一种多功能转子结构及其制作方法与流程

本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种多功能转子结构及其制作方法。

背景技术：

高速电机通常是指转速超过10000r/min的电机。具有体积小、传动效率高、噪音小、转动惯量小和动态响应快等优点。高速加工技术越来越受到人们的关注，它不仅可获得更大的生产率，而且还可获得很高的加工质量，并可降低生产成本，因而被认为是21世纪最有发展前途的先进制造技术之一。

由于高速电机转速超过10000r/min，导致转子在正常工作时受到非常大的离心力，特别是对于永磁电机来说，由于烧结而成的永磁材料不能承受高速旋转产生的拉应力，故必须对永磁体采取强度保护措施，这对于防止其在工作时发生破坏，甚至引起人员伤亡事故至关重要。

目前而言，最长用的保护措施一种是采用不导磁的合金护套，例如申请公布号为cn109768687a的发明专利申请，公开了一种永磁电机转子及其制造方法，以及相应的电机和鼓风机，转子包括依次固定连接且同轴设置的第一芯体(1)、第二芯体(3)和第三芯体(6)，所述第一芯体(1)和所述第三芯体(6)由非导磁材料构成，所述第二芯体(3)由永磁材料构成。并且在相邻两个芯体的连接部分，该两个芯体的径向尺寸相同，并且在所述连接部分的外侧设置护套(4)，该护套(4)与各芯体均过盈配合，使得各芯体相互固定。本发明可以很好的解决现有鼓风机电机存在2倍频和4倍频振动问题，从而保障气悬浮鼓风机系统的稳定运行。另外一种是采用碳纤维绑扎永磁体，例如授权公告号为cn204835741u的实用新型专利，公开了一种永磁体同步电机转子，包括转子铁芯、永磁体、纤维缠绕固定罩和转轴，所述转轴位于转子铁芯的中心部位，转子铁芯的两端焊接在转轴上，所述永磁体位于转子铁芯和纤维缠绕固定罩之间，永磁体的数量为多个，多个永磁体沿转子铁芯的外周均匀布设且通过纤维缠绕固定罩固定在转子铁芯上，所述纤维缠绕固定罩包括纤维缠绕层和设置于纤维缠绕层外侧的外层环向缠绕层，纤维缠绕层包括由内到外依次设置的环向缠绕层、第一纵向缠绕层和第二纵向缠绕层。本实用新型通过设置纤维缠绕固定罩，能够将永磁体有效固定在转子铁芯外周，减少永磁体与转子铁芯分离而引起的损失或烧毁发电机的现象，解决了永磁体金属护套在高温下不可靠的问题。

但是，上述两种的保护措施存在以下不足：

1、采用设置合金护套措施会使得高频谐波在保护套和永磁体中产生较大的涡流损耗，永磁体极有可能会运行在较高温度下而发生退磁现象；

2、采用碳纤维绑扎永磁体措施，由于碳纤维保护套加工工艺极其复杂且传热特性较差，好比是在永磁体外面裹了一层毛衣，它的引入必将进一步增加电机散热的难度，永磁体极也有可能会运行在较高温度下而发生退磁现象。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种多功能转子结构，该转子结构不仅可以降低高速电机转子涡流损耗，还能增强永磁体散热效果，可以有效防止永磁体运行在较高温度下而发生退磁现象。

本发明的另一个目的在于提供一种多功能转子结构的制作方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种多功能转子结构，包括转轴、设置在所述转轴上的环形永磁体以及金属带材；其特征在于，所述转轴上设有用于容纳所述环形永磁体的凹槽，所述环形永磁体套设在所述凹槽上，所述金属带材呈螺旋状逐层缠绕在所述环形永磁体的表面，所述金属带材表面喷涂有导热材料。

上述一种多功能转子结构的工作原理是：

金属带材呈螺旋状逐层缠绕在所述环形永磁体的表面，金属带材形成护套结构，不仅对环形永磁体提供了强度保护，还显著降低了转子总的涡流损耗，增强了散热效果，可以有效防止环形永磁体运行在较高温度下而发生退磁现象；通过对金属带材喷涂导热材料，可以增强金属带材的导热效果，从而提高转子的散热能力；另一方面也加大了金属带材之间的粘性，使得金属带材缠绕在所述环形永磁体的表面的过程中不易散开。

