管軸式一體化永磁電機轉子的制作方法
【專利摘要】一種管軸式一體化永磁電機轉子，包括在徑向上隔開的內管和外管，所述內管的內周面形成沿所述轉子軸向延伸的通風孔，所述內管與所述外管之間形成環形容置空間，所述容置空間內設置沿所述轉子圓周方向布置的若干永磁極。本發明的永磁電機轉子采用管軸一體化結構，節省材料，方便加工，結構穩固，冷卻方便，有利于電機性能的發揮，節省材料和生產成本。
【專利說明】
管軸式一體化永磁電機轉子
技術領域
[0001]本發明涉及一種永磁電機轉子，特別涉及一種管軸式一體化永磁電機轉子。
【背景技術】
[0002]目前，永磁電機通常在轉子上安裝有轉子鐵芯以及固定至轉子鐵芯的永磁體，電機定子在通電后產生磁場從而實現電機轉子的轉動，而轉子在高速旋轉時會產生較強的離心力。為了防止永磁體受離心力而掉落，保證電機的良好運行狀態，永磁體的固定必須牢固、可靠。市場上永磁電機轉子上的永磁體大多利用鉚釘固定，然而利用鉚釘固定的缺點是，由于永磁體為釹鐵硼構成，質地脆且易碎，加工孔工藝較為復雜，加工難度大，成本高，而且還會影響永磁體的性能發揮，降低電機的運行性能。由于使用轉子鐵芯，因此轉子尺寸一般也很大。
[0003]此外，電機轉子在高速旋轉的情況下會產生大量熱，使得轉子溫升過高，而永磁體在溫度過高的情況下會發生不可逆退磁，給電機造成嚴重危害，因此，電機的散熱也成為電機設計的核心問題之一。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明提出一種確保永磁體牢固、可靠，且可有效散熱的管軸式一體化永磁電機轉子。
[0005]本發明提供一種管軸式一體化永磁電機轉子，包括在徑向上隔開的內管和外管，所述內管的內周面形成沿所述轉子軸向延伸的通風孔，所述內管與所述外管之間形成環形容置空間，所述容置空間內設置沿所述轉子圓周方向布置的若干永磁極。
[0006]在一實施例中，每一永磁極由一永磁體形成，所述永磁體固定安裝在所述內管和外管之間。
[0007]在一實施例中，所述永磁體的內表面和外表面分別貼合至所述內管的外周面和所述外管的內周面。
[0008]在一實施例中，所述永磁體的內表面和外表面利用高溫膠分別粘合至所述內管外周面和所述外管內周面。
[0009]在一實施例中，所述外管的內周面與所述內管的外周面之間設置若干隔磁橋以將所述若干永磁體在所述轉子圓周方向上隔開。
[0010]在一實施例中，所述隔磁橋通過高溫膠粘合的方式固定在所述內管外周面與所述外管內周面之間。
[0011]在一實施例中，所述轉子兩端設有用以支撐所述轉子旋轉的軸承，所述容置空間兩端設置兩個支撐件，所述支撐件支撐在所述外管內周面和內管外周面，所述軸承安裝在所述外管的外周面上且與所述支撐件在徑向上對應。
[0012]在一實施例中，每一支撐件設有一朝向所述永磁體一端延伸的延伸部，所述延伸部抵觸所述永磁體。
[0013]在一實施例中，所述轉子兩端設有用以支撐所述轉子旋轉的軸承，所述內管的長度大于所述外管的長度，所述軸承安裝在所述內管兩端的外周面上。
[0014]在一些實施例中，所述內管和外管都是由不導磁的金屬或合金材料制成。
[0015]綜上所述，本發明提供一種管軸式一體化永磁電機轉子，該轉子包括在徑向上隔開的內管和外管，在內管和外管之間設置永磁體，其中永磁體的內表面和外表面是利用高溫膠分別粘合至內管外周面和外管內周面的，轉子兩端利用軸承支撐定位，增強了永磁體的牢固、可靠性，使電機運行更加穩定、安全。另外，內管的內周面形成沿轉子軸向延伸的通風孔，在電機高速運轉時，通風孔可有效散熱，降低轉子溫度，保護永磁體的磁穩定性。本發明的永磁電機轉子采用管軸一體化結構，節省材料，方便加工，結構穩固，冷卻方便，有利于電機性能的發揮。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明一實施例的轉子剖面結構示意圖。
[0017]圖2為圖1中轉子的截面結構示意圖。
