一种适用于高转速的永磁转子结构的制作方法

1.本发明涉及永磁转子技术领域，一种适用于高转速的永磁转子结构。


背景技术：

2.现阶段，永磁转子大多采用表贴式永磁体，在转子外面加装金属护套或碳纤维护套，用来保护高速旋转时永磁体不脱离转子或损坏，且高速时频率也相对较高，此时永磁体或金属护套涡流损耗就会很大，使用碳纤维护套虽然涡流损耗小但导热性差以及工艺复杂成本过高,涡流损耗引起护套和永磁体较高的温升,容易引起永磁体退磁,转子可靠性下降，采用这些方式还会增加气隙。
3.永磁体材料多采用的烧结钕铁硼，由于其材质特性永磁转子的永磁体如布置或镶嵌在外径表面，当转子达到一定的线速度时，永磁体会有解体风险，不能适用于高转速工况的需求。
4.现有高转速工况对永磁转子的需求，目前筒式永磁转子为了达到一定的磁传递密度，会采用满布磁体的方式，永磁体如布置或镶嵌在外径表面，当转子达到一定的线速度时，永磁体会有解体风险。
5.为了解决上述缺陷，现提供一种适用于高转速的永磁转子结构技术方案。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种应用于高转速的永磁转子结构。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
8.笼式结构的磁极铁芯，在磁极铁芯的圆周方向靠外圆处布有若干轴向的槽孔，槽孔顶部与底部设有外隔磁桥与内隔磁桥，
9.所述槽孔中分别镶嵌永磁体，相邻所述永磁体采用n、s极交替排布。
10.进一步，所述槽孔之间设置有导磁块。
11.进一步，所述槽孔顶部可设置成圆弧或平面。
12.进一步，所述磁极铁芯采用整体导磁材料加工或硅钢片叠压构成。
13.进一步，所述外隔磁桥为连通式或断开式。
14.进一步，所述内隔磁桥为连通式或断开式。
15.进一步，磁极铁芯1内圈可设有若干t型槽，与内隔磁套外圈设有的若干t型槽相连接。
16.与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
17.本发明外隔磁桥与内隔磁桥其作用在于控制磁路导向、防止漏磁，以及加强在高转速下的整体强度；在槽孔中镶嵌永磁体，可以使磁极铁芯的外部导磁块形成有规律顺序排布的高磁通量的磁极，可传递较大的扭矩；
18.通常烧结钕铁硼永磁体的抗拉强度只有80mpa，外隔磁桥可对于永磁体起到一个保护作用，可保障永磁转子在高转速的工况下运行，永磁体不会解体。
19.本发明的槽孔顶部可设置成圆弧或平面，可降低磁体的应力集中。
附图说明
20.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
21.图1是本发明的整体结构示意图；
22.图2是本发明磁极铁芯结构示意图；
23.图3是本发明永磁体的示意图；
24.图4是本发明磁极分布结构示意图；
25.图5是本发明实施例中断开外磁桥示意图；
26.图6是本发明实施例槽孔磁桥与磁体顶部为平面的示意图；
27.图7是本发明实施例中断开内磁桥示意图；
28.图8是本发明实施例中断开内、外磁桥示意图；
29.图9是本发明实施例中带内部链接结构示意图；
30.图10a是本发明在转速3200rpm时所，产生的应力图；
31.图10b是整体式圆顶结构，磁体在转速3200rpm时本发明的结构保护下所产生的应力模拟计算示意图；
32.图11是本发明是断开式平顶结构，磁体转速3200rpm时本发明的结构保护下所产生的应力模拟计算示意图；
33.图12是本发明是整体式平顶结构，磁体转速3200rpm时本发明的结构保护下所产生的应力模拟计算示意图。
34.图中，磁极铁芯1，槽孔101，外隔磁桥102，内隔磁桥103，导磁块104,永磁体2。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
36.请参阅图1-4，本发明提供的具体实施方式：
37.实施例1
38.如图1所示，本实施例中的笼式结构的磁极铁芯1在其直径圆周方向靠外圆处均匀布有若干轴向的槽孔101，槽孔101径向的顶部与底部设有外隔磁桥102与内隔磁桥103。其中外隔磁桥102与内隔磁桥103的壁厚可根据实际加工需求进行设定。
39.如图1所示，每个槽孔101中分别镶嵌有永磁体2，相邻的永磁体2采用n、s极交替排布，槽孔101之间设置有导磁块104。
40.优选的，槽孔101顶部可设置成圆弧，永磁体顶部设置成相匹配的圆弧，这种方式的优点在于可获得更好连接强度。通常烧结钕铁硼永磁体的抗拉强度只有80mpa，隔磁桥102可对于永磁体起到一个保护作用，使永磁体不会在高转速下解体。
41.图10a、10b所示，在高转速下磁极铁芯所受的应力为385mpa，永磁体在磁极铁芯保护下所受的应力为6.8mpa，应力＜80mpa，此状态下磁体不会解体。
42.如图5所示，磁极铁芯1内圈可设有若干t型槽，与内隔磁套外圈设有的若干t型槽相连接，进一步的起到加强整体性与连接作用，该连接结构并非唯一限定，内隔磁套与磁极铁芯也可以采用其它现有连接结构实现。
43.槽孔101的顶部形状可以设置成圆弧，永磁体顶部设置成圆弧，这种方式的优点在于可获得更好连接强度。
44.实施例2
45.本实施例外隔磁桥102可以设置成沿周向断开排布的外隔磁桥单元形式。这种形式的优点在于可以更好的防止漏磁，如图5所示。
46.如图11所示，在高转速下，永磁体在磁极铁芯保护下所受的应力为71mpa，应力＜80mpa，此状态下磁体不会解体。
47.图11，图12是在相同条件下，整体隔磁桥与断开隔磁桥的应力分析的对比。
48.实施例3
49.本实施例中的内隔磁桥103断开式形式同实施例2外隔磁桥，这种形式的优点在于可以防止磁体下端漏磁，缺点在于会降低磁极铁芯1的整体强度，减少对永磁体的保护。
50.实施例4
51.本实施例外隔磁桥102，内隔磁桥103可以设置成断开的形式，这种形式的优点在于能比实施例1、实施例2、实施例3更好的防止漏磁，缺点在于磁极铁芯的整体强度在这4种实施例中是最低的。
52.实施例5
53.本实施例中，槽孔101的顶部形状可以设置成平面，永磁体顶部设置成平面，这种方式的优点在于可以获得更大的磁通量，缺点是减弱外隔磁桥(102)的连接强度。
54.如图12所示，在高转速下，永磁体在磁极铁芯保护下所受的应力为21.7mpa，应力＜80mpa，此状态下磁体不会解体。
55.实施例6
56.本实施例中磁极铁芯1可采用整体导磁材料加工或硅钢片叠压构成。


