永磁电机用表贴式转子的制作方法

1.本发明涉及一种转子结构，尤其涉及永磁电机用表贴式转子结构。


背景技术：

2.永磁电机在电机内部装入永磁体，可以产生永久磁场，无需额外消耗能量进行励磁，定子电流小，可有效降低铜耗和转子铁耗，具有功率因数高，损耗低等特点，故而在各个节能领域得到越来越广泛的应用。
3.转子表贴式结构是永磁电机最常采用的一种结构，该种结构将永磁体固定贴于转子铁芯外圆表面，沿圆周方向n、s极有规律性的交错排列，在空间产生恒定磁场，与定子磁场相互作用，产生力矩进行能量传递。
4.表贴式结构永磁体的固定是结构设计的关键，现有技术通常是转子采用实心铁芯，在铁芯外表面钻螺纹孔，螺栓拧入螺纹孔内将永磁体把紧固定在铁芯上，此种设计因铁芯采用了实心结构，铁芯内会产生非常大的涡流损耗，降低电机效率，同时产生的热量升高了转子温度，影响电机可靠运行。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种永磁电机用表贴式转子，包括转轴、转子铁芯和若干块永磁体，若干块永磁体沿圆周方向均匀贴覆在转子铁芯的外周表面，转子铁芯沿圆周方向还设置有若干组与永磁体相配合的表贴构件，每组表贴构件包括拉杆与压块，拉杆固定设置在转子铁芯上，压块通过螺栓一与拉杆实现连接，且固定设置在装置铁芯上，压块在固定设置的同时能够下压固定与之配合的永磁体，每块永磁体的两侧均通过与表贴构件的配合，贴覆固定在转子铁芯的外周表面。
6.优选的，转子铁芯位于其外周表面处沿周向方向开有若干个分别与表贴构件相配合的拉杆槽，拉杆槽为通槽，即拉杆槽从转子铁芯一侧端面延伸至另一侧端面，拉杆槽的形状、大小与拉杆相匹配，拉杆伸入拉杆槽中实现限位，拉杆的前后两端均开有螺纹孔一，通过螺栓二穿过压板与螺纹孔一螺纹配合，拉杆固定设置在转子铁芯上，拉杆的上端面开有贯穿至下端面的若干个螺纹孔二，通过螺栓一穿过压块与螺纹孔二螺纹配合，压块拉紧设置在转子铁芯上。
7.优选的，每块永磁体的下方具有与转子铁芯外轮廓相配合的贴合弧面，永磁体的两侧具有承压斜面，压块的两侧具有与承压斜面相配合的下压斜面，转子铁芯位于每个拉杆槽处均开有与之联通的提拉槽，提拉槽为通槽，即提拉槽从转子铁芯一侧端面延伸至另一侧端面，压块的下端具有伸入提拉槽内的突出部，压块位于下压斜面与突出部之间具有限位台阶，压块能够通过限位台阶抵靠在转子铁芯的外轮廓上。
8.优选的，若干块永磁体前后依次重叠成列，构成从转子铁芯一侧端面延伸至另一侧端面的磁列，即若干条磁列沿圆周方向均匀贴覆在转子铁芯的外周表面，压块的前后两端均均有贴合平面，多个压块可以在提拉槽中通过贴合平面前后贴合且重叠成列，通过多
个压块下压固定磁列。
9.优选的，转子铁芯为叠片式结构，即转子铁芯采用若干片0.3～0.5mm厚度硅钢片叠压构成。
10.优选的，转子铁芯的前后两端均固定设置有转子端板。
11.优选的，压块、螺栓一、螺栓二、压板和转子端板均为非导磁材料。
12.优选的，永磁体与压块固定设置在转子铁芯上时，永磁体的上端面高度高于压块的上端面高度。
13.借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
14.本技术技术方案具有的转子铁芯为叠片式铁芯结构，隔断了铁芯轴向大涡流通路，大大降低涡流损耗，提升了电机效率，同时可以降低转子温度。
15.而由于铁芯是由薄的硅钢片叠压制成，铁芯外表面无法再钻螺纹孔，无法再使用常规的固定方案，故本技术技术方案的转子铁芯又采用了特殊结构设计，即利用放置于转子铁芯内部的拉杆和压块将磁钢固定在叠片铁芯上，解决了叠片式铁芯表贴磁钢难以固定的问题。
16.本发明解决了传统转子采用实心铁芯会转子损耗高，采用叠片式铁芯永磁体又无法装配固定的难题，结构可靠，工艺性好。
17.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1是本发明永磁电机用表贴式转子的立体结构示意图；
20.图2是本发明永磁电机用表贴式转子除去转轴1后的立体结构示意图；
21.图3是本发明永磁电机用表贴式转子具有的转子铁芯2和永磁体3之间的结构关系示意图；
22.图4是本发明永磁电机用表贴式转子具有的转子铁芯2、永磁体3与压块5之间的结构关系示意图；
23.图5是本发明永磁电机用表贴式转子具有的永磁体3、拉杆4、压块5之间的结构关系示意图；
24.图6是本发明永磁电机用表贴式转子具有的拉杆4和压块5之间的结构关系示意图；
25.图7是本发明永磁电机用表贴式转子具有的拉杆4的立体结构示意图；
26.图8是本发明永磁电机用表贴式转子具有的永磁体3的立体结构示意图。
