[发明专利]一种转子铁芯及带有该转子铁芯的高效变频调速永磁同步电动机

说明书

技术领域

    本发明涉及一种永磁转子铁芯，特别是一种转子铁芯及带有该转子铁芯的高效变频调速永磁同步电动机。

背景技术

随着永磁材料以及电子电力技术的飞速发展，永磁同步电动机在日常生活以及工农业各个领域的应用日益广泛，并且合理的设计、制造和应用永磁同步电动机成为了电机发展的必然趋势。众所周知，永磁电机和传统的普通感应电机相比具有明显的效率优势，但是由于永磁电机所用永磁材料特性的特殊性在于永磁材料的选用、磁路结构的设计以及永磁材料的固定方式等等方面给设计以及制造都带来一定的困难。

在节能要求越来越高、永磁材料价格高昂的经济环境下，永磁同步电动机将沿着高功率密度、高效率、高可靠性的、低成本的“三高一低”路线发展下去。

根据永磁电机的磁路特点，目前常见的永磁转子铁芯结构有如下几类：

①   表贴式结构

如图1所示，作为磁钢的永磁体1′通过胶水直接黏贴在转子冲片叠加而成的铁芯本体2′外侧面，且为一块一极结构设置。这种结构设置可以获得较高的空气磁通密度，可以极大可能性提高材料利用率，但是这种结构同时又存在以下几个明显的缺陷：

1、永磁体1′的装配定位困难：在永磁体1′磁钢的装配过程中，需要借助工装对磁钢位置预先定位，再均匀涂上胶水，然后按规律贴上磁钢以后再取消工装，有些还会加上固定块等，装配工艺拉长、难度加大。同时，表贴式的转子结构需要对磁路进行非常严格的设计，并且保证相关尺寸，如果零部件加工精度偏低，电动机的性能受到较大的影响。

2、永磁体可靠性差：目前多用的钕铁硼磁钢是非常容易氧化的材料，而表贴式的磁钢是完全外露的一种结构，很容易受烟雾、湿度等因素影响而产生氧化，对其性能产生影响，特别是在防护等级较低并且使用环境相对恶劣的永磁电机中，永磁体1′氧化的可能性会增加，降低了使用寿命。

3、强度低、不适合高速运行：这种用胶水固定的方式，多多少少存在一些问题，比如胶水的均匀度、胶水粘结强度是否能完全保证磁钢与磁轭之间不掉落等给转子使用强度带来了风险、特别是在高速旋转或者大扭矩的电机中，这种结构风险系数进一步加大。

②   嵌入式结构

如图2所示，嵌入式结构是在转子冲片叠加而成的铁芯本体2′内开槽再插入永磁体1′磁钢，且为一块一极的结构设计，这类转子结构强度高、永磁体1′安全性高，但是由于磁钢内置于转子冲片铁芯本体2′内，导致转子永磁体1′距离定子铁芯距离过大，材料利用率低并且较难得到较高的空气磁通密度，对于整机来说需要较多材料来弥补性能，并不经济，特别是在极数少的永磁电机中这种现象尤为明显。

发明内容

针对上述问题，本发明设计了一种转子铁芯，该转子铁芯具有强度高、材料省、制造工艺简单等特点。

同时本发明设计了一种带有所述转子铁芯的变频调速永磁同步电动机，其具有结构简单、可靠性高、效率高、成本低等特点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种转子铁芯，包括铁芯本体和多个N极和S极永磁体磁钢，其特征在于：所述铁芯本体在紧靠外侧面部位围绕中心均匀分布开设有2n组磁钢槽组，n为正整数，同组内的各磁钢槽中设置着同极的永磁体磁钢，而组与组之间的永磁体磁钢依序采用S极和N极交替设置。

进一步地，上述每组磁钢槽组中至少包含两个磁钢槽。

进一步地，上述每组中的各磁钢槽相互间隔设置。

进一步地，上述永磁体磁钢和磁钢槽之间的缝隙处填充封胶。

进一步地，上述铁芯本体由多片转子冲片叠加而成。

进一步地，上述各转子冲片上的磁钢槽在冲片冲压裁剪过程中一次成型。

进一步地，上述各转子冲片通过铆接或焊接固连为一体。

一种带有上述转子铁芯的高效变频调速永磁同步电动机，包括定子和所述转子，其中定子固定安装在一机座内腔壁上，所述转子通过一转轴定位于定子中心，转轴前端通过轴承定位于一前端盖上，转轴后端通过轴承定位于一后端盖上，前后端盖内侧面与基座固连在一起。

进一步地，上述电动机还包括一散热装置，该散热装置由风扇和防尘风罩构成，其中风扇与转轴后端固连，防尘风罩为多网孔结构，其套置在风扇外侧并与后端盖外侧固连。

本发明的永磁体磁钢也是一种嵌入式结构，但其采用了多块一极的结构，可有效减少了永磁体与外界的直接接触面，可以尽可能保护永磁体，降低失磁的风险。同时，各磁钢可以在槽内磁钢未填满的隔磁空间填充灌封胶，极大地避免磁钢氧化的可能性，可有效延长磁钢的使用寿命。