500为覆层,10为固定孔,201为槽,202和401为焊接通孔,203为焊料,g为间隙。

具体实施方式

在下文中,将参照附图详细描述示例性实施例。在附图中,为了清楚起见,可放大组件的形状、尺寸等。

为了描述的方便,在此可根据附图中的装置方位使用“上表面”、“下表面”等来描述装置的表面。应理解的是,如果图中的装置被翻转,则“上表面”将变为“下表面”,“下表面”将变为“上表面”。

下面,将参照图1至图9详细描述本发明的实施例的转子。

图1是示出根据本发明的实施例的转子的局部示意图,图2是示出图1的p部分的放大示意图,图3是示出根据本发明的实施例的磁极盒的示意图,图4是示出根据本发明的实施例的载体板的示意图,图5是示出在转子磁轭上安装第一压条的局部示意图,图6是示出在转子磁轭上安装第一压条的局部示意图,图7是示出在转子磁轭上安装第一压条的示意性局部截面图,图8是示出根据本发明的实施例的第二压条的俯视图,图9是示出根据本发明的实施例的第二压条的截面图。

如图1至图9所示,根据本发明的实施例的转子1000可包括:转子磁轭100;多个第一压条200,多个第一压条200成列地布置在转子磁轭100的安装表面上,多个第一压条200沿着转子磁轭100的圆周方向按照预定间隔设置,以在多个第一压条200中相邻的两列第一压条200之间形成槽201;磁极模块300,包括固定有磁体330的载体板310,磁极模块300设置在槽201中,其中,在转子磁轭100的径向上,多个第一压条200中的每个第一压条200与载体板310中对应的载体板310具有预定间隙g(见图2);多个第二压条400,多个第二压条400成列地布置,与成列地布置的多个第一压条200对应并配合,从而填充预定间隙g,以固定载体板310。

根据本发明的实施例,电机可以由定子和转子构成。其中,电机的结构可以是内定子、外转子结构(即,转子沿定子的外周设置)或者是内转子、外定子结构(即,定子沿转子的外周设置)。当电机的结构为内转子、外定子的情况下,转子磁轭的安装表面是转子磁轭的外周面。当电机的结构为内定子、外转子的情况下,转子磁轭的安装表面为转子磁轭的内周面。为了方便描述,以下将以电机的结构为内定子、外转子结构作为示例进行描述。

如图1所示,根据本发明的实施例的转子1000包括其安装表面为内周面的转子磁轭100。

根据本发明的实施例,可通过包括第一压条200和第二压条400的双压条结构将磁极模块300固定到转子磁轭100上。

首先,将参照图3和图4来描述根据本发明的实施例的磁极模块300。如图3所示,磁极模块300可包括载体板310、固定到载体板310的磁极盒320和密封在磁极盒320中的磁体330。

根据本发明的示例性实施例,例如,载体板310可以由钢或其它导磁材料形成。如图3和图4所示,载体板310的上表面可具有对应于转子磁轭100的安装表面(图1中的内周面)的形状。载体板310的下表面可以为平面,以便在载体板310与磁极盒320中的磁体330之间形成密封材料,而不产生额外的空隙。

载体板310可具有第一台阶部311,第一台阶部311可通过使载体板310沿其宽度方向的两侧表面向内凹入预定距离而形成。通过形成第一台阶部311能够将磁极模块300推入间隙201中。为了顺利地将磁极模块300推入间隙201中,预定间隙g可形成在第一台阶部311与第一压条200之间,稍后将做详细描述。然而,本发明不限于此,当沿转子磁轭100的径向在第一压条200与载体板310之间的距离足够时,也可不形成第一台阶部311。

根据本发明的示例性实施例,磁体330可被密封(例如,使用密封胶)在磁极盒320中,磁极盒320可被固定到载体板310上,从而防止磁体330与湿气、腐蚀介质接触而被腐蚀。优选地,磁体330为永磁体,例如,可包括钕铁硼(nd2fe14b)。优选地,磁极盒320可具有与磁体330的形状相类似的形状。

为了将磁极盒320固定到载体板310上,例如,如图4所示,可通过使载体板310的下部沿着载体板310的外周方向向内凹入预定距离而在载体板310上形成第二台阶部312,磁极盒320的侧壁可通过例如焊接固定到载体板310的台阶部312。