优选地，所述导热材料为石墨烯，该材料可以使转子的散热效果达到最佳状态。

优选地，所述转轴包括转轴主体以及设置在转轴主体两端的轴颈，所述轴颈的直径小于所述转轴主体，所述凹槽设置在所述转轴主体上。其好处在于，使得转轴的结构布局更加合理。

本发明的一个优选方案，其中，所述凹槽设置在所述转轴主体的中心，这样使的多功能转子结构设计的更加紧凑。

优选地，所述环形永磁体的直径小于所述转轴主体的直径，其好处在于，有利与金属带材更好地缠绕在所述环形永磁体的表面，同时，也使得结构布局紧凑合理。

优选地，所述环形永磁体通过磁钢胶粘连在所述凹槽上，其好处在于，可以进一步地将环形永磁体固定在所述凹槽上。

优选地，所述环形永磁体为分块瓦片形结构。采用上述结构，有利于环形永磁体安装在凹槽内。

进一步地，所述环形永磁体为钕铁硼材料，该材料具有极高的磁能积和矫顽力。

进一步地，所述环形永磁体为钐钴材料，该材料磁能积大、矫顽力可靠、耐高温。

一种多功能转子结构的制作方法，包括以下步骤：

(1)、将环形永磁体通过磁钢胶粘连在凹槽上；

(2)、在金属带材上喷涂导热材料；

(3)、将金属带材呈螺旋状逐层缠绕在环形永磁体的表面；

(4)、将金属带材的尾端进行焊接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明中通过金属带材呈螺旋状逐层缠绕在所述环形永磁体的表面，金属带材形成护套结构，相比现有技术中整体式合金护套结构，本发明的金属带材不仅对环形永磁体提供了强度保护，还显著降低了转子总的涡流损耗，增强了散热效果，可以有效防止永磁体运行在较高温度下而发生退磁现象。

2、本发明中通过对金属带材喷涂导热材料，可以增强金属带材的导热效果，从而提高转子的散热能力，进一步防止永磁体运行在较高温度下而发生退磁现象；另一方面也加大了金属带材之间的粘性，使得金属带材缠绕在所述环形永磁体的表面的过程中不易散开。

附图说明

利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明中的一种多功能转子结构的第一种具体实施方式的主视图。

图2为本发明中的一种多功能转子结构的剖视图。

图3为本发明中的一种多功能转子结构的另一方向剖视图。

图4为本发明中转轴的结构示意图。

图5为本发明中环形永磁体的结构示意图。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

参见图1-图4，一种多功能转子结构，包括转轴1、设置在所述转轴1上的环形永磁体2以及金属带材3；其特征在于，所述转轴1上设有用于容纳所述环形永磁体2的凹槽1-1，所述环形永磁体2套设在所述凹槽1-1上，所述金属带材3呈螺旋状逐层缠绕在所述环形永磁体2的表面，所述金属带材3表面喷涂有导热材料4。

参见图1-图4，所述导热材料4为石墨烯，该材料可以使转子的散热效果达到最佳状态。

参见图1-图4，所述转轴1包括转轴主体1-2以及设置在转轴主体1-2两端的轴颈1-3，所述轴颈1-3的直径小于所述转轴主体1-2，所述凹槽1-1设置在所述转轴主体1-2上。其好处在于，使得转轴1的结构布局更加合理。

参见图1-图4，所述凹槽1-1设置在所述转轴主体1-2的中心，这样使的多功能转子结构设计的更加紧凑。

参见图1-图4，所述环形永磁体2的直径小于所述转轴主体1-2的直径，其好处在于，有利与金属带材3更好地缠绕在所述环形永磁体2的表面，同时，也使得结构布局紧凑合理。

参见图1-图4，所述环形永磁体2通过磁钢胶粘连在所述凹槽1-1上，其好处在于，可以进一步地将环形永磁体2固定在所述凹槽1-1上。

参见图5，所述环形永磁体2为分块瓦片形结构。采用上述结构，有利于环形永磁体2安装在凹槽1-1内。

参见图1-图4，所述环形永磁体2为钐钴材料，该材料磁能积大、矫顽力可靠、耐高温。

参见图1-图4，上述一种多功能转子结构的工作原理是：

金属带材3呈螺旋状逐层缠绕在所述环形永磁体2的表面，金属带材3形成护套结构，不仅对环形永磁体2提供了强度保护，还显著降低了转子总的涡流损耗，增强了散热效果，可以有效防止环形永磁体2运行在较高温度下而发生退磁现象；通过对金属带材3喷涂导热材料4，可以增强金属带材3的导热效果，从而提高转子的散热能力；另一方面也加大了金属带材3之间的粘性，使得金属带材3缠绕在所述环形永磁体2的表面的过程中不易散开。

参见图1-图4，一种多功能转子结构的制作方法，包括以下步骤：

(1)、将环形永磁体2通过磁钢胶粘连在凹槽1-1上；

(2)、在金属带材3上喷涂导热材料4；

(3)、将金属带材3呈螺旋状逐层缠绕在环形永磁体2的表面；

(4)、将金属带材3的尾端进行焊接。

实施例2

本实施例的其它结构与实施例1相同，不同之处在于：所述环形永磁体2为钕铁硼材料，该材料具有极高的磁能积和矫顽力。

实施例3

本实施例的其它结构与实施例1相同，不同之处在于：所述环形永磁体2为整体结构，所述转轴1为分段式结构。采用上述结构，可以有利于环形永磁体2装配在转轴1上。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。