一种永磁同步电机转子的制作方法

1.本实用新型涉及一种电机，尤其是涉及一种永磁同步电机转子。


背景技术：

2.永磁同步电机，尤其是机器人和电动车辆类应用的伺服电机，同时需要较高的转矩密度满足高加减速的要求以及较宽的调速范围。
3.如图1所示，现有永磁同步电机要采用嵌入式永磁体，其转子包括转子铁芯11(主极部分)、磁钢12、转子铁芯磁桥13和转轴14，其中转子铁芯11为一体式转子铁芯，图1为该转子的力矩密度最高的磁钢放置方式之一，其中磁钢充磁方向为切向，同一主极下的磁钢对向充磁，较容易实现磁钢利用最大化。但是这种转子结构，仍然存在端部轴向漏磁、磁桥漏磁，以及铁芯制造工艺复杂和可制造性不高等问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种永磁同步电机转子。
5.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.根据本实用新型的一个方面，提供了一种永磁同步电机转子，包括转轴、分瓣式转子铁芯、切向磁钢、转子支架和销钉；所述分瓣式转子铁芯和切向磁钢通过销钉间隔固定在转子支架后，所述转子支架套接在转轴上。
7.作为优选的技术方案，所述的转子支架上设有用于固定分瓣式转子铁芯和切向磁钢的环形槽。
8.作为优选的技术方案，所述的分瓣式转子铁芯和切向磁钢通过粘接剂固定在转子支架的环形槽中。
9.作为优选的技术方案，所述的分瓣式转子铁芯由按照转子极数均匀拆分的单瓣铁芯组成。
10.作为优选的技术方案，所述的单瓣铁芯呈扇形，并设置至少一个用于保证与转子支架固定强度的销钉孔。
11.作为优选的技术方案，所述的转子支架包括设置有与分瓣式转子铁芯销钉孔对应的销孔的一端部挡板、以及设有用于切向磁钢嵌入的安装孔的另一端部挡板。
12.作为优选的技术方案，所述的转子支架为采用不导磁材料制作而成的转子支架。
13.作为优选的技术方案，所述的销钉为采用不导磁材料制作而成的销钉。
14.作为优选的技术方案，所述的不导磁材料包括但不限于铝合金或塑料。
15.作为优选的技术方案，所述的转子支架包括转子支架本体和端板，所述分瓣式转子铁芯和切向磁钢穿过销钉间隔固定到转子支架本体上后，压入打好销孔的端板，冲铆销钉后，将转子支架本体套接到转轴上。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
17.1)本实用新型采用分瓣铁芯和去除内侧磁桥，能够降低铁芯设计和冲压难度、提高材料利用率、降低成本。
18.2)本实用新型采用分瓣铁芯和去除内侧磁桥，能够有效降低切向永磁体在转子中自身的漏磁，从而提高使用这一转子电机的力矩密度、提高磁钢使用率。
19.3)本实用新型采用分瓣铁芯和去除内侧磁桥，能够有效降低切向永磁体在转子中自身的漏磁，提高磁钢使用率。更进一步的，可以在同样的力矩密度条件下减少磁钢使用体积，从而降低成本。
20.4)本实用新型采用不导磁材料(如铝合金、塑料等)制成的转子支架和销钉固定分瓣铁芯和切向磁钢，相较传统含有内侧极窄磁桥的切向嵌入式永磁转子铁芯，有更高的结构强度和装配可控性。
附图说明
21.图1为现有永磁同步电机转子的结构示意图；
22.图2为本实用新型永磁同步电机转子的剖视结构示意图；
23.图3为本实用新型永磁同步电机转子的分解结构示意图；
24.图4为本实用新型单瓣铁芯的结构示意图；
25.图5为本实用新型实施例1的铁芯支架示意图；
26.图6为本实用新型的转子磁路示意示意图；
27.图7为图6的部分放大示意图；
28.图8为本实用新型实施例2的剖视结构示意图；
29.图9为本实用新型实施例2的铁芯支架示意图。
30.其中11为转子铁芯、12为磁钢、13为转子铁芯磁桥、14为现有转轴；
31.21为转轴、22为分瓣式转子铁芯、23为切向磁钢、24为转子支架、25为销钉、241为一端部挡板、242为另一端部挡板、34a为转子支架本体、34b为端板。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
33.实施例1
34.本实用新型一种电机转子和由其构成的伺服电机，相比较传统伺服电机，能够进一步提高力矩密度，节省磁钢用量；也能够通过省去磁桥提高可制造性。
35.本实用新型对切向充磁的嵌入式永磁转子，采用分瓣式的转子铁芯，取消了靠近轴侧的转子铁芯磁桥13(图1)，能够进一步隔绝漏磁磁路，从而提高转矩密度3％～10％。另外由于采用了分瓣式的转子铁芯，所以不需要设计狭窄的磁桥用于有限的隔绝漏磁磁路，进一步提高了冲制铁芯的可制造性，增加了设计优化的灵活性和提高转子结构的局部强度。
36.如图2和图3所示，一种永磁同步电机转子，包括转轴21、分瓣式转子铁芯22、切向
磁钢23、转子支架24和销钉25；所述分瓣式转子铁芯22和切向磁钢23通过销钉25间隔固定在转子支架24后，所述转子支架24套接在转轴21上。
37.所述的转子支架24上设有用于固定分瓣式转子铁芯22和切向磁钢23的环形槽。所述的分瓣式转子铁芯22和切向磁钢23通过少量粘接剂固定在转子支架24的环形槽中。
38.如图4所示，所述的分瓣式转子铁芯22可看作是传统嵌入式转子铁芯按照转子极数均匀拆分的单瓣铁芯，并且取消了磁桥和需要与转轴配合的连接部分，大体呈扇形，设置至少1个销钉孔用于保证与转子支架(24)固定的强度。
39.如图5所示，所述的转子支架24包括设置有与分瓣式转子铁芯22销钉孔对应的销孔的一端部挡板241、以及设有用于切向磁钢23嵌入的安装孔的另一端部挡板242。
40.所述的转子支架24为采用不导磁材料制作而成的转子支架；所述的销钉25为采用不导磁材料制作而成的销钉。所述的不导磁材料为高强度铝合金或塑料，对于小机座的永磁电机也可采用注塑工艺制成。
41.如图6和7所示，本实用新型一种永磁同步电机转子，显示了通过采用分瓣式转子铁芯和切向永磁体产生最大磁通时的磁力线分布。切向永磁体产生的大部分磁通都通过了转子铁芯导向气隙，而永磁体自身漏磁有明显减少，永磁体利用率提升。
42.本实用新型在嵌入式转子的永磁同步电机上使用分瓣铁芯代替一体式铁芯。分瓣式铁芯去除内侧磁桥和其他可能的漏磁通路。分瓣铁芯和切向永磁体采用非导磁材料的转子支架和销钉进行铆接固定后再套接转轴形成转子。
43.实施例2
44.如图8所示，更进一步的，是一种永磁同步电机转子的另一实施例。所述的转子支架24包括转子支架本体34a和端板34b，所述分瓣式转子铁芯22和切向磁钢23穿过销钉25间隔固定到转子支架本体34a上后，压入打好销孔的端板34b，冲铆销钉后，将转子支架本体34a套接到转轴21上，形成永磁同步电机转子。这样能够消除转子各零件的轴向间隙，提高强度，可进行模块化生产。
45.如图9所示，为实施例2所述的转子支架本体34a和端板34b。
46.分瓣铁芯和切向永磁体采用非导磁材料的转子支架、端板和销钉进行铆接固定后再套接转轴形成转子。
47.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。