根据本发明的实施例,可首先将第一压条200布置在转子磁轭100上,然后再布置磁极模块300。第一压条200可用于限定磁极模块300的安装区域并使磁极模块300定位。

图5和图6是在转子磁轭100上仅安装第一压条200的情况下的径向展开图。如图5和图6所示,第一压条200可成列地设置在转子磁轭100的内周面上。优选地,第一压条200可按照预定间隔均匀地设置在转子磁轭100的内周面上。

根据本发明的实施例,每列第一压条200的布置方向l1可平行于转子磁轭100的轴向l2,如图5所示。可选地,每列第一压条200的布置方向l1可与转子磁轭100的轴向l2成预定角度β,如图6所示,其中,0°<β≤5°,在这种情况下,可减小电机在实际工作过程中的振动和噪声。

根据本发明的实施例,相邻的两列第一压条200可按照预定间隔设置,以在其之间形成槽201,从而用于容纳磁极模块300。

如图1所示,磁极模块300可设置在每个槽201中,从而形成多列磁极模块300。根据本发明的实施例,每个槽201中可设置有多个磁极模块300。

根据本发明的实施例,可将磁极模块300推入槽201中。例如,如图5和图6所示,可自上方将磁极模块300一块挨着一块推入槽201中。为了保证顺利地推入磁极模块300,载体板310与第一压条200在转子磁轭100的径向上具有预定间隙g。

根据本发明的实施例,为了防止如上所述的磁极模块300沿转子磁轭100的径向脱离转子磁轭100,如图1和图2所示,第一压条200可包括主体部210和从主体部210朝向主体部210两侧的槽201延伸的叠置部,叠置部可分别与和其相邻的两个载体板310部分地叠置。

可选地,主体部210的截面可以为正方形、长方形、梯形等,而不受具体限制。可选地,叠置部可包括在第一压条200的宽度方向上沿彼此相反的方向突出的第一突出部220和第二突出部230,如图1和图2所示。

然而,根据本发明的叠置部不限于此,只要第一压条200的底部两侧分别与和其相邻的两个载体板310部分地叠置即可。

根据本发明的实施例,可通过焊接将第一压条200焊接到转子磁轭100。第一压条200可以为适合于焊接的合金材料。优选地,第一压条200可以为不锈钢或碳钢。

例如,可通过点焊将第一压条200焊接到转子磁轭100。例如,如图5和图6所示,可在第一压条200上均匀地设置用于焊接的焊接通孔202,然后通过点焊利用焊料203(如图2和图5所示)将第一压条200焊接到转子磁轭100。然而,本发明不限于此,也可通过塞焊将第一压条200焊接到转子磁轭100。

根据本发明的实施例,与使用螺栓将第一压条200固定到转子磁轭100相比,通过将第一压条200焊接到转子磁轭100,可有效地降低转子1000的重量。

如上所述,由于载体板310与第一压条200在转子磁轭100的径向上具有预定间隙g,因此仅通过第一压条200无法固定磁极模块300。

为了固定磁极模块300,根据本发明的实施例的转子1000还可包括第二压条400,第二压条400可与第一压条200相配合并填充预定间隙g,从而可进一步固定载体板310。

根据本发明的实施例,第二压条400可具有能够与第一压条200相配合并能够填充预定间隙g的形状。

根据本发明的实施例,如图8和图9所示,第二压条400可包括主体部410以及从主体部410延伸以分别与第一压条200的叠置部配合的第一配合部420和第二配合部430。可选地,第一配合部420和第二配合部430可位于主体部410的宽度方向上的两端。

如图2所示,主体部410可与第一压条200的底表面相接触。在叠置部包括第一突出部220和第二突出部230的情况下,第一配合部420和第二配合部430可具有围绕第一突出部220和第二突出部230的l型结构。例如,如图9所示,第一配合部420和第二配合部430可形成彼此相对的l型结构,从而与主体部410围成顶部的一部分敞开的空心的长方体形状。

另外,除了图7中描述的t形横截面之外,第一压条200的横截面还可以为梯形形状,第一配合部420和第二配合部430可与第一压条200的梯形的腰部的一部分紧密接触,在这种情况下,与图9中描述的结构不同,第一配合部420和第二配合部430可与主体部410围成燕尾槽。