27.图中：转轴1、转子铁芯2、永磁体3、拉杆4、压块5、螺栓一6、拉杆槽7、螺纹孔一8、螺栓二9、压板10、螺纹孔二11、贴合弧面12、承压斜面13、下压斜面14、提拉槽15、突出部16、限位台阶17、贴合平面18、转子端板19。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
29.参见图1～图8，本发明一较佳实施例所述的一种永磁电机用表贴式转子，包括转轴1、转子铁芯2和若干块永磁体3，若干块永磁体3沿圆周方向均匀贴覆在转子铁芯2的外周表面，转子铁芯2沿圆周方向还设置有若干组与永磁体3相配合的表贴构件，每组表贴构件包括拉杆4与压块5，拉杆4固定设置在转子铁芯2上，压块5通过螺栓一6与拉杆4实现连接，且固定设置在装置铁芯2上，压块5在固定设置的同时能够下压固定与之配合的永磁体3，每块永磁体3的两侧均通过与表贴构件的配合，贴覆固定在转子铁芯2的外周表面。采用上述结构后就无需采用在转子铁芯2上直接用螺钉将永磁体3固定装设这种安装方式，因此转子铁芯2就可以采用叠片式结构。
30.优选的，转子铁芯2位于其外周表面处沿周向方向开有若干个分别与表贴构件相配合的拉杆槽7，拉杆槽7为通槽，即拉杆槽7从转子铁芯2一侧端面延伸至另一侧端面，拉杆槽7的形状、大小与拉杆4相匹配，拉杆4伸入拉杆槽7中实现限位，拉杆4的前后两端均开有螺纹孔一8，通过螺栓二9穿过压板10与螺纹孔一8螺纹配合，拉杆4固定设置在转子铁芯2上，拉杆4的上端面开有贯穿至下端面的若干个螺纹孔二11，通过螺栓一6穿过压块5与螺纹孔二11螺纹配合，压块5拉紧设置在转子铁芯2上。本发明采用拉杆4与压块5拉紧配合，从而使压块5下压固定永磁体3，这样的方式既不需要在永磁体3上面钻孔，同时又能够方便转子铁芯2的加工制造，而需要开孔配合螺栓使用的均为拉杆4和压块5，能够最大限度实现不影响转子正常使用的目的。
31.优选的，每块永磁体3的下方具有与转子铁芯2外轮廓相配合的贴合弧面12，永磁体3的两侧具有承压斜面13，压块5的两侧具有与承压斜面13相配合的下压斜面14，转子铁芯2位于每个拉杆槽7处均开有与之联通的提拉槽15，提拉槽15为通槽，即提拉槽15从转子铁芯2一侧端面延伸至另一侧端面，压块5的下端具有伸入提拉槽15内的突出部16，压块5位于下压斜面14与突出部16之间具有限位台阶17，压块5能够通过限位台阶17抵靠在转子铁芯2的外轮廓上。通过贴合弧面12能够使得每一块永磁体3更好的贴合在转子铁芯2的外轮廓上，方便压块5的下压固定，而通过突出部16，压块5能够实现固定设置在转子铁芯2上的同时，实现自身的限位目的，避免在转子铁芯2的圆周方向发生位移，而通过下压斜面14与承压斜面13的斜面配合，每块永磁体3能够通过相邻两侧具有的压块5可靠压合固定在转子铁芯2的外轮廓上。
32.优选的，若干块永磁体3前后依次重叠成列，构成从转子铁芯2一侧端面延伸至另一侧端面的磁列，即若干条磁列沿圆周方向均匀贴覆在转子铁芯2的外周表面，压块5的前后两端均均有贴合平面18，多个压块5可以在提拉槽15中通过贴合平面18前后贴合且重叠成列，通过多个压块5下压固定磁列。为了更好的使用效果和方便安装制造，多块永磁体3可以前后排列设置，每个压块5能够与其长度相适应的若干块永磁体3配合，而多个压块5前后排列设置，即可满足使用需求了。
33.优选的，转子铁芯2为叠片式结构，即转子铁芯2采用若干片0.3～0.5mm厚度硅钢片叠压构成。
34.优选的，转子铁芯2的前后两端均固定设置有转子端板19。
35.优选的，压块5、螺栓一6、螺栓二9、压板10和转子端板19均为非导磁材料。由此可以有效防止短路漏磁的发生。
36.优选的，永磁体3与压块5固定设置在转子铁芯2上时，永磁体3的上端面高度高于压块5的上端面高度。
37.本技术技术方案的转子结构装配完成后永磁体3能够被牢固地固定在转子铁芯2表面上，永磁体3径向、轴向和圆周方向上均有有效固定，任何方向上不会因受力出现位移，可以可靠的传递扭矩。
38.而进一步的，本技术技术方案相较于现有技术来说，其优势和进步也是非常明显的：
39.现以132kw、380v、140rpm变频永磁同步电动机为例，传统转子和本专利转子电磁计算参数对比见表1
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从表1可以看出，在电机输入参数相当的情况下，本技术技术方案的转子铁芯损耗0.0389kw远低于传统转子产生的铁损0.5136kw,铁损降低了92.4％，电机整体效率96.23％对比95.88％提升了0.35％，温度82.5℃相对于92.6℃降低了10.1℃，同时转矩脉动降低，也可以降低电机振动幅值，提高电机可靠性。
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以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。