[0018]圖3為本發明另一實施例的轉子剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]在詳細描述實施例之前，應該理解的是，本發明不限于本申請中下文或附圖中所描述的詳細結構或元件排布。本發明可為其它方式實現的實施例。而且，應當理解，本文所使用的措辭及術語僅僅用作描述用途，不應作限定性解釋。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等類似措辭意為包含其后所列出之事項、其等同物及其它附加事項。特別是，當描述“一個某元件”時，本發明并不限定該元件的數量為一個，也可以包括多個。
[0020]如圖1和圖2所示，本發明提供一種管軸式一體化永磁電機轉子10，包括在徑向上隔開的內管12和外管14，內管12的外周面與外管14的內周面之間形成環形的容置空間，所述容置空間內設置沿轉子10圓周方向布置的若干永磁極16，轉子10的兩端設有用以支撐轉子10旋轉的軸承18。
[0021 ] 每一所述若干永磁極16由一永磁體16形成，永磁體16固定安裝在內管12和外管14形成的環形容置空間內。具體而言，永磁體16的內表面和外表面分別貼合至內管12的外周面和外管14的內周面，這樣的做法可避免轉子10在高速旋轉時永磁體16在較大的離心力作用下在轉子10的徑向方向上發生偏移。同時，將永磁體16的內表面固定至內管12的外周面，永磁體16的外表面固定至外管14的內周面，雙重固定作用以避免轉子10在高速旋轉時永磁體16與內管12和外管14在轉子10的周向方向上發生相對位移。本實施例中，永磁體16的內表面和外表面是利用高溫膠分別粘合至內管12外周面和外管14內周面的，從而將永磁體16固定在所述環形容置空間內。在本實施例中，內管12和外管14都是由不導磁的金屬或合金材料制成。當然，在其它實施例中，也可以采用其它合適的材料。由于永磁體16直接貼合至金屬材料的內外管，因此永磁體的熱量可迅速傳至內外管向外消散。
[0022]應當理解的是，在其他實施例中，永磁體16也可以通過其他方式固定至內管12的外周面和外管14的內周面，本發明不對此進行限定。
[0023]請參考圖2，外管14的內周面與內管12的外周面之間設置若干隔磁橋20以將所述若干永磁體16在轉子10圓周方向上隔開。在所示的實施例中，隔磁橋20設置為4個，在其他實施例中隔磁橋20也可以設置為符合電機工作需求的其他數目，4個隔磁橋20將永磁體16在轉子10圓周方向上隔成4個永磁體16。4個永磁體16都如上述永磁體16的固定方式一般，4個永磁體16的內表面和外表面分別貼合至內管12的外周面和外管14的內周面，永磁體16的內表面和外表面利用高溫膠分別粘合至內管12外周面和外管14內周面。此外，本實施例中，隔磁橋20也是通過高溫膠粘合的方式固定在內管12外周面與外管14內周面之間的，當然，在其他實施例中，隔磁橋20也可以通過其他方式固定在內管12外周面與外管14內周面之間，本發明不對此限定。
[0024]在上述實施例中，每個永磁極由單獨的永磁體形成，更具體而言，每個永磁極可以是一個或者是若干個單獨的永磁體形成。在其它實施例中，這些永磁極也可以由一個環形的永磁體形成，該環形的永磁體沿圓周方向被磁化成交替排列的N和S極。
[0025]轉子10在工作過程中會產生大量熱，造成轉子10溫升過高，高溫會使得永磁體16發生不可逆退磁，給電機造成嚴重危害，減短轉子使用壽命。為了避免這些問題，本發明的內管12的內周面形成沿轉子10軸向延伸的通風孔22，可有效為電機散熱，降低轉子溫度。在所示的實施例中，通風孔22的孔徑，滿足轉子強度振動和通風散熱要求。
[0026]在如圖1所示的實施例中，轉子10兩端設有用以支撐轉子10旋轉的軸承18，所述環形的容置空間兩端分別設置一支撐件24，支撐件24支撐在外管14的內周面和內管12的外周面之間，軸承18安裝在外管14的外周面上，而且安裝軸承18的位置與支撐件24的支撐位置在徑向上對應，以使得支撐件24可支撐軸承18。
[0027]本實施例中，單從圖1所示的轉子10的縱向剖面圖來看，支撐件24呈T型結構，具體來說，每一支撐件24設有一朝向永磁體16對應一端延伸的延伸部26，延伸部26與永磁體16對應一端抵觸，從而可具有在軸向上輔助定位永磁體16的作用。內管12的通風孔22與轉子10外部的空氣連通。
