一種表貼式高速永磁電機的永磁體固定結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于永磁電機技術領域，具體涉及一種表貼式高速永磁電機的永磁體固定結構。
【背景技術】
[0002]在高速永磁電機中，表貼式高速永磁電機最為常用。表貼式高速永磁電機的永磁體通常為瓦片形，并貼于轉子鐵芯的外表面，永磁體可以為一個整體結構，也可以由多個磁體組合而成。表貼式高速永磁電機包括凸出式和插入式，其基本結構如圖1所示。通過對永磁體結構的優化設計，可以使表貼凸出式高速永磁電機的氣隙磁密波形趨于正弦波的形狀，提高電機的性能。表貼插入式高速永磁電機能夠充分利用轉子磁路的不對稱性所產生的磁阻轉矩，提高電機的功率密度，改善電機的動態性能。無論是表貼凸出式還是表貼插入式高速永磁電機，轉子上永磁體的固定對高速永磁電機的正常運轉至關重要。為了防止永磁體在運行過程中發生脫落以及保護套、永磁體、轉子鐵芯之間的周向移動現象，需要對永磁體進行可靠的固定。目前表貼式高速永磁電機比較常用的永磁體固定的方式是將高強合金或復合材料保護套熱套在永磁體的外表面。為了保證轉子在高速旋轉過程，對永磁體進行保護并防止永磁體周向移動，保護套、永磁體、轉子鐵芯之間發生周向移動，要求保護套內表面與永磁體外表面之間要有足夠大的過盈量。
[0003]如果保護套內表面與永磁體外表面間的過盈量的太小，轉子在高速旋轉過程中，保護套可能無法保護永磁體或者保護套、永磁體、轉子鐵芯之間就會發生周向移動，這不僅會影響轉子的可靠性，而且還會給電機的控制帶來許多問題。如果保護套內表面與永磁體外表面之間的過盈量過大，熱套保護套時，保護套的加熱溫度也就越高。如果保護套的加熱溫度太高，一方面會導致熱套過程十分困難，另一方面保護套的溫度太高會對永磁體的性能產生一定的影響，甚至會導致永磁體失磁，此外也可能會使永磁體發生破裂。
【發明內容】
[0004]針對現有技術所存在的上述技術問題，本發明提供了一種表貼式高速永磁電機的永磁體固定結構，能夠降低保護套熱套時的溫度、永磁體固定可靠、安裝簡單便捷，能有效地對永磁體進行保護，并能夠防止電機在高速運行時保護套、永磁體、轉子鐵芯之間的周向移動，提高了轉子的可靠性。
[0005]一種表貼式高速永磁電機的永磁體固定結構，包括:保護套、轉子鐵芯、轉軸以及η塊永磁體；其中:
[0006]所述的轉子鐵芯套裝于轉軸上，所述的轉子鐵芯外表面沿周向分布有η個用于限位的凸臺，所述的保護套內表面沿周向也對應分布有η個凸臺，η為電機轉子周向上的磁瓦數；
[0007]所述的永磁體為瓦片形結構且與轉子鐵芯上相鄰凸臺之間的周向槽相匹配，并安裝在對應的周向槽內；
[0008]所述的保護套整體套設于η塊永磁體的外表面，且保護套內側凸臺與轉子鐵芯上的凸臺對齊。
[0009]進一步地，所述的保護套需高溫加熱至預定溫度，其套在永磁體的外部，對永磁體進行保護。
[0010]進一步地，所述的轉子鐵芯上凸臺的周向寬度與永磁體尺寸相匹配，徑向厚度按電機的功率和動態性能確定。
[0011]進一步地，所述的保護套內側凸臺的周向寬度與永磁體尺寸相匹配，徑向厚度按照保護套凸臺內徑與轉子鐵芯凸臺外徑之間為間隙配合、過渡配合或不大于保護套內表面與永磁體外表面之間過盈量的過盈配合的原則來確定。
[0012]進一步地，所述的保護套采用高強度非導磁金屬材料，比如:鈦合金、高強度非導磁合金鋼等，或高強度復合材料，如碳纖維、玻璃纖維等。
[0013]進一步地，所述的轉子鐵芯的凸臺上沿軸向設有通風冷卻槽，所述的通風冷卻槽與保護套內側的凸臺之間形成通風冷卻通道，所述的通風冷卻槽的截面可以為三角形、四邊形或圓弧形。
[0014]進一步地，所述的轉子鐵芯與轉軸可以用導磁材料做成無鐵芯的一體式實心結構。
[0015]本發明永磁體固定結構的優點在于:降低了保護套熱套時的溫度、永磁體固定可靠、安裝簡單便捷，能夠有效地對永磁體進行保護，并能夠防止電機在高速運行時保護套、永磁體、轉子鐵芯之間的周向移動，提高了轉子的可靠性；另外充分利用轉子磁路的不對稱性所產生的磁阻轉矩，也可以提高電機的功率密度，改善電機的動態性能。
【附圖說明】
[0016]圖1 (a)為傳統的4極表貼凸出式高速永磁電機的轉子結構示意圖。
[0017]圖1 (b)為傳統的4極表貼插入式高速永磁電機的轉子結構示意圖。
[0018]圖2為本發明4極表貼式高速永磁電機的永磁體固定結構示意圖。
[0019]圖3為本發明4極表貼式高速永磁電機轉子上轉子鐵芯的結構示意圖。
[0020]圖4為本發明4極表貼式高速永磁電機轉子上保護套的結構示意圖。
[0021]圖5為本發明4極帶有通風冷卻通道的表貼式高速永磁電機的永磁體固定結構示意圖。
[0022]圖6為本發明4極帶有通風冷卻通道的表貼式高速永磁電機轉子鐵芯的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為了更為具體地描述本發明，下面結合附圖及【具體實施方式】對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0024]如圖1 (a)所示，傳統的4極表貼凸出式高速永磁轉子結構，包括保護套1、永磁體2、轉子鐵芯3、轉軸4及非導磁材料的隔磁塊5。
[0025]如圖1 (b)所示，傳統的4極表貼插入式高速永磁轉子結構，包括保護套1、永磁體
2、轉子鐵芯3及轉軸4。轉子鐵芯3的外表面和保護套I的內表面均為圓柱面，通過選擇保護套內表面與永磁體外表面間過盈量的大小，來對永磁體進行保護并防止永磁體周向移動以及保護套、永磁體、轉子鐵芯之間發生周向移動。如果保護套I內表面與永磁體2外表面間的過盈量的太小，轉子在高速旋轉過程中，保護套I可能無法保護永磁體2或者保護套
1、永磁體2、轉子鐵芯3之間就會發生周向移動，這不僅會影響轉子的可靠性，而且還會給電機的控制帶來許多問題。如果保護套I內表面與永磁體2外表面之間的過盈量越大，熱套保護套I時，保護套I的加熱溫度也就越高。如果保護套I的加熱溫度太高，一方面會導致熱套過程十分困難，另一