然而,第一配合部420和第二配合部430的形状不限于此,而是可根据第一压条200的叠置部的形状的变化而适应性地变化。在理解本发明的主要发明构思的情况下,可以对第一压条200和第二压条400的形状进行各种变型,只要保证第一压条200和第二压条400能够相互配合且第二压条400能够填充预定间隙g即可。

根据本发明的实施例,可通过从第一压条200的一端(例如,如图5和图6所示的上端)推入第二压条400而将第二压条400配合到第一压条200。

应理解的是,为了将第二压条400安装到第一压条200,第二压条400与第一压条200的配合面之间可具有一定的间隙,并且第一配合部420和第二配合部430与载体板310的配合面之间也可具有一定的间隙。

根据本发明的实施例,第二压条400的第一配合部420和第二配合部430可由受热能够膨胀的弹性材料形成。在这种情况下,第一配合部420和第二配合部430可在后续形成覆层500而进行的加热工艺中或在电机工作发热的过程中膨胀,从而能够完全填充预定间隙g。优选地,第一配合部420和第二配合部430的弹性材料可耐老化。

然而,第一配合部420和第二配合部430不限于由受热能够膨胀的弹性材料形成,也可由合金材料形成。可选地,主体部410可由与第一配合部420和第二配合部430的材料相同的材料或不同的材料形成。

优选地,主体部410可由合金材料形成,在这种情况下,可通过焊接将第二压条400固定到第一压条200。第二压条400可以为适合于焊接的任何合金材料。优选地,第二压条400可以为不锈钢或碳钢。

例如,可通过点焊将第二压条400焊接到第一压条200。如图8所示,可以在第二压条400上开设焊接通孔401,然后通过点焊利用焊料(未示出)将第二压条400焊接到第一压条200。根据本发明的实施例,通过将第二压条400焊接到第一压条200,与利用螺栓将第二压条400固定到第一压条200相比,可有效地降低转子1000的重量。

根据本发明的实施例,每列第一压条200包括多个第一压条200,每列第二压条400包括多个第二压条400,其中,单个第二压条400的长度可比单个第一压条200的长度短,从而可容易地将第二压条400配合到第一压条200,防止由于第二压条400在焊接到第一压条200时产生的变形而导致第二压条400与第一压条200失配。

根据本发明的实施例,每列第二压条400的总长度可以与每列第一压条200的总长度基本上相等,以牢固地固定磁极模块300。

另外,根据本发明的实施例,为了防止磁极模块300沿着转子磁轭100的轴向脱离转子磁轭100,可在转子磁轭100上形成用于固定每列磁极模块300的一端(例如,图5中的前端)的第一固定部和用于固定每列磁极模块300的另一端(例如,图5中的后端)的第二固定部。

如图5和图6所示,转子磁轭100可包括具有第一内直径的第一部分110和具有第二内直径的第二部分120,第一内直径可大于第二内直径,从而第二部分120可沿着转子磁轭100的径向向内突出而形成环状突起。根据本发明的实施例,可在第一部分110上设置第一压条200和磁极模块300,而第二部分120可用作固定每列磁极模块300的前端的第一固定部,即,第一固定部可以为设置在转子磁轭100上的环状突起。然而,本发明不限于此,第一固定部可以为可固定每列磁极模块300的前端的任何形式的固定件,而不受具体限制。

当将一列磁极模块300推入槽201中之后,可在该列磁极模块300的后端处设置第二固定部来固定该列磁极模块300的后端。例如,如图5和图6所示,可在转子磁轭100的与每列磁极模块300的后端对应的位置处形成螺纹孔10,当该列磁极模块300被全部推入后,可通过螺栓和螺纹孔10等安装第二固定部。例如,第二固定部可以为固定块。然而,本发明不限于此,第二固定部可以是任何可固定每列磁极模块300的后端的其它部件,而不受具体限制。

根据本发明的实施例,转子1000还可包括覆盖磁极模块300、第一压条200和第二压条400的覆层500,其中,覆层500可包括树脂。此外,覆层500还可包括固化剂等。

如图1和图2所示,在固定好磁极模块300、第一压条200和第二压条400之后,可在磁极模块300、第一压条200和第二压条400上形成覆层500,例如,可在转子磁轭100的整个下表面上一体地形成覆层500。