技术特征：
1.一种应用于高转速径向磁通永磁转子结构，其特征具有笼式结构的磁极铁芯(1)；所述磁极铁芯(1)的圆周方向靠外圆处布有若干轴向的槽孔(101)，所述槽孔(101)径向的顶部为外隔磁桥(102)，底部为内隔磁桥(103)。2.根据权利要求1所述的一种应用于高转速径向磁通永磁转子结构，其特征在于，所述的每个槽孔(101)中分别镶嵌有永磁体(2)，相邻的所述永磁体(2)采用n、s极交替排布。3.根据权利要求1所述的一种应用于高转速径向磁通永磁转子结构，其特征在于，所述槽孔(101)之间设置有导磁块(104)。4.根据权利要求1所述的一种应用于高转速径向磁通永磁转子结构，其特征在于，所述槽孔(101)顶部设置成圆弧或平面。5.根据权利要求1所述的一种应用于高转速径向磁通永磁转子结构，其特征在于，所述磁极铁芯(1)采用整体导磁材料加工或硅钢片叠压构成。6.根据权利要求1所述的一种应用于高转速径向磁通永磁转子结构，其特征在于，所述外隔磁桥(102)为连通式或断开式。7.根据权利要求1所述的一种应用于高转速径向磁通永磁转子结构，其特征在于，所述内隔磁桥(103)为连通式或断开式。8.根据权利要求1-5所述的一种应用于高转速径向磁通永磁转子结构，其特征在于，所述磁极铁芯(1)内圈设有若干t型槽和所述内隔磁套外圈设有的若干t型槽相连接。

技术总结
本发明涉及一种应用于高转速径向磁通永磁转子结构。该转子具有笼式结构的磁极铁芯，磁极铁芯的圆周均布有若干轴向的磁体槽孔与导磁块；在磁体槽内装有永磁体，永磁体采用N、S极交替排布；槽孔顶部与底部设有隔磁桥。由于本发明结构采用笼式结构设计，对整体性有了进一步的加强，所以使采用本发明结构的转子可以适用于高转速运行以及普通的工况。适用于高转速运行以及普通的工况。适用于高转速运行以及普通的工况。


技术研发人员：漆复兴 邵玉峰
受保护的技术使用者：安徽沃弗永磁科技有限公司
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/8/23