[0028]如圖3，在圖3所示的實施例中，轉子10兩端設有用以支撐轉子10旋轉的軸承18，內管12的長度大于外管14的長度，因此內管12的一部分在軸向上超出外管14，軸承18安裝在內管12兩端(即超出外管14的那一部分的外端部)的外周面上，內管12的通風孔22連通至轉子10外部。
[0029]上述通風孔22的設置，結構簡單可靠，容易加工，易于實施，降低成本，不僅為電機散熱發揮巨大作用，而且節省材料，減輕了轉子10的質量，降低電機損耗，繼而提高電機的運轉效率。
[0030]在上述實施例中，轉子無需設置轉子鐵芯，好處是減少了鐵芯材料，消除了磁阻尼及鐵損，降低了驅動功率，減少了鐵損發熱源，同時，簡化裝配，降低成本。
[0031]轉子與驅動或被驅動設備的連接，可通過鍵齒，端齒，聯軸器等連接，滿足產品使用要求。
[0032]綜上所述，本發明提供一種管軸式一體化永磁電機轉子，該轉子包括在徑向上隔開的內管和外管，在內管和外管之間設置永磁體，其中永磁體的內表面和外表面是利用高溫膠分別粘合至內管外周面和外管內周面的，轉子兩端利用軸承支撐定位，增強了永磁體的牢固、可靠性，使電機運行更加穩定、安全。另外，內管的內周面形成沿轉子軸向延伸的通風孔，在電機高速運轉時，通風孔可有效散熱，降低轉子溫度，保護永磁體的磁穩定性。本發明的永磁電機轉子采用管軸一體化結構，節省材料，方便加工，結構穩固，冷卻方便，有利于電機性能的發揮。
[0033]本文所描述的概念在不偏離其精神和特性的情況下可以實施成其它形式。所公開的具體實施例應被視為例示性而不是限制性的。因此，本發明的范圍是由所附的權利要求，而不是根據之前的這些描述進行確定。在權利要求的字面意義及等同范圍內的任何改變都應屬于這些權利要求的范圍。
【主權項】
1.一種管軸式一體化永磁電機轉子，其特征在于，包括在徑向上隔開的內管和外管，所述內管的內周面形成沿所述轉子軸向延伸的通風孔，所述內管與所述外管之間形成環形容置空間，所述容置空間內設置沿所述轉子圓周方向布置的若干永磁極。2.如權利要求1所述的管軸式一體化永磁電機轉子，其特征在于，每一永磁極由一永磁體形成，所述永磁體固定安裝在所述內管和外管之間。3.如權利要求2所述的管軸式一體化永磁電機轉子，其特征在于，所述永磁體的內表面和外表面分別貼合至所述內管的外周面和所述外管的內周面。4.如權利要求3所述的管軸式一體化永磁電機轉子，其特征在于，所述永磁體的內表面和外表面利用高溫膠分別粘合至所述內管外周面和所述外管內周面。5.如權利要求3所述的管軸式一體化永磁電機轉子，其特征在于，所述外管的內周面與所述內管的外周面之間設置若干隔磁橋以將所述若干永磁體在所述轉子圓周方向上隔開。6.如權利要求5所述的管軸式一體化永磁電機轉子，其特征在于，所述隔磁橋通過高溫膠粘合的方式固定在所述內管外周面與所述外管內周面之間。7.如權利要求5所述的管軸式一體化永磁電機轉子，其特征在于，所述轉子兩端設有用以支撐所述轉子旋轉的軸承，所述容置空間兩端設置兩個支撐件，所述支撐件支撐在所述外管內周面和內管外周面，所述軸承安裝在所述外管的外周面上且與所述支撐件在徑向上對應。8.如權利要求7所述的管軸式一體化永磁電機轉子，其特征在于，每一支撐件設有一朝向所述永磁體一端延伸的延伸部，所述延伸部抵觸所述永磁體。9.如權利要求5所述的管軸式一體化永磁電機轉子，其特征在于，所述轉子兩端設有用以支撐所述轉子旋轉的軸承，所述內管的長度大于所述外管的長度，所述軸承安裝在所述內管兩端的外周面上。10.如權利要求1-9任意一項所述的管軸式一體化永磁電機轉子，其特征在于，所述內管和外管都是由不導磁的金屬或合金材料制成。
【文檔編號】H02K1/27GK106059151SQ201610662307
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月12日 公開號201610662307.7, CN 106059151 A, CN 106059151A, CN 201610662307, CN-A-106059151, CN106059151 A, CN106059151A, CN201610662307, CN201610662307.7
【發明人】王志強, 李立華
【申請人】深圳智慧能源技術有限公司