通过形成覆盖磁极模块300的覆层500,可防止湿气、腐蚀介质等渗入到磁极盒320中而与磁体330接触。此外,覆层500还可强化磁极模块300的机械性能,以满足电机实际运转过程中的机械疲劳要求。

形成覆层500的方法不受具体限制,可通过本领域已知的任意方法来形成覆层500。优选地,可根据授权公告号为cn204160781u的实用新型专利中公开的真空辅助树脂灌注方法来形成根据本发明的示例性实施例的覆层500。

以下,将描述制造以上描述的根据本发明的实施例的转子1000的方法。应理解的是,根据本发明的实施例的第一压条200、磁极模块300和第二压条400可具有根据上述实施例中描述的结构相同的结构,因此为了避免冗余,将省略其重复的描述。

根据本发明的实施例的转子1000的制造方法可包括:在转子1000的转子磁轭100的安装表面(例如,内周表面)上成列地布置第一压条200,多个第一压条200沿着转子磁轭100的圆周方向按照预定间隔设置,多个第一压条200中相邻的两列第一压条200之间形成槽201;将磁极模块300推入槽201中,其中,磁极模块300包括固定有磁体330的载体板310,在转子磁轭100的径向上,多个第一压条200中的每个第一压条200与载体板310中对应的载体板310之间具有预定间隙g;在相邻的两列磁极模块300之间推入第二压条400,多个第二压条400成列地布置,与成列地布置的多个第一压条200对应并配合,从而填充预定间隙g。

可选地,如图5所示,每列第一压条200的布置方向l1可平行于转子磁轭100的轴向l2。可选地,每列第一压条200的布置方向l1可与转子磁轭100的轴向l2成预定角度β,如图6所示。

根据本发明的实施例,可通过例如点焊的焊接工艺将第一压条200焊接到转子磁轭100。

可选地,可自槽201的轴向上的一端将磁极模块300推入每个槽201中以形成多列磁极模块300,例如,可在每个槽201中设置多个磁极模块300。

根据本发明的实施例,在推入磁极模块300之前,可在每列磁极模块300的前端设置用于固定磁极模块300的第一固定部。例如,第一固定部可以是设置在转子磁轭100上的环状突起。

根据本发明的实施例,在推入磁极模块300之后,可在每列磁极模块300的后端设置用于固定磁极模块300的第二固定部。第二固定部的结构不受具体限制,只要能够防止磁极模块300自每列槽201的后端脱出即可。

为了保证磁极模块300被顺利地推入,沿转子磁轭100的径向在载体板310与第一压条200之间具有预定间隙g。

接下来,在相邻的两列磁极模块300之间推入与第一压条200相配合的第二压条400,第二压条400可填充预定间隙g,从而固定每列磁极模块300的载体板310,防止磁极模块300沿转子磁轭100的径向脱离转子磁轭100。

根据本发明的实施例,优选地,可通过例如点焊的焊接工艺将第二压条400焊接到第一压条200。

根据本发明的实施例,在固定好磁极模块300、第一压条200和第二压条400之后,可在转子磁轭100的整个下表面上一体地形成覆层500,以防止湿气、腐蚀介质等渗入到磁极盒320中而与磁体330接触。另外,在通过覆层500以及第一压条200和第二压条400的配合即可固定第二压条400的情况下,可无需采用另外的焊接工艺将第二压条400焊接到第一压条200。

如上所述,与现有技术的通过在转子上加工t形和l形的突出部形成用于固定磁体的槽相比,根据本发明的实施例的转子1000及其制造方法通过利用第一压条200和第二压条400的双压条结构来定位并固定磁极模块300,可避免对转子1000进行复杂的加工,从而可降低生产成本,并可保证安装精度。

另外,根据本发明的实施例的转子1000及其制造方法可通过焊接将第一压条200固定到转子磁轭100并可通过焊接将第二压条400固定到第一压条200,从而可避免使用螺栓进行固定,降低了整个转子1000的总重量。

尽管已经参照其示例性实施例具体描述了本发明的示例性实施例,但是本领域的技术人员应该理解,在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下,可以对其进行形式和细节上的各种改变。

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